一种适用于含天然气水合物储层的开采设备的制作方法

1.本实用新型涉及海洋油气开采技术领域，特别涉及一种适用于含天然气水合物储层的开采设备。


背景技术：

2.天然气水合物是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，不能在地层空隙或者裂缝中流动。
3.现有技术中天然气水合物的开采一般采用具有流动的油和气的开采方法和开采设备，如果开采不当，加上天然气水合物储层不稳定，造成井壁坍塌，使天然气水合物发生大范围不可控制的分解，不仅造成资源浪费，而且会对环境造成巨大污染，带来生态灾难。
4.因此，如何降低在天然气水合物钻采时发生不可控分解所带来的风险，降低资源浪费和环境污染，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种适用于含天然气水合物储层的开采设备，以降低在天然气水合物钻采时发生不可控分解所带来的风险，降低资源浪费和环境污染。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于含天然气水合物储层的开采设备，包括海面船体、水下隔离舱、脐带缆和双层柔性管柱，
7.所述海面船体能够漂浮在海面上；
8.所述水下隔离舱通过所述脐带缆与所述海面船体连接，所述水下隔离舱包括多个隔离舱室，相邻两个所述隔离舱室相互独立，所述隔离舱室的下端为开放端，所述隔离舱室通过所述开放端罩设在含天然气水合物储层上，用于隔离所述隔离舱室覆盖范围内的所述含天然气水合物储层与外界海水，所述隔离舱室的上端为封闭端，所述隔离舱室的腔体能够对开采的天然气水合物进行暂时存储，暂时存储在所述腔体内的天然气水合物通过所述脐带缆输送至所述海面船体；
9.所述双层柔性管柱包括钻头、钻具、内层管柱、外层管柱和筛管，所述内层管柱、所述外层管柱和所述筛管均为柔性管，所述外层管柱的一端与所述封闭端连接，所述外层管柱的另一端与所述筛管连接，所述筛管与钻具的外壳连接，所述内层管柱位于所述外层管柱和所述筛管内，所述内层管柱的一端通过投球丢手与所述封闭端连接，所述内层管柱的另一端与所述钻具的高压流体入口连通，所述内层管柱与所述外层管柱之间、以及所述内层管柱与所述筛管之间均通过填充层连接，所述填充层用于滤除天然气水合物分解出的砂砾，所述填充层内预埋有电加热器，所述钻具与所述钻头连接；
10.所述双层柔性管柱通过连接组件与所述封闭端连接，所述连接组件包括安装座、密封盖和防喷器组件，所述安装座安装在所述隔离舱室外，所述安装座上开设有用于供所述外层管柱穿过的第一通孔，所述安装座内设置有能够与用于供给化学剂的第一管路连通的第一通道和能够与用于供给高压流体的第二管路连通的第二通道，所述密封盖位于所述
隔离舱室外、罩设在所述安装座上且套设在所述外层管柱上，用于阻止所述隔离舱室内的气体溢出，所述密封盖上开设有与所述第一通孔位置对应的第二通孔，且开设有用于供所述第一管路穿过的第三通道和用于供所述第二管路穿过的第四通道，所述第一通道与所述内层管柱和所述外层管柱之间的环空连通，所述第二通道能够与所述内层管柱连通，所述防喷器组件包括底座、多个莲瓣形爪瓣和多个蹼型爪瓣，所述底座与所述安装座同轴布置，各个所述莲瓣形爪瓣和各个所述蹼型爪瓣沿着所述底座的周向设置且所述莲瓣形爪瓣和所述蹼型爪瓣间隔排布，各个所述莲瓣形爪瓣和各个所述蹼型爪瓣的一端与所述底座通过弹性铰链连接，各个所述莲瓣形爪瓣和各个所述蹼型爪瓣远离所述底座的一端为自由端，所述蹼型爪瓣的自由端能够沿所述底座的周向方向伸缩且能够沿垂直于所述底座的轴线进行展开和聚拢以带动与所述蹼型爪瓣连接的所述莲瓣形爪瓣的自由端沿着垂直于所述底座的轴线方向进行展开和聚拢，各个所述莲瓣形爪瓣的自由端和各个所述蹼型爪瓣的自由端能够在所述弹性铰链的回复力和所述隔离舱室内气体压力的作用下与所述外层管柱的外壁贴合。
11.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述密封盖与所述安装座通过止动环锁紧连接。
