[发明专利]一种基于太阳能技术的天然气水合物开采装置及开采方法

摘要

本发明涉及一种基于太阳能技术的天然气水合物开采装置及开采方法，太阳能蒸汽发生系统将注入水加热至储层水合物分解所需温度并泵注至水合物储层，太阳能光伏发电供能系统为超声波发生器供能，超声波发生器在水合物层通过热效应作用对泵入的热水原位加热，热流体和水合物层发生热交换促使孔隙中天然气水合物快速分解生成天然气与水，同时超声波空化及震荡作用改善储层的渗流特性，进而提高天然气水合物藏的开采速率及开采效率。本发明有益效果在于实现了经济、高效、清洁、低能耗及低成本开采天然气水合物储层的目的。

主权项

一种基于太阳能技术的天然气水合物开采装置，其特征在于：包括太阳能光伏发电供能系统、太阳能蒸汽发生系统、超声波发生系统和井下开采系统，所述太阳能光伏发电供能系统包括太阳能电池整列（1）、控制转换装置（2）和蓄电池（3），控制转换装置（2）包括太阳能控制器和逆变器，太阳能电池整列（1）与太阳能控制器的输入端连接，太阳能控制器的第一输出端与蓄电池（3）连接，太阳能控制器的第二输出端与逆变器连接；所述超声波发生系统包括超声波发生器（4）和超声波探头（23），超声波发生器（4）的能源输入端与逆变器连接，超声波发生器（4）的能源输出端与超声波探头（23）通过控制线缆（22）连接；所述井下开采系统包括井口设备（11）、注入井竖直段（12）、注入井水平段（13）、产气井（15）和气水分离处理站（9），井口设备（11）的第一输出接口与注入井竖直段（12）的上端连接，注入井竖直段（12）的下端与注入井水平段（13）的一端连接，注入井水平段（13）位于水合物层（14）的下方，水合物层（14）的上方设置有产气井（15），产气井（15）的上端与井口设备（11）的第一输入接口连接，气水分离处理站（9）的第一输入接口与井口设备（11）的第二输出接口连通，气水分离处理站（9）的第一输出接口与产出气储存罐连接；所述太阳能蒸汽发生系统包括太阳能集热田（5）、换热器（6）、热传导液储存罐（7）、柱塞泵（8）和蒸汽锅炉（10），热传导液储存罐（7）的输出接口与柱塞泵（8）的输入接口连通，柱塞泵（8）的输出接口与太阳能集热田（5）的输入接口连通，太阳能集热田（5）的输出接口与换热器（6）的第一输入接口连通，换热器（6）的第一输出接口与热传导液储存罐（7）的输入接口连通，气水分离处理站（9）的第二输出接口与换热器（6）的第二输入接口连通，换热器（6）的第二输出接口与蒸汽锅炉（10）的输入接口连通，蒸汽锅炉（10）的输出接口与井口设备（11）的第二输入接口连通；所述注入井水平段（13）包括套管（16）、设置于套管（16）外表面的地层射开孔洞（17）、超声波封隔器（18）、过电缆注水器（19）和隔热油管（20），多个超声波封隔器（18）间隔均匀地安装在套管（16）内，所述超声波探头（23）安装在超声波封隔器（18）内，相邻两个超声波封隔器（18）之间设置有一个过电缆注水器（19），过电缆注水器（19）上设置有注水孔（25），注水孔（25）的一端与地层射开孔洞（17）连通，隔热油管（20）套装于套管（16）内，并依次穿过超声波封隔器（18）和过电缆注水器（19），注水孔（25）的另一端与套管（16）连通。