一种可燃冰开采系统及其开采方法与流程

本发明属于服务器维护领域，具体地说是一种可燃冰开采系统及其开采方法。

背景技术：

1、随着社会的不断发展，人口急剧增长，对于能源的需求量不断增加，现有能源的短缺现象日益严重，对于新能源的开发和利用是现在亟待解决的问题，可燃冰是近年来发现的新能源，且其含量丰富，故而目前对可燃冰的开发和利用是当前热门的研究方向，目前可燃冰的开采的方法有加热减压法、化学试剂法、置换法等方法，目前比较常见的是加热减压法、化学试剂法，但是加热减压法能耗较高，从而导致开采成本较高，化学试剂法虽然成本较低，但是化学试剂在混合发热后虽然能够将可燃冰气化但是，气化过程会吸收大量的热，从而可能导致气化一段时间后会将压裂液携带的化学试剂冰冻从而无法持续操作。

技术实现思路

1、本发明提供一种可燃冰开采系统及其开采方法，用以解决现有技术中的缺陷。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种可燃冰开采系统，包括加热井和出气井，所述加热井底部位于可燃冰层内，所述出气井的底部位于可燃冰层的上方，所述出气井底部通过连接通道与加热井下部连通，所述出气井底部设置坐封，所述坐封上设置钻头导向器，所述加热井和出气井的井口处设置井口管，所述井口管与加热井和出气井的井口处固定连接，所述加热井的井口管通过法兰盘与加热管的一端固定连接，所述加热管的另一端与压裂液管以及高温高压气体管的一端连通，所述压裂液管以及高温高压气体管上设置第一电磁阀，所述压裂液管的另一端与压裂液存储罐连通，所述压裂液管上设置压裂液泵，所述高温高压气体管的另一端与自带加热功能的高温高压风机的出风口连通，所述出气井的井口管通过法兰盘与出气管的一端连通，所述出气管上设置负压泵。

4、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的加热井和出气井之间设置辅助加热井，所述辅助加热井的底部位于可燃冰层内，所述辅助加热井与连接通道连通，所述辅助加热井的井口处设置井口管，所述井口管与辅助加热井的井口处固定连接，所述辅助加热井的井口管通过法兰盘与辅助加热管的一端固定连接，所述辅助加热管的另一端与压裂液管以及高温高压气体管的一端连通，所述压裂液管以及高温高压气体管上设置第一电磁阀，所述压裂液管的另一端与压裂液存储罐连通，所述压裂液管上设置压裂液泵，所述高温高压气体管的另一端与自带加热功能的高温高压风机的出风口连通。

5、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的加热管、出气管以及辅助加热井上设置安全阀。

6、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的加热管、出气管以及辅助加热井上设置压强传感器。

7、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的加热井1和辅助加热井位于可燃冰层3内的深度为4-6m。

8、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的压裂液存储罐中压裂液包括如下重量份数的物质：压裂液60-80份，氯化铵20-30份，亚硝酸钠30-40份，交联剂10-20份。

9、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的压裂液为聚乙烯酰胺、乙烯酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、二甲基聚乙烯酰胺其中的任意一种或任意两种以任意比例混合的混合物。

10、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的交联剂为氯化铝、硫酸铝、氯化铜，硫酸锆其中的任意一种或任意两种以任意比例混合的混合物。

11、如上所述的一种可燃冰开采系统，所述的出气管上设置高压液化器。

12、一种可燃冰开采方法，包括如下步骤：

13、步骤一：开启压裂液泵并与加热管连通的压裂液管上的第一电磁阀，对加热井中注入压裂液，同时关注压强传感器的井下密闭空间压强，当井下压强上升至十个大气压时，负压泵开启，开始将井下气体抽出，同时将前期抽出存留，并定期对抽出气体进行检测，当甲烷含量超过百分之五十时出气管接入运输管路并开启高压液化器液化天然气，便于运输储存；

14、步骤二：压裂液注入后当出气量减少时，先关闭负压泵，然后补加入压裂液并在压裂液补充注入完成后开启高温高压风机和加热管连通的高温高压气体管上的第一电磁阀，补充注入高压热空气，从而加速对可燃冰加热气化效率，同时关注井下压强，当井下压强上升至二十个大气压时关闭高温高压风机和加热管连通的高温高压气体管上的第一电磁阀，负压泵开启，开始将井下气体抽出，后续持续上述操作；