12.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述海面船体上设置有气水砂分离装置、增压装置和贮存装置，
13.所述气水砂分离装置与所述脐带缆连通，用于分离出天然气水合物中的水和砂，
14.所述增压装置与所述气水砂分离装置连通，用于对所述天然气水合物分解产生的气体进行增压，
15.所述贮存装置与所述增压装置连通管，用于贮存增压后的所述气体。
16.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述海面船体还包括输送设备，与所述贮存装置和/或所述增压装置连通，用于向外界管路输送所述气体。
17.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述海面船体上设置有灭火装置。
18.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述隔离舱室包括罩体和调节底座，
19.所述罩体的上端为封闭端，所述封闭端安装所述防喷器组件，所述罩体的下端为开放端，
20.所述调节底座安装在所述罩体的开放端，所述调节底座内能够充入海水和/或气体，所述调节底座能够与所述含天然气水合物储层所处的海底泥面紧密接触以密封所述罩体的开放端与所述含天然气水合物储层所处的海底泥面之间的缝隙。
21.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述罩体为棱柱形罩体，所述调节底座沿所述罩体的开放端设置，所述调节底座的形状与所述罩体的开放端的形状相同。
22.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述脐带缆包括所述第三管路、所述第四管路、用于将所述隔离舱室内的气体输送至所述海面船体的输气管路、用于对所述输气管路加热的伴热电缆、用于传输所述海面船体对所述隔离舱室的控制信号的控制电缆和用于对所述隔离舱室的执行机构供电的动力电缆。
23.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，所述莲瓣形爪瓣为金属爪瓣，所述蹼型爪瓣为橡胶爪瓣。
24.优选地，在上述适用于含天然气水合物储层的开采设备中，还包括张力牵索，所述张力牵索的一端与所述海上船体连接，所述张力牵索的另一端与所述隔离舱室连接，所述张力牵索与所述安装座一一对应。
25.从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的适用于含天然气水合物储层的开采设备，包括海面船体、水下隔离舱、脐带缆和双层柔性管柱。本技术提出通过双层柔性管柱钻进以及双层柔性管柱下部结构留置成井技术，天然气水合物分解后气体通过地层缝隙、双层柔性管柱和双层柔性管柱的环隙进入隔离舱室，结合隔离舱室对双层柔性管柱周围含天然气水合物储层的隔离作用，有效防止生产过程中发生井塌和地层破裂等情况的发生；多井筒开采和水下隔离舱配合，可以有效控制天然气水合物的分解速度，防止天然气水合物不受控大量分解、以及外泄带来的生产风险，降低资源浪费和环境污染。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的适用于含天然气水合物储层的开采设备的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的水下隔离舱与张力牵索连接的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的水下隔离舱的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的水下隔离舱的俯视图；
31.图5是本实用新型实施例提供的隔离舱室的俯视图；
32.图6是本实用新型实施例提供的双层柔性管柱的结构示意图；
33.图7是图6沿a-a的剖视图；
34.图8是图6沿b-b的剖视图；
