[实用新型]一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统

说明书

本实用新型公开了一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统，包括水下井口与生产系统、水下中心接收系统、立管系统、上部接收系统和脐带缆系统，水下井口与生产系统包括设置于深水水下的天然气水合物气液同采采气树；水下中心接收系统包括控制阀组、水下汇管、水下分离器、水下增压装置；上部接收系统包括设置于海上浮体的天然气水合物接收阀组和控制仪表，以连接下游预处理装置；脐带缆系统包括连通海上生产设施与水下设施的工艺管道、仪表电缆管束、脐带缆接线箱、脐带缆分线箱和阀组。本实用新型实现了单井采出介质向海上处理设施的安全、高效输送，以降低各单井井下设备投资，提高深水立管利用效率，并提高流动保障能力。

技术领域

本实用新型涉及一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统。

背景技术

天然气水合物(以下简称水合物)是由水分子和气体小分子(主要是烃类气体)在低温和高压条件下接触而形成的具有笼状结构的似冰状结晶化合物，目前公认的储量极为丰富，其分布以深水海洋储藏为主。天然气水合物可视为被高度压缩的天然气资源，1m³天然气水合物能够分解释放出160～180m³(标准状态)的天然气，依此粗略估算，全球天然气水合物矿藏中蕴藏的天然气总体积量大约为1.8×10¹⁶～2.1×10¹⁶m³，相当于全球已探明常规化石燃料总碳量的2倍，因此水合物的能源地位有望在未来取代常规的石油、煤等化石燃料，成为新型的洁净能源。目前，海域天然气水合物尚处于勘探和试采阶段，同时开展大量的基础研究。近年来，相继开展了多次海域天然气水合物试采活动。

根据海域天然气水合物形成条件，采用降压法开采是一种原理较为清晰、经过试采活动验证的方式，在现阶段的试采活动中，该方法主要通过降低海域天然气水合物藏的压力，打破其稳定条件，促使天然气水合物形成气相和液相，并通过地层中的防砂装置、分离装置和电潜泵等，经独立的气相管道(通道) 和液相管道(通道)，将所产介质输送至海上平台进行处理、排放。

然而，由于目前尚停留在单井试采阶段，采用“单井-单平台”的试采方式，导致设施配置经济性暂不具备成本优势，在大规模开采中，必须基于开采 -生产系统协同考虑，进一步通过优化系统配置，改善天然气水合物开发活动的经济性；同时，目前尚未公开对于海床上部的海域天然气水合物大规模生产系统工艺和方法的详细报道，仅存在零星预测与展望，且鲜有聚焦于系统优化、设备高效配置等方面的成果。鉴于天然气水合物的成藏特性和开发规律，多井联合开发、井位动态调整是其大规模生产的鲜明特点，通过合理的井下、井上协同配置，通盘考虑多井开发的配套生产系统，有利于推动天然气水合物经济、高效开发。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统，基于降压法开采理论，借助分布式海底单井生产模式，从多井介质集中二次分离、集中增压和流动保障的角度出发，在一定程度上改善现有单井井下流体加热、井下液相增压的试采模式，建立位于海床上部中心区域的分离、增压系统，实现单井采出介质向海上处理设施的安全、高效输送，以降低各单井井下设备投资，提高深水立管利用效率，并提高流动保障能力。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统，包括水下井口与生产系统、水下中心接收系统、立管系统、上部接收系统和脐带缆系统，其中：

所述水下井口与生产系统包括设置于深水水下的天然气水合物气液同采采气树，所述采气树分别通过气相采集管道和液相采集管道接入水下中心接收系统；

所述水下中心接收系统包括控制阀组、水下汇管、水下分离器、水下增压装置；

所述立管系统包括连接水下中心接收系统和上部接收系统的气相立管和液相立管；

所述上部接收系统包括设置于海上浮体的天然气水合物接收阀组和控制仪表，以连接下游预处理装置；