[发明专利]一种海底可燃冰充填开采装置及其开采方法

说明书

本发明提供了一种海底可燃冰充填开采装置及其开采方法，包括开采平台和注浆平台，所述开采平台设置在可燃冰储层的海面上，在开采井内设置有开采管道，开采管道的前端设置有开采器，所述开采器的一端设置有高压热流喷头，所述开采器的另一端设置有注浆筛管，一种海底可燃冰充填开采装置的开采方法，包括以下步骤：S1、利用海洋石油及天然气钻井设备进行钻井作业，S2、开采井固井及完井；S3、改造预开采面，S4、采空区域充填，S5、开采设备回收，本发明中可燃冰开采与注浆平台注浆充填同时进行，充填可以增加井下压力，促进天然气开采，且充填物能够起到支撑作用，便于可燃冰的开采使用。

技术领域

本发明属于可燃冰开采方法技术领域，具体涉及一种海底可燃冰充填开采装置及其开采方法。

背景技术

可燃冰因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被“固体瓦斯”或“气冰”，其实是一个固态块状物。可燃冰在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

但是，目前可燃冰开采方法主要有原地分解法和固体开采法，其中，海底可燃冰原地分解法包括加热开采法、降压开采法、二氧化碳置换开采法和化学试剂注入开采法。海底可燃冰开采存在很多技术攻关问题：一方面可燃冰开采设备的在开采过程中常常因为海底的洋流，常常造成设备偏移而不能很好的完成开采工作，另一方面的开采可燃冰的过程中，容易破坏海底地层结构造成海底塌陷、海底滑坡等海底地质灾害，影响可燃冰的开采使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种海底可燃冰充填开采装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种海底可燃冰充填开采装置，包括开采平台和注浆平台，所述开采平台设置在可燃冰储层的海面上，在开采平台下设置有延伸至可燃冰储层的开采井，在开采井内设置有开采管道，开采管道的前端设置有开采器，所述开采器的一端设置有高压热流喷头，所述开采器的另一端设置有注浆筛管，所述注浆筛管通过注浆管与设置在海面上的注浆平台连通。

优选的，所述注浆管包括竖向段和水平段，水平段延伸至海面下的可燃冰储层内，所述注浆筛管固定连通在水平段端部。

优选的，所述开采管道包括内层管道和外层管道，所述内层管道套接在外层管道中间，通过开采平台将高压热射流通过外层管道注入可燃冰储层，可燃冰受热分解产生水和天然气，水与天然气通过开采器与内层管道采出。

一种海底可燃冰充填开采装置的开采方法，包括以下步骤：

S1、利用海洋石油及天然气钻井设备进行钻井作业，并建立注浆平台和开采平台，形成稳定的开采井，注入井固井及完井，注入井水平段前端下入水平筛管，造斜段以上注水泥固井；

S2、开采井固井及完井，开采井水平段前端设置有开采器，开采器与高压热流喷头连接，开采管道与开采平台连通，在开采井中送入开采器，开采器设置于水平井的注入端；

S3、改造预开采面，通过开采管道的外层管道通入高压热射流至可燃冰储层内，开采平台控制开采器前进，可燃冰受热分解产生水和天然气，水与天然气通过开采器采出，天然气通过内层管道输送至开采平台，完成天然气的开采工作；

S4、采空区域充填，在天然气开采的同时，注浆平台通过注浆管高压注浆，将填充材料填通过注浆管注入充至采空区，实现采空区的充填。

S5、开采设备回收，可燃冰开采完毕后，注浆平台回收注浆管，开采平台回收开采器与开采管道，实现开采设备回收。

优选的，所述填充材料通过注浆管注入到采空区时，在注浆管端部的注浆筛管能对填充材料进行筛选，便于完成采空区的填充。

本发明与现有技术相比具有以下优点：