35.图9是本实用新型实施例提供的连接组件的结构示意图；
36.图10是本实用新型实施例提供的脐带缆的结构示意图。
37.其中，
38.1、海面船体，2、水下隔离舱，21、隔离舱室，211、罩体，212、调节底座，3、脐带缆，31、输气管路，32、第三管路，33、第四管路，34、伴热电缆，4、双层柔性管柱，41、钻头，42、钻具，43、内层管柱，44、外层管柱，45、筛管，5、连接组件，51、安装座，52、密封盖，53、防喷器组件，531、底座，532、莲瓣形爪瓣，533、蹼型爪瓣，6、张力牵索。
具体实施方式
39.本实用新型公开了一种适用于含天然气水合物储层的开采设备，以完成天然气水合物的开采，并降低在天然气水合物钻采时发生不可控分解所带来的风险，降低资源浪费和环境污染。
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.请参阅图1-图10，本实用新型公开了一种适用于含天然气水合物储层的开采设备，包括海面船体1、水下隔离舱2、脐带缆3和双层柔性管柱4。
42.海面船体1能够漂浮的海面上，海面船体1为一种刚性材料成型的船型结构，为生产设施和生产活动提供支撑和活动平台。
43.在本技术的一些实施例中，海面船体1上设置有动力发电装置、气水砂分离装置、防火装置、输送设备、贮存装置、控制装置、增压装置和通讯装置等。动力发电装置为生产和生活提供电力供应；气水砂分离装置能够分离出生产获取的流体中的水和砂，分离后的气体通过增压装置增压后进入贮存装置；防火装置为生产设施提供各类防火灭火手段；输送设备为气体的外输提供设备和通道；通讯装置用于为工作人员提供生活和娱乐信息，同时提供外界天气、海况和指令的信息；海面船体1上还具有火炬和排空装置用于排空废气，以及紧急状态下的天然气处理。
44.水下隔离舱2通过脐带缆3与海面船体1连接，脐带缆3用于实现水下隔离舱2与海面船体1之间的物质传输和信号传递，其中，物质包括气体或化学剂等。
45.水下隔离舱2包括多个隔离舱室21，相邻两个隔离舱室21相互独立，或者说，各个隔离舱室21相互独立。水下隔离舱2具有多个能够形成具有一定面积和体积的隔离舱室21，为双层柔性管柱4、产出流体和工作介质提供一个相对独立且隔离外部海水的相对密闭的空间，同时还能够暂存分解后的气体。各个隔离舱室21均通过脐带缆3与海面船体1连接。
46.隔离舱室21的下端为开放端，隔离舱室21的上端为封闭端，隔离舱室21通过开放端罩设在含天然气水合物储层上，能够隔离外界海水与隔离舱室21覆盖范围内的含天然气水合物储层。
47.由于滑坡形成的快速沉积或者浊流沉积，加上陆坡上沉积物形成了厚、松软、高含水和未胶结的地层，导致开采受到不稳定的海床的影响较大，为天然气水合物的开采带来了很大的难度。本方案公开的适用于含天然气水合物储层的开采设备利用隔离舱室21在双层柔性管柱4周围的天然气水合物储层区域形成一个独立的空间，开采过程中产生的气体可以聚集在隔离舱室21内，同时减少可能因开采引起的地层滑坡造成的水合物的无控制分解，避免发生气体外泄，降低对环境的污染。
48.隔离舱室21能将经地层和双层柔性管柱4的环隙析出的气体进行收集，并聚集在隔离舱室21的顶部，气体中携带的砂砾靠密度分离下沉，可以有效解决井眼通道砂堵的问题。如果在钻采过程中发生井壁坍塌，造成天然气水合物发生大范围不可控制的分解，分解出的气体也会聚集在水下隔离舱2的隔离舱室21内，避免气体向海水中溢出扩散。聚集在隔离舱室21内的气体再通过脐带缆3输送至海面船体1，有效降低了资源浪费和环境污染。
49.水下隔离舱2有多个隔离舱室21构成蜂窝型结构，优选地，隔离舱室21采用刚性材料成型制作。
50.隔离舱室21内还设置有水下增压装置、水下加热装置、水下气水砂分离装置和水下温度压力控制装置。水下增压装置用于为产出流体上输，为调节底座212和罩体211的姿