15、步骤三：当加热井重复操作出气量仍然无法得到有效的提升时，辅助加热井与加热井一起使用，从而实现两点加热，从而实现可燃冰层的快速气化。

16、如上所述的一种可燃冰开采方法，所述的加热井可以设置数个，从而提高气化效率。

17、本发明的优点是：本发明在采用化学试剂热反应气化可燃冰的同时还能通过高压热空气输入对被可燃冰气化吸热导致冻结的化学试剂进行解冻从而确保化学试剂持续放热，同时通过加设辅助加热井实现两点加热甚至多点加热从而提高气化开采效率，且高压热空气为间歇性输入，从而在较低开采成本的前提下，确保开采效率。

技术特征：

1.一种可燃冰开采系统，其特征在于：包括加热井(1)和出气井(2)，所述加热井(2)底部位于可燃冰层(3)内，所述出气井(2)的底部位于可燃冰层(3)的上方，所述出气井(2)底部通过连接通道(4)与加热井(2)下部连通，所述出气井(2)底部设置坐封(5)，所述坐封(5)上设置钻头导向器(6)，所述加热井(1)和出气井(2)的井口处设置井口管(7)，所述井口管(7)与加热井(1)和出气井(2)的井口处固定连接，所述加热井(1)的井口管(7)通过法兰盘(8)与加热管(9)的一端固定连接，所述加热管(9)的另一端与压裂液管(10)以及高温高压气体管(11)的一端连通，所述压裂液管(10)以及高温高压气体管(11)上设置第一电磁阀(12)，所述压裂液管(10)的另一端与压裂液存储罐(13)连通，所述压裂液管(10)上设置压裂液泵(14)，所述高温高压气体管(11)的另一端与自带加热功能的高温高压风机(15)的出风口连通，所述出气井(2)的井口管(7)通过法兰盘(8)与出气管(16)的一端连通，所述出气管(16)上设置负压泵(17)。

2.根据权利要求1所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的加热井(1)和出气井(2)之间设置辅助加热井(18)，所述辅助加热井(18)的底部位于可燃冰层(3)内，所述辅助加热井(18)与连接通道(4)连通，所述辅助加热井(18)的井口处设置井口管(7)，所述井口管(7)与辅助加热井(18)的井口处固定连接，所述辅助加热井(18)的井口管(7)通过法兰盘(8)与辅助加热管(19)的一端固定连接，所述辅助加热管(19)的另一端与压裂液管(10)以及高温高压气体管(11)的一端连通，所述压裂液管(10)以及高温高压气体管(11)上设置第一电磁阀(12)，所述压裂液管(10)的另一端与压裂液存储罐(13)连通，所述压裂液管(10)上设置压裂液泵(14)，所述高温高压气体管(11)的另一端与自带加热功能的高温高压风机(15)的出风口连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的加热管(9)、出气管(16)以及辅助加热井(18)上设置安全阀(20)。

4.根据权利要求1或2所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的加热管(9)、出气管(16)以及辅助加热井(18)上设置压强传感器(21)。

5.根据权利要求1或2所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的加热井(1)和辅助加热井(18)位于可燃冰层(3)内的深度为4-6m。

6.根据权利要求1或2所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的压裂液存储罐(13)中压裂液包括如下重量份数的物质：压裂液60-80份，氯化铵20-30份，亚硝酸钠30-40份，交联剂10-20份。

7.根据权利要求6所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种可燃冰开采系统，其特征在于：所述的出气管(16)上设置高压液化器(22)。

9.一种可燃冰开采方法，其特征在于：包括如下步骤：

10.根据权利要求1所述的一种可燃冰开采方法，其特征在于：所述的加热井(1)可以设置数个，从而提高气化效率。

技术总结
一种可燃冰开采系统及其开采方法，包括加热井和出气井，加热井底部位于可燃冰层内，出气井的底部位于可燃冰层的上方，出气井底部通过连接通道与加热井下部连通，加热井和出气井的井口处设置井口管，井口管与加热井和出气井的井口处固定连接，加热井的井口管通过法兰盘与加热管的一端固定连接，加热管的另一端与压裂液管以及高温高压气体管的一端连通，出气井的井口管通过法兰盘与出气管的一端连通，出气管上设置负压泵。本发明在采用化学试剂热反应气化可燃冰的同时还能通过高压热空气输入对被可燃冰气化吸热导致冻结的化学试剂进行解冻从而确保化学试剂持续放热且高压热空气为间歇性输入，从而在较低开采成本的前提下，确保开采效率。

技术研发人员：唐菲利,穆巍,柏清
受保护的技术使用者：北京希涛技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15