[发明专利]一种热力射流天然气水合物开采装置、系统及方法

权利要求书

1.一种热力射流天然气水合物开采装置，其特征在于，包括：

能够在天然气水合物层中旋转钻进的连续管，所述连续管在旋转时向外喷射热水构成热力射流，用以对天然气水合物进行射裂开采；

所述连续管的外部设置有套管，所述连续管伸出所述套管末端开口进入天然气水合物层，热水携带射裂分解后的天然气水合物通过套管与连续管之间的环空间隙返排回收。

2.根据权利要求1所述的开采装置，其特征在于，所述套管为隔热套管。

3.根据权利要求1所述的开采装置，其特征在于，所述连续管上设置有钻具，连接在钻具下游的连续管伸出所述套管，并在天然气水合物层中旋转定向钻进。

4.根据权利要求3所述的开采装置，其特征在于，所述钻具的下游依次连接有水力喷射短节、导向与测井工具以及钻头，所述导向与测井工具能够调整所述钻头的前进方向。

5.根据权利要求4所述的开采装置，其特征在于，所述水力喷射短节的侧壁上设置有多个喷射孔，所述喷射孔沿直线或者呈螺旋状分布。

6.根据权利要求4所述的开采装置，其特征在于，所述钻头包括金刚石复合片钻头，所述金刚石复合片钻头上设置有供热水喷出用以辅助钻头破岩的喷射口。

7.根据权利要求3所述的开采装置，其特征在于，所述钻具为螺杆钻具或者涡轮钻具。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的开采装置，其特征在于，所述连续管在天然气水合物层中沿水平方向旋转钻进，且能够在所述套管中下入及上提。

9.一种热力射流天然气水合物开采系统，安装在海上，其特征在于，包括平台处理设备、隔水管与井口设备以及井下钻井设备；

所述平台处理设备包括钻井单元、热水加热单元以及天然气水合物收集单元；

所述隔水管与井口设备包括隔水管、水下井口以及导管；

所述井下钻井设备包括根据权利要求1-8中任一项所述的开采装置，所述开采装置的套管设置在所述导管内部，且套管的顶部连接在所述水下井口上。

10.一种采用权利要求9所述开采系统实施的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)安装隔水管与井口设备后，在天然气水合物层中钻出导向孔眼并在导向孔眼中下入套管进行固井；

2)在导向孔眼中利用连续管进行定向钻进，形成初步的水平井眼，同时打开水力喷射短节喷射热水；

3)基于连续管上安装的导向与测井工具，不断实时调整连续管的旋转钻进方向，经射裂后的破碎颗粒及天然气水合物通过套管与连续管之间的环空间隙返排回收处理；

4)待一个方向内的天然气水合物采收完成，上提连续管后进行采空地层的回填；

5)调整导向孔眼的方向，重复步骤2)-4)，直至完成对同一地层天然气水合物的开采。