态保持、移位，为天然气水合物生产过程中高温流体注入等提供所需的流体压力；水下加热装置用于为天然气水合物生产过程中提供一定温度的高温流体；水下气水砂分离装置用于初步分离上输含天然气水合物流体中含有的固体颗粒；水下温度压力控制装置用于检测隔离舱内的压力、为隔离舱室21的姿态控制、移位提供适合的流体压力，并能够检测和控制注入的高温流体的温度和压力，防止天然气水合物的再形成。
51.通过向调节底座212的不同位置注入不同体积的海水，以调节隔离舱室21的姿态，从而调节隔离舱室21不同位置与含天然气水合物储层之间的密封效果；或者，在需要移位时，通过对调节底座212内的液体和气体进行充或者放，改变调节底座212的形状，移除隔离舱室21周边的淤积，实现隔离舱室21的移位；或者，在需要撤离时，排出调节底座212内的部分液体和气体，同时向调节底座212内充气，增大隔离舱室21的浮力，减轻隔离舱室21的上提重量。
52.本技术公开的水下隔离舱2能够重复使用，有效降低设备成本。
53.开采完成后，残余的基岩固体物沉降保留在水下隔离舱2内，有益于将天然气水合物生产对海洋环境的影响降到最低。
54.双层柔性管柱4的个数为多个，一个隔离舱室21隔离的含天然气水合物内可以留置一根双层柔性管柱4，也可以留置多个双层柔性管柱4，双层柔性管柱4的下端能够留置在含天然气水合物储层内，用于对含天然气水合物储层的天然气水合物进行开采，双层柔性管柱4的上端位于含天然气水合物储层外，双层柔性管柱4的上端通过连接组件5与隔离舱室21的封闭端连接。
55.双层柔性管柱4包括钻头41、钻具42、内层管柱43、外层管柱44和筛管45，内层管柱43、外层管柱44和筛管45均为柔性管
56.外层管柱44的一端与隔离舱室21连接，外层管柱44的另一端与筛管45连接，筛管45与钻具42的外壳连接，内层管柱43位于外层管柱44和筛管45内，内层管柱43与钻具42的高压流体入口连通。
57.内层管柱43的长度≥外层管柱44与筛管45的长度之和。
58.内层管柱43上设置有丢手，内层管柱43通过丢手与柔性钻杆连接。钻机的柔性钻杆向内层管柱43内注入流体，流体通过内层管柱43供入钻具42，推动钻头41在含天然气水合物储层内进行钻进；随着钻具42在含天然气水合物储层内钻进，钻具42带动内层管柱43、外层管柱44和筛管45在地层内运动；在钻具42带动内层管柱43、外层管柱44和筛管45达到钻设深度后，钻机的柔性钻杆与内层管柱43分离，将双层柔性管柱4留置在井筒内，作为生产管柱。
59.含天然气水合物储层中的天然气水合物通过筛管45进入筛管45与内层管柱43之间的空间，然后向上进入外层管柱44与内层管柱43之间的空间。气体经过筛管45与内层管柱43之间、以及外层管柱44与内层管柱43之间的高渗透填充层对气体中携带的砂砾进行滤除。
60.内层管柱43可以作为注入高温流体和化学剂的通道，用于对需要调节分解速度的水合物地层的井筒内注入高温流体和化学剂，哪部分地层的分解速度需要调节，就向对应地层的井筒内注入高温流体和化学剂。具体的，可以仅对一个位置的地层进行分解速度的调节，也可以同时对至少两个不同位置的地层的分解速度进行调节。
61.钻采时，钻机的柔性钻杆与内层管柱43连接，柔性钻杆向内层管柱43内注入高压流体，高压流体通过内层管柱43注入钻具42，带动钻头41在含天然气水合物储层内旋转钻进，生产阶段内层管柱43可以作为注入高温流体和化学剂的通道。
62.本方案中筛管45与内层管柱43、以及内层管柱43与外层管柱44之间形成气体的输送通道，天然气水合物分解出的气体通过筛管45进入筛管45和内层管柱43、外层管柱44与内层管柱43之间填充层，填充层不仅实现了内层管柱43与外层管柱44和筛管45的连接，而且能够对气体携带的砂砾等进行滤除。
63.本方案采用的双层柔性管柱4为小直径且柔性的管柱，相对于现有技术采用大直径钻具42+大直径的套管管柱钻采的方式，能够降低钻采作业对地层的影响，降低地层滑坡和坍塌的风险，避免造成试采终止甚至失败，降低经济损失。由于本方案采用的管柱对地层的伤害小，可以在目标天然气水合物储层进行多点开采，以提高产能。此处需要对多点开采进行说明，多点开采为在含天然气水合物储层内合理钻设多个井筒，且井筒内均留置。
