[发明专利]一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统及应用方法

说明书

本发明公开一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统及应用方法，包括：钻井设备和与钻井设备可拆卸连接的防砂筛管；防砂筛管包括中心筒，若干导流增压叶片，砾石预充填外套筒和排气孔；若干导流增压叶片等间距固定安装于中心筒外侧面；中心筒设置于砾石预充填外套筒内；导流增压叶片设置于中心筒外壁与砾石预充填外套筒内壁之间；砾石预充填外套筒外侧面等间距开设有若干列排气孔，砾石预充填外套筒与钻井设备固定连接；砾石预充填外套筒内腔填充有若干砾石。本发明实现了深海水合物开采流沙堵塞的治理和改善，降低了深海钻探的维护成本。

技术领域

本发明涉及钻探设备技术领域，特别是涉及一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统及应用方法。

背景技术

天然气水合物是由水和天然气在高压和低温条件下形成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。天然气水合物是一种洁净的能源，被誉称为21世纪新能源。其中，甲烷的能源密度(在标准状况下每单位岩石体积中的甲烷体积)很大，是煤和黑色页岩的10倍，天然气的2.5倍。

天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、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。天然气水合物的形成条件：低温，温度一般低于10℃；高压，压力一般高于10MPa；充足的天然气(烃类，以甲烷为主)气体来源；有利的水合物赋存空间。天然气水合物形成的气体来源主要是：存在于深部的有机质受热解作用所产生的气体并向上运移；微生物降解沉积物中有机质而产生的气体；火山作用产生的气体；大气溶解。根据对以上条件的分析和探测，天然气水合物主要分布于高纬度陆地(冻土带)和海底。据统计，90％海域均含有天然气水合物，分布于各大洋边缘海域的陆坡、陆隆以及盆地与部分内陆海，在特殊环境中，则可以在海底表面富集。

从天然气水合物沉积层中采收天然气会使海底沉积层强度降低，促使开采井周边地层中的砂粒活化，并随流体进入开采井中，造成开采井的堵塞，严重制约深海天然气水合物的开采效率，增加其开采成本，影响其商业化进程。如何解决水合物开采过程中井筒出砂及其治理，需要充分考虑深海天然气水合物赋存的特殊条件，所以，亟需设计一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统及应用方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统及应用方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种深海水合物开采防砂筛管堵管改善系统，其特征在于，包括：钻井设备和与所述钻井设备可拆卸连接的防砂筛管；

所述防砂筛管包括中心筒，若干导流增压叶片，砾石预充填外套筒和排气孔；若干所述导流增压叶片等间距固定安装于所述中心筒外侧面；所述中心筒设置于所述砾石预充填外套筒内；所述导流增压叶片设置于所述中心筒外壁与所述砾石预充填外套筒内壁之间；所述砾石预充填外套筒外侧面等间距开设有若干排气孔，所述砾石预充填外套筒与所述钻井设备固定连接；所述砾石预充填外套筒内腔填充有若干砾石。

优选的，所述导流增压叶片为直板结构，所述导流增压叶片沿所述中心筒外侧面周向等间距竖直设置，所述导流增压叶片整体为上窄下宽形状结构。

优选的，所述导流增压叶片远离所述中心筒的一侧面与所述砾石预充填外套筒内侧面固定连接。

优选的，所述排气孔的直径小于所述砾石的直径，所述排气孔沿所述砾石预充填外套筒外侧面周向设置。

优选的，所述砾石为预先选择的具有特定粒径级配的天然砂石。

优选的，预先选择的具有特定粒径级配的所述砾石为人造颗粒。

优选的，所述钻井设备包括钻井平台；所述钻井平台浮动设置于海水的海面；所述钻井平台适配有集气管；所述集气管底端面设置有井筒和抽气机构；海地面开设有开采井；所述井筒固定安装于所述开采井内壁；所述抽气机构与所述砾石预充填外套筒固接并连通。