[发明专利]一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法

说明书

本发明公开了一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法。所述海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统包括采气船以及设于所述采气船上的海水泵输装置、加热装置、管输装置、喷射装置、收集装置、分离装置和储存装置；海水泵输装置的出口与所述加热装置连接；管输装置包括一内管和套于其外部的外管，内管的一端与加热装置连通，另一端配合喷射装置，外管的一端与分离装置连通，另一端配合收集装置；分离装置的天然气出口与压缩装置连通，压缩装置的出口与储存装置连通。本发明可以解决常规建井开采水合物单井采收率的问题，能够为商业化开采天然气水合物提供一种全新的思路。

技术领域

本发明涉及一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法，属于能源与环境技术领域。

背景技术

天然气水合物是一种新型的高效清洁能源，是世界各国力争的未来能源战略制高点和科技创新前沿，长期以来其高效开采方法没有根本突破和创新。我国南海天然气水合物资源前景广阔，约85万亿方，是全国陆地常规天然气总储量的2.12倍。我国已经获取的海域天然气水合物样品主要分布在海底表层的泥质粉砂泥岩或弱胶结、欠压实的泥岩中。世界天然气水合物开采方法主要是通过降压、注热、注剂等常规油气开采方法将其井下气化后排采，该技术已经在冻土区和海域得到短期科研验证，但均面临防控砂、连续排采困难导致单井采收率极低，商业化、规模化开发难以实现。如何实现海洋浅表层天然气水合物经济高效的开采，是本领域面临的一大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法，旨在为海洋浅表层天然气水合物的开采提供一种经济高效的开发方法。

本发明所提供的海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统，包括采气船以及设于所述采气船上的海水泵输装置、加热装置、管输装置、喷射装置、收集装置、分离装置和储存装置；

所述海水泵输装置的出口与所述加热装置连接；

所述管输装置包括一内管和套于其外部的外管，所述内管的一端与所述加热装置连通，另一端配合所述喷射装置，所述外管的一端与所述分离装置连通，另一端配合所述收集装置；

所述分离装置的天然气出口与压缩装置连通，所述压缩装置的出口与所述储存装置连通。

上述的移动立管式开采系统中，所述加热装置还与所述储存装置连通，以将开采的天然气加热海水，无需额外能量来加热海水。

上述的移动立管式开采系统中，所述管输装置由设于所述采气船上的提升装置固定，以调整所述管输装置的位置和深度。

上述的移动立管式开采系统中，所述内管外包裹有隔热材料，从而减少热量的传递，达到保持温度的作用。

上述的移动立管式开采系统中，所述收集装置的边缘采用船形结构，以减少海底障碍物对于所述收集装置的阻碍。

上述的移动立管式开采系统中，所述收集装置外接于所述外管上，设置为标准重量，以方便设计制造；

所述收集装置可以防止水合物分解后的天然气外泄，导致采气船无法正常运行和污染海洋环境。

基于所述开采系统，本发明还提供了一种海底浅表层天然气水合物开采方法，包括如下步骤：

(1)利用所述移动立管式开采系统中的所述海水泵输装置将海水泵送至所述加热装置中进行加热；

(2)经所述加热装置加热后的热水经所述管输装置的所述内管注入海底，然后利用所述喷射装置喷射至海底浅表层天然气水合物中以分解天然气水合物释放天然气；

(3)释放后的天然气经所述收集装置收集并引导至所述外管中，经所述外管输送至所述分离装置进行分离，分离得到的水相倾倒回海，产生的气体经所述压缩装置压缩后输送至所述储存装置中储存；