64.本方案公开的双层柔性管柱4，在钻具42的一次钻进过程中实现双层柔性管柱4的外层管柱44+筛管45+内层管柱43的同步下入，钻井和完井一次完成，相对于现有技术中钻井和完井分步实施，钻井和完井管柱分别下入的过程，省去了下导管、下套管、起下钻、接单根、下完井管柱、防砂等工序，施工工序大大简化。
65.本方案公开的双层柔性管柱4施工费用低，开采过程简单，对含天然气水合物储层的类型、岩性和地层的颗粒大小等没有严格要求，大大提高了该专利涉及的天然气水合物开采方法对储层的适应范围。
66.本技术采用多井筒和双层柔性管柱4，天然气水合物混合流体可以通过筛管45、薄弱地层通道、井筒与地层环隙向上运移并进入隔离舱室21聚集，解决常规开采天然气水合物仅通过单一防砂筛管45进入造成井筒砂堵、井筒寿命有限、产量低的问题。
67.采用双层柔性管柱4可以根据生产需要对井筒进行加温，通过向内层管柱43注液实现冲刷，通过注化学剂实现天然气水合物分解速度的增加或抑制，有益于天然气水合物开采的低成本、高效实施。
68.本方案公开的双层柔性管柱4，筛管45与内层管柱43之间设置有电加热器，电加热器通过电缆与海面船体1的动力发电装置连接，电加热器预埋在填充层内。
69.电加热器用于对天然气水合物储层加热，促进天然气水合物的分解，提高生产效率。
70.优选的，电加热器沿着筛管45与内层管柱43间的环形空间、以及外层管柱44与内层管柱43之间的环形空间呈螺旋形绕设，尽可能延长电加热器在双层柔性管柱4上的设置长度，增大电加热器对天然气水合物储层的加热面积，控制天然气水合物的分解速度，提高生产效率。
71.在本方案的一个具体实施例中，电加热器为伴热带。
72.伴热带为柔性加热装置，能够降低伴热带与双层柔性管柱4的连接难度。优选的，伴热带为温控伴热带，温控伴热带可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑。
73.双层柔性管柱4通过连接组件5与所述封闭端连接。
74.连接组件5包括安装座51、密封盖52和防喷器组件53。其中安装座51和密封盖52位
于隔离舱室21外，防喷器组件53位于隔离舱室21内。
75.密封盖52罩设在安装座51远离隔离舱室21的一端，且套设在外层管柱44上。
76.安装座51上开设有用于供外层管柱44穿过的第一通孔，密封盖52上开设有与第一通孔位置对应且连通的第二通孔，在安装座51与密封盖52连接后，外层管柱44能够同时穿过第一通孔和第二通孔；安装座51上开设有用于供第一管路穿过的第一通道和用于供第二管路穿过的第二通道，密封盖52上开设有与第一通道位置对应且连通的第三通道和与第二通道位置对应且连通的第三通道，在安装座51与密封盖52连接后，第一通道和第三通道供第一管路穿过，第二通道和第四通道供第二管路穿过。其中，第一管路用于供给化学剂，第二管路用于供给高压流体，第一通道与内层管柱43和外层管柱44之间的环空连通，第二通道与内层管柱43连通。
77.密封盖52套设在外层管柱44上，在双层柔性管柱4随钻具42下入时，密封盖52随外层管柱44一起运动，在双层柔性管柱4下入预设深度后，密封盖52罩设在安装座51上。
78.具体的，密封盖52与安装座51通过止动环锁紧连接。密封盖52与安装座51的形状相同，密封盖52的一端为封闭端，一端为开放端，密封盖52的开放端通过止动环锁与安装座51连接。
79.优选地，第一通道和第二通道沿着安装座51的轴线方向设置，第三通道和第四通道沿着密封盖52的径向方向设置。
80.本方案中第一管路与第一通道和第三通道插接连接，第二管路与第二通道和第四通道插接连接。
81.在需要向双层柔性管柱4的内层管柱43供入化学剂时，第一管路通过第一通道和第三通道向内层管柱43供入化学剂，在需要向双层柔性管柱4内注入高压流体时，第二管路通过第二通道和第四通道向内层管柱43供入高压流体。
82.防喷器组件53与安装座51连接且与安装座51位于隔离舱室21内的一端连接，防喷器组件53的作用是用于防止隔离舱室21内的气体溢出，同时为双层柔性管柱4进入隔离舱室21起到导向作用。
