1.本发明属于可燃冰开采技术领域，涉及一种可燃冰开采的方法。
背景技术：
2.可燃冰又称“天然气水化合物”，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物 质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。天然气 水合物分布于深海或陆域永久冻土中，其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、 石油等，且储量巨大，因此被国际公认为石油等的接替能源。
3.天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起 处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。储量比地球上石油的总储量还大几百倍。 2009年夏，在祁连山南缘，一簇火苗的燃烧，成为令人振奋的消息：中国成为世界上第一个 在中低纬度冻土区发现“可燃冰”的国家。据专家们估计，中国“可燃冰”的资源储量为803.44 亿吨油当量，接近于我国常规石油资源量，约是中国常规天然气资源量的两倍。据国土资源 部专家估计，中国陆域“可燃冰”远景资源量至少有350亿吨油当量，可供中国使用近90年。
4.在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.1、开采可燃冰存在诸多困难，全世界都进行了这方面的研究，但一直没有好的方法，现 有的开采方法都比较复杂、成本高、缺乏可控性和可操作性，无法投入商业运营；
6.2、对厚度较大的可燃冰层进行开采时，采用常规的开采方法存在开采效率低、成本高、 对地质结构影响大等诸多问题。
技术实现要素：
7.鉴于此，本发明目的在于提供一种可燃冰开采的方法，适用于开采厚度较大的可燃冰层， 开采效率高、成本低、对地质结构影响小。
8.发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上 技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种可燃冰开采的方法，包括以下步骤：
9.步骤1，选井，对可燃冰层的厚度进行勘测，选取一个可燃冰层厚度大于5m的区域作为 开采区域；
10.步骤2，钻井，在开采区域上方垂直向下打至少一口第一竖直井通向可燃冰层，在第一 竖直井的前后左右四个方向分别打一口第一水平井，在每口第一水平井上分别打一口向下的 第二竖直井，然后在每口第二竖直井的前后左右四个方向分别打一口第二水平井，按此规律 依次打井，每口第n竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n水平井，每口第n水平井上 分别打一口向下的第n+1竖直井，每口第n+1竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n+1 水平井，直至第n+1水平井位于可燃冰层底部；
11.步骤3，固井，在所述步骤2钻好的井中布设油管至第一竖直井外，然后在第一竖直井 中布设套管至第一竖直井外，所述油管的管径大小小于套管的管径大小，所述部分油管
与套 管重叠布置，所述远离第一竖直井的油管的一端外壁面与远离第一竖直井的套管的一端内壁 面固定连接；
12.步骤4，开采，所述位于第一竖直井外的套管上设有放空阀，所述油管旁设有空气压缩 机，所述油管与空气压缩机连接，所述油管与空气压缩机之间设有加热装置，通过加热装置 将井中的空气加热到至少1000℃，然后启动空气压缩机，将可燃冰层融化后得到的天然气开 采出来。
13.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个具体实施方式，所述第一水平井位于第一竖直 井底部，所述第二水平井位于第二竖直井底部，按此规律，所述第n+1水平井位于第n+1竖 直井底部。
14.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个优选实施方式，所述第二竖直井位于第一水平 井远离与第一竖直井相连接的一端上，按此规律，所述第n+1竖直井位于第n水平井远离与 第n竖直井相连接的一端上。
15.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，除第一竖直井外，每口竖 直井的深度均为5m～7m。
16.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述每口水平井的长度均 为3m～5m。
17.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述套管上设有压力表。
18.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述油管和空气压缩机之 间安装有流量计。
19.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述加热装置将井中的空 气加热至1000℃～2000℃。
20.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述油管靠近第n+1水平 井的一端离第n+1水平井2m～3m远。
21.根据本发明一种可燃冰开采的方法的一个进一步的实施方式，所述油管为2～3寸油管， 所述套管为5寸套管，所述套管长度为5m～7m。
22.与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：
23.a)采用本发明进行陆地可燃冰的开采工作，在选井时，先对可燃冰层的厚度进行勘 测，选取一个可燃冰层厚度大于5m的区域作为开采区域，本发明适用于开采可 燃冰冰层厚度大于5m区域，进行钻井工作时，在开采区域上方垂直向下打至少 一口第一竖直井通向可燃冰层，在第一竖直井的前后左右四个方向分别打一口第 一水平井，在每口第一水平井上分别打一口向下的第二竖直井，然后在每口第二 竖直井的前后左右四个方向分别打一口第二水平井，按此规律依次打井，每口第 n竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n水平井，每口第n水平井上分别打 一口向下的第n+1竖直井，每口第n+1竖直井的前后左右四个方向分别打一口第 n+1水平井，直至第n+1水平井位于可燃冰层底部，这样在地质结构上层区域中 只需要打一口第一竖直井即可，在可燃冰层中进行相应的扩井工作，直至可燃冰 层底部，一口井相当于多口井进行开采，开采效率高，对地质结构影响小，并且 降低了钻井成本；然后进行固井工作，在钻好的井中布设油管至第一竖直井外， 然后在第一竖直井中布设套管至第一竖直井外，油管的管径大小小于套管的管径 大小，部分油管与套管重
