[发明专利]防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法

说明书

本发明提供一种防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法，包括无动力式开采装置和收集装置，所述无动力式开采装置与收集装置之间设置有气水输运管道，所述无动力式开采装置内部设置有热传导装置，所述热传导装置包括由上至下依次设置的放热段、衔接段和吸热段。本发明设计合理，构造简单，利用地温梯度特性，将储层下侧地层的能量快速传导至管壁，可实现持续自传热，将热量传导至管壁，防止二次生成的水合物附着在管壁造成堵塞，无需外界能源注入，极大降低使用成本。

技术领域

本发明涉及一种防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法。

背景技术

天然气水合物，即俗称的“可燃冰”，主要成分为CH4与水在低温高压下形成的一种笼形固体化合物，储藏量巨大，其储存在天然气水合物中的碳，约是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的两倍，且90%以上均赋存于海底黏土质粉砂或淤泥质沉积物中。在当前国际环境能源紧缺，国内甚至发生了数次大规模断电的情况下，解决能源问题刻不容缓。

目前天然气水合物常见的开采方式主要有热激法（加热法）、降压法、化学抑制剂法及CO2—CH4置换法，蒸汽吞吐法等，以及上述几种方法间的联合应用。降压法应用最为广泛，其最大的优点为分解速度快，不需要连续激发，实现形式有多种，常见为直井，水平井，以及多分支水平井等，但降压法在生产过程中输运时，经过低温区域时，输运管道内水合物容易二次生成，造成堵塞，降低产气效率。

针对上述问题的解决方法包括：（1）电磁加热法；通过在开采装置传输管道海面布置发射天线，易堵塞处外侧布置加热天线，通过微波、电磁波、射频等方式传输能量，对管壁加热，使二次生成的水合物分解，这种方法若持续开启，耗能高，若仅在水合物已生成时，再开启则会影响开采进度；（2）抑制剂法；该方法通过向传输管道内注入热力学或动力学抑制剂，利用特殊化学物质抑制水合物二次生成，该方法对环境有不可避免的危害，且在实施时，必须中断开采进程。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法，实现持续自传热，将热量传导至管壁，防止二次生成的水合物附着在管壁造成堵塞，无需外界能源注入，极大降低使用成本。

本发明是这样构成的，它包括无动力式开采装置和收集装置，所述无动力式开采装置与收集装置之间设置有气水输运管道，所述无动力式开采装置内部设置有热传导装置，所述热传导装置包括由上至下依次设置的放热段、衔接段和吸热段。

进一步的，所述气水输送管道包括外输气管道和外输水管道，所述无动力式开采装置内部设置有与外输气管道连接的内输气管道和与外输水管道连接的内输水管道，所述内输水管道下方设有开采动力装置。

进一步的，所述热传导装置包括多个无缝钢管以及位于无缝钢管内的液氨层组成，多个无缝钢管外部采用固定装置进行固定，所述放热段位于无缝钢管上部，衔接段位于无缝钢管中部，吸热段位于无缝钢管下部。

进一步的，所述无动力式开采装置包括由上至下依次设置的尾部构件、中部构件上半部、中部构件下半部和头部构件，所述中部构件上半部两侧设置有侧翼部。

进一步的，所述收集装置侧部设置有锚缆控制装置，所述锚缆控制装置与无动力式开采装置之间设置有锚缆。