83.防喷器组件53包括底座531、多个莲瓣形爪瓣532和多个蹼型爪瓣533，底座531与隔离舱室21螺栓连接，且底座531与安装座51同轴布置。
84.多个莲瓣形爪瓣532和多个蹼型爪瓣533沿着底座531的周向设置，且莲瓣形爪瓣532和蹼型爪瓣533间隔排布，即底座531的周向上依次设置莲瓣形爪瓣532、蹼型爪瓣533、莲瓣形爪瓣532、蹼型爪瓣533、
……
、莲瓣形爪瓣532和蹼型爪瓣533。
85.莲瓣形爪瓣532的尺寸较大的一端与底座531通过弹性铰链连接，莲瓣形爪瓣532的尺寸较小的一端为自由端，能够与外层管柱44的外壁贴合，莲瓣形爪瓣532不能发生沿底座531的周向方向的伸缩，仅能发生沿垂直于底座531的轴线方向的运动；蹼型爪瓣533的一端与底座531通过弹性铰链连接，蹼型爪瓣533的另一端为自由端，蹼型爪瓣533的自由端或者蹼型爪瓣533整体能够发生沿底座531的周向方向的伸缩，且蹼型爪瓣533的自由端能够沿垂直于底座531的轴线进行展开和聚拢，蹼型爪瓣533展开时，不与外层管柱44的外壁贴合，蹼型爪瓣533聚拢时与外层管柱44的外壁贴合。
86.蹼型爪瓣533的自由端发生底座531的周向方向的伸展且沿垂直于底座531的轴线方向展开时，对莲瓣形爪瓣532施加一个向着远离外层管柱44的方向运动的力，时莲瓣形爪
瓣532能够展开，不与外层管柱44的外壁贴合；在蹼型爪瓣533的自由端发生底座531的周向方向的收缩且沿垂直于底座531的轴线方向聚拢时，对莲瓣形爪瓣532施加一个向着靠近外层管柱44的方向运动的力，使莲瓣形爪瓣532能够与外层管柱44的外壁贴合。
87.蹼型爪瓣533的自由端和莲瓣形爪瓣532的自由端之间形成用于供双层柔性管柱4穿过的孔，双层柔性管柱4通过蹼型爪瓣533的自由端和莲瓣形爪瓣532的自由端形成的孔，将蹼型爪瓣533撑开，向莲瓣形爪瓣532施加一个向着远离双层柔性管柱4的轴线方向运动的力，使蹼型爪瓣533的自由端和莲瓣形爪瓣532的自由端之间形成的孔的孔径变大，莲瓣形爪瓣532的自由端与双层柔性管柱4的外壁贴合，同时蹼型爪瓣533的自由端也与双层柔性管柱4的外壁贴合。
88.本方案公开的防喷器组件53为低压差防喷器组件53，能够在隔离舱室21内低压力气体的作用下实现对双层柔性管柱4的外壁的密封。
89.防喷器在本方案的一个具体实施例中，莲瓣形爪瓣532的个数至少为四个，蹼型爪瓣533的个数至少为四个，莲瓣形爪瓣532和蹼型爪瓣533的数量相等，莲瓣形爪瓣532与蹼型爪瓣533间隔排布。
90.在本方案的另一个具体实施例中，蹼型爪瓣533的数量是莲瓣形爪瓣532的数量的两倍或者其他整数倍，相邻两个莲瓣形爪瓣532之间设置两个或者其他整数个蹼型爪瓣533，相邻的两个蹼型爪瓣533相互连接。
91.在本方案的一个具体实施例中，莲瓣形爪瓣532为金属防喷瓣，蹼型爪瓣533为橡胶防喷瓣。金属防喷瓣与橡胶防喷瓣配合，既保证了防喷器组件53的密封性，也保证了防喷器组件53的强度。
92.本技术提出通过双层柔性管柱4钻进以及双层柔性管柱4下部结构留置成井技术，天然气水合物分解后气体通过地层缝隙、双层柔性管柱4和双层柔性管柱4的环隙进入隔离舱室21，结合隔离舱室21对双层柔性管柱4周围含天然气水合物储层的隔离作用，有效防止生产过程中发生井塌和地层破裂等情况的发生；多井筒开采和水下隔离舱2配合，可以有效控制天然气水合物的分解速度，防止天然气水合物不受控大量分解、以及外泄带来的生产风险，降低资源浪费和环境污染。
93.井筒采用柔杆钻进并留置双层柔性管柱4作为生产井筒，可以根据储藏特性设计生产井筒的数量和井型，以达到对天然气水合物储层的最优波及范围，有益于解决采用大型钻机和常规井筒开采埋深浅、丰度低水合物、钻井成本高、生产管柱成本高、波及范围小、采收率低和不具有经济价值等难题。
