[实用新型]一种天然气水合物单井采气装置

说明书

本实用新型涉及一种天然气水合物单井采气装置，主要用于陆域天然气水合物单井采气，其结构包括电潜泵、内钻杆、外钻杆、套管、密封座、下法兰盘、上法兰盘、出水接头、出气接头，通过电潜泵抽水降压，促使地层中的水合物分解，产生的天然气从套管、外钻杆上的小孔渗透到双壁钻杆（内外钻杆）的环状空间内，最后上升到井口，从出气接头排出，实现水合物的安全、高效采气。

技术领域

本实用新型属于天然气的开采领域，特别适用于天然气水合物的单井开采。

背景技术

天然气水合物作为一种高效、清洁能源，储量巨大，广泛赋存于高原冻土区及海底沉积物中。为了获取天然气水合物中的天然气，目前比较成熟且有效的技术方法就是降压法开采，通过抽取地下水，降低水合物层位的环境压力，促使天然气水合物开始分解。 天然气水合物作为一种非常规能源，分布范围广，富集程度低，其开采技术并不完善。为此本实用新型提出了一种适用于陆域冻土区的水合物单井采气装置，通过电潜泵、双壁钻杆来分别进行水和气的抽采，在促进水合物分解的同时，不产生污染物，在水合物开采完毕后还可以将地下水回灌，不影响该区域的地下水分布。

实用新型内容

针对分布范围广、富集程度低的陆域冻土区天然气水合物，本实用新型提出了一种简单、高效的天然气水合物单井采气装置，通过电潜泵抽水的方式对储层层位进行降压，促使水合物分解，分解产生的天然气通过内、外钻杆的环状间隙上返到地表。本实用新型的具体实施方案如下：

所述天然气水合物单井采气装置由电潜泵、外钻杆、进气孔、内钻杆、套管、密封座、下法兰盘、连接螺栓、上法兰盘、变径接头、出水接头、出气接头和密封圈组成，其中套管布置在钻孔井壁上，且在水合物开采层位布置成筛管，下法兰盘与套管的上端通过螺纹连接，上法兰盘密封固定在下法兰盘上，上法兰盘的上下侧贯通有圆柱形管体，上侧圆柱形管体通过变径接头连接有出水接头，且在侧壁开有出气接头，下侧圆柱形管体连接有外钻杆；所述变径接头通过密封座与内钻杆连接，进而外钻杆套在内钻杆外侧，内钻杆下端连接有电潜泵，通过电潜泵、内钻杆、变径接头和出水接头的抽水降压开采的方式，从地层中将分解产生的天然气开采到地表。

所述的电潜泵与内钻杆的下端连接，内钻杆的上端与密封座通过螺纹连接。密封座的内孔与变径接头的下端插接，且插接部位有密封圈进行天然气和水的密封隔离。变径接头的上端与出水接头通过螺纹连接。

所述的外钻杆的下端与电潜泵连接，上端与上法兰盘下端的螺纹连接，电潜泵排出的水流经内钻杆的中心孔、变径接头和出水接头。

所述的套管下放于钻孔中，且在水合物开采层位布置成筛管，便于地层中水合物分解产生的天然气进入到套管和外钻杆之间的环状间隙，然后通过圆孔进入到外钻杆和内钻杆之间的环状间隙，并上升通过密封座上边的圆孔，最后从出气接头的排出。

所述的上法兰和下法兰盘之间安装有密封圈，防止天然气向外界空气泄漏。下法兰盘与套管的上端通过螺纹连接，并在井口部位进行固井、试压，确保井口在生产过程中的安全。

综上所述，本实用新型通过采用单井开采天然气水合物，采用电潜泵抽水的方式对储层层位进行降压，促使水合物分解，分解产生的天然气通过内、外钻杆的环状间隙上返到地表，并且开采过程不产生污染物，在水合物开采完毕后还可以将地下水回灌，不影响该区域的地下水分布。

附图说明

图1为本实用新型天然气水合物单井采气装置示意图。

附图标记：1.电潜泵；2.外钻杆；3.进气孔；4.内钻杆；5.套管；6.密封座；7.下法兰盘；8.连接螺栓；9.上法兰盘；10.变径接头；11.出水接头；12.出气接头；13.密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。