叠布置，远离第一竖直井的油管的一端外壁面与远离第 一竖直井的套管的一端内壁面固定连接，采用油管和套管的设置，油管用于采集 天然气，套管用于固定油管，整体结构简单稳固，便于设置；进行开采工作时， 位于第一竖直井外的套管上设有放空阀，能够将油管和套管之间的岩石碎屑喷出 来，另外还能够在非工作状态下或其它紧急状态下释放井中的气体，减缓井中的 压力，避免发生其它意外，油管旁设有空气压缩机，油管与空气压缩机连接，油 管与空气压缩机之间设有加热装置，通过加热装置将井中的空气加热到至少 1000℃，然后启动空气压缩机，将可燃冰层融化后得到的天然气开采出来，开采 方式简单高效，可靠安全。
24.b)本发明采用第一水平井位于第一竖直井底部，第二水平井位于第二竖直井底部， 按此规律，第n+1水平井位于第n+1竖直井底部的设置方式，能够提高本发明开 采可燃冰的效率。
25.c)本发明采用第二竖直井位于第一水平井远离与第一竖直井相连接的一端上，按此 规律，所述第n+1竖直井位于第n水平井远离与第n竖直井相连接的一端上的设 置，能够进一步提高本发明开采可燃冰的效率。
26.d)本发明采用除第一竖直井外，每口竖直井的深度均为5m～7m的设置，将水平井 分层，相邻两层水平井之间的间距为5m～7m，该距离能够确保可燃冰冰层结构 稳固，优化可燃冰冰层开采效率。
27.e)本发明采用每口水平井的长度均为3m～5m的设置，方便进行钻井工作，进一步 优化了可燃冰冰层开采效率。
28.f)本发明采用套管上设有压力表的设置，能够对井中的压力进行监测。
29.g)本发明采用油管和空气压缩机之间安装有流量计的设置，能够对油管中气体的排 量大小进行监测。
30.h)本发明采用加热装置将井中的空气加热至1000℃～2000℃，1000℃能够确保可燃 冰层中的可燃冰融化，采集其中的天然气，随着温度的升高，开采效率增加，达 到2000℃时，开采效率最高，停止加热，确保开采过程中的安全性。
具体实施方式
31.下面结合一个具体实施例进行说明。
32.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的 技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不 是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0033][0034]
实施例1：
[0035]
本实施例所描述的是一种可燃冰开采的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0036]
步骤1，选井，对可燃冰层的厚度进行勘测，选取一个可燃冰层厚度大于5m的区域作为 开采区域；
[0037]
步骤2，钻井，在开采区域上方垂直向下打一口第一竖直井通向可燃冰层，在第一竖直 井的前后左右四个方向分别打一口第一水平井，在每口第一水平井上分别打一口向
下的第二 竖直井，然后在每口第二竖直井的前后左右四个方向分别打一口第二水平井，按此规律依次 打井，每口第n竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n水平井，每口第n水平井上分别 打一口向下的第n+1竖直井，每口第n+1竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n+1水平 井，直至第n+1水平井位于可燃冰层底部，除第一竖直井外，每口竖直井的深度均为5m，每 口水平井的长度均为3m，在本实施例中，竖直井和水平井的数量与可燃冰层的厚度成正比， 竖直井主要用于向可燃冰层下方延伸并采集其中的天然气，水平井用于采集当前深度可燃冰 层中的天然气，于常规开采方式相比，在通向可燃冰层的地质结构中减少了所打的第一竖直 井数量，打到可燃冰层后，按照上述规律以树状扩散式的方法打井，能够最大程度对厚度较 大的可燃冰层中的可燃冰进行开采，一口竖直井能够延伸出多个水平井，极大地提升了单口 第一竖直井对可燃冰的开采效率和能力；
[0038]
步骤3，固井，在所述步骤2钻好的井中布设油管至第一竖直井外，然后在第一竖直井 中布设套管至第一竖直井外，所述油管的管径大小小于套管的管径大小，所述部分油管与套 管重叠布置，所述远离第一竖直井的油管的一端外壁面与远离第一竖直井的套管的一端内壁 面固定连接，在本实施例中，油管采用具有耐高温、耐高压和耐磨性质的油管，套管端部的 内壁与油管端部的外壁通过电焊焊接在一起，套管的外壁与第一竖直井的内壁如果具有间隙， 通过混泥土进行封堵，形成一层混凝土层，同时将套管和油管固定在井中，在本实施中，油 管采用的是2寸油管，套管采用的是5寸套管，套管的长度为5m，油管靠近第n+1水平井的 一端离第n+1水平井2m远；
[0039]
步骤4，开采，所述位于第一竖直井外的套管上设有放空阀，所述油管旁设有空气压缩 机，所述油管与空气压缩机连接，所述油管与空气压缩机之间设有加热装置，通过加热装置 将井中的空气加热到1000℃，然后启动空气压缩机，将可燃冰层融化后得到的天然气开采出 来。在本实施例中，在井中压力达到20mpa时，通过放空阀将套管和油管之间的岩石碎屑放 喷排出，在非工作情况下或者紧急情况下，放空阀还能够将井中的气体排出，减小压力，提 高开采过程中的安全性。本实施例中采用的放空阀具体型号为“fj41y/f
‑
16c/25c/40c”，但 不限于该所述型号的放空阀，采用的空气压缩机具体型号为“dx
‑
3/200”，排气量为每分钟 3立方，压力为20mpa，但不限于该型号的空气压缩机。
[0040]
实施例2：
[0041]
本实施例所描述的是一种可燃冰开采的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0042]