94.本方案中为了减少海面船体1与隔离舱室21之间的管线数量，本方案通过脐带缆3实现海面船体1与隔离舱室21的连接。脐带缆3包括第三管路32、第四管路33、输气管路31和伴热电缆34，第三管路32、第四管路33、输气管路31和伴热电缆34集成设置在脐带缆3内。相应的，第三管路32和第四管路33的下端也通过脐带缆3安装座51安装在隔离舱室21的顶部并伸入隔离舱室21内，第三管路32和第四管路33下端分别与第三通道和第四通道连通。
95.伴热电缆34用于为输气管路31加热保温。
96.本方案中，输气管路31、第三管路32、第四管路33和伴热电缆34均具有冗余。
97.脐带缆3还包括抗拉纤维填充材料和抗拉抗压铠装。具体的，抗拉抗压铠装位于最外层，第三管路32、第四管路33、输气管路31、伴热电缆34和抗拉纤维填充材料均位于抗拉
抗压铠装内，第三管路32、第四管路33、输气管路31和伴热电缆34之间填充抗拉纤维填充材料，用于填充脐带缆3的内部空间，提高脐带缆3的强度。动力电缆用于向隔离舱室21上的机电部件提供动力，并具备冗余。
98.隔离舱室21包括罩体211和调节底座212，罩体211的上端为封闭端，罩体211的下端为开放端，封闭端安装防喷器组件53，开放端安装调节底座212。
99.调节底座212内能够充入海水和/或气体，调节底座212能够与含天然气水合物地层天然气水合物储层所处的海底泥面紧密接触以密封罩体211的开放端与含天然气水合物地层天然气水合物储层所处的海底泥面之间的缝隙。
100.罩体211为棱柱形罩体，相应的，调节底座212沿着棱柱形罩体211的开放端设置，调节底座212的形状与罩体211的开放端的形状相同。
101.调节底座212沿罩体211的开放端设置，与罩体211的相邻两个棱边对应的调节底座212之间做分隔处理，使得调节底座212位于相邻两个棱边之间的部分内的海水和/或气体可以单独进行调节，方便对隔离舱室21的姿态进行调节，调节隔离舱室21不同位置与地层之间的密封效果。
102.隔离舱室21的数量以及组合方式根据含天然气水合物储层的面积大小确定。本方案中水下隔离舱2可以包括一个隔离舱室21，也可以包括多个隔离舱室21，在隔离舱室21为多个的实施例中，隔离舱室21的数量可以为十几个、几十个甚至上百个。此处需要说明的是，每个隔离舱室21的开放端均设置有调节底座212。单个隔离舱室21对天然气水合物储层的覆盖面积可以达到2000
㎡
，多个隔离舱室21组合，增大水下隔离舱2对天然气水合物储层的覆盖面积。分解产生的甲烷气体被分散控制在水下隔离舱2的多个隔离舱室21内，能够有效控制天然气水合物的大范围分解，从而有效防止天然气水合物大量分解外泄带来的生态风险。
103.钻井过程由井筒返出的天然气水合物和岩屑在海水中的分离过程如下：
104.钻进过程中由井筒返出的天然气水合物和岩屑进入水下隔离舱2，天然气水合物和岩屑依靠密度在海水中进行自动分选，天然气水合物析出的气体上升聚集到水下隔离舱2的顶部，并通过脐带缆3输送至海面船体1，岩屑则下沉存留在水下隔离舱2的底部。
105.在本方案的一个具体实施例中，罩体211为六棱柱形罩体211，相应的，调节底座212沿罩体211的开放端被分成六段，使用时可以根据需要向调节底座212的对应位置注入液体或者气体，调整隔离舱室21与天然气水合物储层之间的密封度以及隔离舱室21的姿态。完井后通过向调节底座212内注入可快速凝固的介质，增加隔离舱室21的支撑力，有益于降低隔离舱室21受生产和浅层流体的影响，避免井筒下沉及井口失稳。
106.本技术公开的适用于含天然气水合物储层的开采设备，还包括张力牵索6，张力牵索6的一端与水上船体连接，张力牵索6的另一端与隔离舱室21连接，优选地，张力牵索6与安装座51一一对应。通过控制张力牵索6的张紧力，使水下隔离舱2与海面船体1组成的生产系统处于良好位置和最佳应对海况的状态。
107.优选地，张力牵索6为带浮标的张力牵索，有利于引导海面船体1与安装座51的定位。
108.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定
义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。