一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺的制作方法

文档序号:23729367发布日期:2021-01-26 19:33阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征是:开采平台(1)、井口装置(2)、套管柱(3)、开采管柱(4)、井下除沙系统(5)、监测系统(6)及水下输送管路(21、22、23、24)和脐带缆(25)构成;其工艺步骤是:(1)完井方案:钻井至可燃冰目标开采层下部,预留出上述电潜泵组(45)及井下除沙系统(5)的安装空间;对较大的砂石过滤,防止进入开采井筒内造成开采层结构不稳定,对可燃冰开采层与开采套管之间的空间采用砾石填充(44),并在可燃冰开采层段的套管设置一次滤沙网(33),在砾石填充完成后,对套管柱(3)进行固井,并设置人工井底;(2)在套管柱内下入井底压力传感器(63)、射流除沙泵(53)及管路,将井底压力传感器(63)、射流除沙泵(53)布置于开采井的底部;(3)下入根据开采井实际工况设计并设置好旋流除砂器(46)、电潜泵组(45)、二次防沙网(44)、气液分离器组(43)、天然气输送管(42)及生产水输送海管(41)的开采管柱;(4)安装封隔器(7)及井口装置(2);安装输水输气海管(21、22、23、24)及脐带缆(25)等设施,并连接至开采平台(1);(5)所有设施安装完毕后,启动电潜泵(45)进行排水降压操作,通过井内压力温度传感器(61)监测开采井内压力和温度,通过液位传感器(62)监测井内液位,通过控制电潜泵(45)的排量及天然气的产气量,来控制井内压力,使可燃冰开采层水合物的压力条件处于相平衡曲线气相状态,促使可燃冰分解,分解产生的天然气和水,经过砾石填充层(8),一次滤砂网(9)、二次防沙网(44)进入开采管柱井内,天然气向上经过气液分离器组(43)除水后经天然气输送管(42)及井口装置(2)排至平台天然气处理模块(11);生产水则经过旋流除砂器(46)除去泥沙后由电潜泵组(45)、生产水输送管(41)及井口装置(2)排至开采平台的生产水处理模块(12)处理;井内的积沙由开采平台上的除沙动力水模块(15)为射流除沙泵(53)提供除沙动力水,在射流除沙泵(53)的动力水的搅动和负压的作用下降井底的积沙经泥沙排出管(52)排至开采平台泥沙处理模块(14)进行处理。2.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:开采平台(1)位于海面,开采平台(1)上的天然气处理模块(11)、生产水处理模块(12)、泥沙处理模块(14)、除沙动力水模块(15),分别通过水下输送管道(21、22、23、24)与位于水下海床上的井口装置(2)相连接,井口装置(2)的下部安装在开采井的套管柱(3)上端,与套管柱内的开采管柱(4)及井下除沙系统(5)相连,从而将井内开采出来的天然气、生产水及泥沙输送至开采平台(1)的相应模块进行处理,同时开采平台(1)上的监控模块(13)通过脐带缆(25)与井内的检测传感器(61、62、63)相连接,监测开采过程中井内的液位、温度、压力条件及工作状态。3.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:井口装置(2)用于在海床上与水下输送管道(21、22、23、24)及脐带缆(25)的连接,下端与开采井内的套管柱(3)、开采管柱(4)、井下除沙系统(5)相连;通过井口装置(2)实现对井内设备的控制和调节。4.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:套管柱(3)采用了贯穿开采层(103)终止与下覆层(104)内的设计;其由表层套管(31)、生产套管(32)、一次滤砂网(33)组成;套管柱(3)上端与井口装置(2)的下端连接,贯穿上覆层(102)和开采层(103),生产套管(32)末端位于开采层下部的下覆层(104)内,并在开采层处
采用筛孔结构并设置一次防沙网(33),其采用钢丝纱网结构;在套管柱(3)围成的内部空间布置开采管柱(4)和井下除沙系统(5)。5.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:开采管柱(4)采用在可燃冰开层处管柱采用筛孔结构并设置防沙网,同时将电潜泵组(45)布置在开采层下部的结构设计;开采管柱(4)由生产水输送管(41)、天然气输送管(42)、气液分离器组(43)、二次防沙网(44)、电潜泵组(45),旋流除砂器(46)组成;其连接关系为旋流除砂器(46)布置在开采管柱的最下端,其上端与电潜泵组(45)吸入口相连接,潜水泵组排出管路为生产水输送管(41),其上端与井口装置相连;在电潜泵组(45)上部的位于开采层(103)处的开采管柱采用筛孔结构并设置多层钢丝的二次防沙网(44);所述旋流除砂器(46)为圆锥型结构,上端为排液口与潜水泵组的吸入口相连,下端为排沙口;所述电潜泵组(45)为开采管柱的重要设备,电潜泵组(45)自下而上由电潜泵电机(453)、电潜泵入口及罩壳(452)、及电潜泵泵体(451)组成;电潜泵电机(453)与电潜泵入口及罩壳(452)之间的环形空间即为电潜泵的吸入通道;所述气液分离器组(43)由两部分组成,下部为管柱旋流气液分离器(432),上部填料气液分离器(431);管柱旋流气液分离器(432)设置在开采管柱内壁上。6.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:井下除沙系统(5)采用独立的井底除沙系统设计,由除沙动力水管(51)、泥沙排出管(52)、射流除沙泵(53)组成;其连接关系为:射流除沙泵(53)布置于井筒底部,通过布置在套管柱内部的除沙动力水管(51)、泥沙排出管(52)连接到井口装置上。7.根据权利要求1所述一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺,其特征还在于:监控系统(6)由布置在开采井井底的井底压力传感器(63)、位于开采层的液位传感器(62)、位于开采管柱上部的温度压力传感器(61)及开采平台上的监控模块(13)组成。
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