步骤1，选井，对可燃冰层的厚度进行勘测，选取一个可燃冰层厚度大于5m的区域作为 开采区域；
[0043]
步骤2，钻井，在开采区域上方垂直向下打一口第一竖直井通向可燃冰层，在第一竖直 井的前后左右四个方向分别打一口第一水平井，在每口第一水平井上分别打一口向下的第二 竖直井，然后在每口第二竖直井的前后左右四个方向分别打一口第二水平井，按此规律依次 打井，每口第n竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n水平井，每口第n水平井上分别 打一口向下的第n+1竖直井，每口第n+1竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n+1水平 井，直至第n+1水平井位于可燃冰层底部，所述第一水平井位于第一竖直井底部，所述第二 水平井位于第二竖直井底部，按此规律，所述第n+1水平井位于第n+1竖直井底部，所述第 二竖直井位于第一水平井远离与第一竖直井相连接的一端上，按此规律，所述第n+1竖直井 位于第n水平井远离与第n竖直井相连接的一端上，除第一竖直井外，每口
竖直井的深度均 为7m，每口水平井的长度均为5m；
[0044]
步骤3，固井，在所述步骤2钻好的井中布设油管至第一竖直井外，然后在第一竖直井 中布设套管至第一竖直井外，所述油管的管径大小小于套管的管径大小，所述部分油管与套 管重叠布置，所述远离第一竖直井的油管的一端外壁面与远离第一竖直井的套管的一端内壁 面固定连接，在本实施例中，油管采用的是3寸油管，套管采用的5寸套管，套管的长度为 7m，油管靠近第n+1水平井的一端离第n+1水平井3m远；
[0045]
步骤4，开采，所述位于第一竖直井外的套管上设有放空阀，所述油管旁设有空气压缩 机，所述油管与空气压缩机连接，所述油管与空气压缩机之间设有加热装置，通过加热装置 将井中的空气加热到1000℃，然后启动空气压缩机，将可燃冰层融化后得到的天然气开采出 来。
[0046]
实施例3：
[0047]
本实施例所描述的是一种可燃冰开采的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0048]
步骤1，选井，对可燃冰层的厚度进行勘测，选取一个可燃冰层厚度大于5m的区域作为 开采区域；
[0049]
步骤2，钻井，在开采区域上方垂直向下打一口第一竖直井通向可燃冰层，在第一竖直 井的前后左右四个方向分别打一口第一水平井，在每口第一水平井上分别打一口向下的第二 竖直井，然后在每口第二竖直井的前后左右四个方向分别打一口第二水平井，按此规律依次 打井，每口第n竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n水平井，每口第n水平井上分别 打一口向下的第n+1竖直井，每口第n+1竖直井的前后左右四个方向分别打一口第n+1水平 井，直至第n+1水平井位于可燃冰层底部，除第一竖直井外，每口竖直井的深度均为5m，每 口水平井的长度均为3m；
[0050]
步骤3，固井，在所述步骤2钻好的井中布设油管至第一竖直井外，然后在第一竖直井 中布设套管至第一竖直井外，所述油管的管径大小小于套管的管径大小，所述部分油管与套 管重叠布置，所述远离第一竖直井的油管的一端外壁面与远离第一竖直井的套管的一端内壁 面固定连接；
[0051]
步骤4，开采，所述位于第一竖直井外的套管上设有放空阀，所述油管旁设有空气压缩 机，所述油管与空气压缩机连接，所述油管与空气压缩机之间设有加热装置，通过加热装置 将井中的空气加热到1000℃，然后启动空气压缩机，一边进行天然气开采，将可燃冰层融化 后得到的天然气开采出来，另一边通过加热装置继续对井中的空气进行加热，能够加快天然 气开采效率，井中空气温度达到2000℃时停止加热，天然气开采效率达到最大，每天能够采 集30万立方的天然气。
[0052]
具体的，所述套管上设有压力表，在本实施例中，压力表采用的具体型号为“qh20201349”，
[0053]
具体的，所述油管和空气压缩机之间安装有流量计，流量计采用的具体型号为“lwq”， 能够测量管道中流体的流量大小。
[0054]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、
ꢀ“
宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关 系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不
能理解为对本发明的限制。
[0055]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个 以上，除非另有明确具体的限定。
[0056]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固 定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以 是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两 个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0057]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可 以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之 间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一 特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在 第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅 表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0058]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明 的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。