[发明专利]一种海域天然气水合物集采设备及集采方法

说明书

一种海域天然气水合物一泵多井集采设备及集采方法，属于天然气水合物开采技术领域，所述海域天然气水合物一泵多井集采设备的生产井由多井组构成，在多井组中设置一口主开采井，其余为副开采井；所述主开采井的井口上布置多井井口汇集装置和防喷器，所述防喷器上部连接海上钻井平台设备的隔水管，在所述隔水管内设置电潜泵和气水分离器，通过生产油管将防喷器、电潜泵和气水分离器串联起来，并在气水分离器出口端设置产气管路和产水管路；所述副开采井安装有带防喷功能的采油树，主开采井的多井井口汇集装置通过汇集管路连接副开采井的采油树。本发明创新了一泵多井的集采模式，达到了提高天然气水合物采集产能、降低生产成本的目的。

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物集采设备及集采方法，尤其是一种海域天然气水合物一泵多井集采设备及集采方法。

背景技术

天然气水合物具有能量密度高、规模大、埋藏浅等特点，被认为是21世纪 最清洁的替代资源。据公开报道，天然气水合物在我国海域资源量丰富，其开 发利用将有利于缓解我国天然气后备资源不足的局面，改变我国能源分布不均 的格局，因此，海域天然气水合物的开采与利用对我国国民经济发展意义重大。

现有技术中，海域天然气水合物一般采用单井模式进行开采，即在井口上安装采油树、隔水管与防喷器，之后通过防喷器的内部通道向井内下入电泵、气水分离器等设备，根据天然气水合物的物理性质，通过抽水降压法改变其赋存的压力条件，使其气化分解后进行单井开采。由于上述单井开采模式储层覆盖面小，产能低，采集成本较高。

发明内容

本发明提供一种海域天然气水合物集采设备及集采方法，旨在通过创新一泵多井的集采模式，达到提高天然气水合物采集产能、降低生产成本的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海域天然气水合物一泵多井集采设备，其生产井由多井组构成，在多井组中设置一口主开采井，其余为副开采井；所述主开采井的井口上布置多井井口汇集装置和防喷器，所述防喷器上部连接海上钻井平台设备的隔水管，在所述隔水管内设置电潜泵和气水分离器，通过生产油管将防喷器、电潜泵和气水分离器串联起来，并在气水分离器出口端设置产气管路和产水管路；所述副开采井安装有带防喷功能的采油树，主开采井的多井井口汇集装置通过汇集管路连接副开采井的采油树。

上述海域天然气水合物一泵多井集采设备，所述多井井口汇集装置设有与副开采井数量一致的井口汇集单元，在每一个井口汇集单元中设有与汇集管路连接的法兰和开关阀。

上述海域天然气水合物一泵多井集采设备，所述电潜泵为变频控制泵，通过钻井平台上变频控制箱来控制其转速和排量。

上述海域天然气水合物一泵多井集采设备，所述开关阀为液压控制阀或机械控制阀。

一种海域天然气水合物一泵多井集采方法，通过上述海域天然气水合物一泵多井集采设备实现海域天然气水合物的开采，包括如下操作步骤：

a、副开采井施工，通过海上钻井平台完成副开采井的钻完井，并在副开采井的井口上安装采油树；

b、主开采井施工，通过海上钻井平台完成主开采井的钻完井，并在井口安装多井井口汇集装置，然后安装防喷器、隔水管等常规深水钻井设备；

c、副开采井与主开采井之间管路连接，利用水下机器人，将主开采井的多井井口汇集装置与副开采井的采油树通过汇集管路连接起来，使之形成一个压力控制系统；

d、电潜泵、气水分离器的安装，将电潜泵和气水分离器安装于隔水管内；

e、开泵运行，启动电潜泵，多井组采集的天然气水合物在降压的过程中分解气化，通过气水分离器将产生的天然气分离出来并输入开采管路，实现天然气水合物的开采。