[发明专利]一种覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统及方法

权利要求书

1.一种覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统，其特征在于，包括工程船支持单元、供电单元、钻井及套管单元以及隔气绝热单元，工程船支持单元为水合物开采提供基础硬件支持并实现对开采天然气水合物的收集，供电单元通过供电电缆(10)与隔气绝热单元相连；

所述钻井及套管单元包括生产井(11)、射孔(12)和天然气输送管道(14)，所述射孔(12)设置在生产井(11)内水合物富集层位，天然气输送管道(14)一端设置在生产井(11)内，另一端与工程船支持单元相连，且在天然气输送管道(14)上布设有减压控制阀(13)；

所述隔气绝热单元均匀铺设覆盖在泥火山上，包括与供电单元相连的隔气绝热罩(15)，所述隔气绝热罩(15)从下至上依次为导热铝箔层(151)、碳纤维发热丝层(152)、石棉绝热层(153)和耐热隔气层(154)，用以向面向沉积物层的内部供热，实现对天然气水合物储层的加热；

所述隔气绝热单元还包括热电极(16)，热电极(16)设置在水合物饱和度高、厚度大的位置，热电极(16)与碳纤维发热丝层(152)采用两路独立的供电电路，热电极(16)的供电电路独立埋设于石棉绝热层(153)和耐热隔气层(154)之间。

2.根据权利要求1所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统，其特征在于：在开采母船(1)和天然气输送管道(14)的连接处还设置有安全脱钩系统(8)，以应对突发恶劣天气或其它灾害性事件。

3.根据权利要求1所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统，其特征在于：所述供电单元包括设置在工程船支持单元上的太阳能加热板(5)、光电转换器(6)和蓄电池(7)，通过供电单元将太阳能或者蓄电池中的电传输到隔气绝热罩(15)和热电极(16)中，对水合物进行加热。

4.根据权利要求2所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统，其特征在于：所述工程船支持单元包括开采母船(1)、吊装机构(2)和天然气储集装置(3)，天然气储集装置(3)上设置有流量控制阀(4)，所述供电电缆(10)上还设置有温度压力传感器(9)，通过温度压力传感器(9)和流量控制阀(4)采集的系统信息对系统运行状态进行判别和调控。

5.基于权利要求1所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、确定泥火山中心通道，在泥火山中心通道钻井、布设套管并射孔；

2)、在泥火山侧翼布放隔气绝热单元，所述隔气绝热单元包括隔气绝热罩(15)和热电极(16)，隔气绝热罩(15)从下至上依次分别为导热铝箔层(151)、碳纤维发热丝层(152)、石棉绝热层(153)和耐热隔气层(154)；

3)、利用船载供电单元加热水合物；

4)、收集生产井内的气体，在工程船上进行储集。

6.根据权利要求5所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统的开采方法，其特征在于，第1)步中，所述泥火山中心通道的位置通过二维多道地震剖面解释结果和海底摄像确定的冷泉喷口位置进行确定。

7.根据权利要求5所述的覆盖式深海泥火山型天然气水合物开采系统的开采方法，其特征在于，第1)步具体通过以下方式实现：

利用深水钻井技术在泥火山中心通道内实施钻井，所述钻井穿过天然气上部沉积物覆盖层(18)，进入水合物储层(17)，并在泥火山基岩处终孔，由此形成生产井(11)；

然后安装套管，在水合物储层位置进行射孔(12)，以其引导水合物分解产生的水和气体进入，生产井(11)内布设减压控制阀(13)，以达到热采和减压方法联用的效果，以更加充分地分解水合物。