Устройство для добычи газа

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разведке и добыче газа. Цель изобретения - перевод газа в свободное состояние при разработке газогидратных месторождений на дне океана. Устройство включает внутреннюю колонну для подачи рабочего агента, внешнюю колонну с перфорацией, породоразрушающий инструмент с центральным каналом, внешний изолирующий шар с верхним и нижним отверстиями, через которые проходит внешняя колонна. Шар закреплен муфтой выше перфорации внешней колонны в интервале нижнего торца внутренней колонны труб. Верхняя половина шара снабжена подвижным уплотнительным кожухом из эластичного теплопроводного материала, а нижняя половина шара покрыта абразивным материалом. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разведке и разработке месторождений газогидратов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для добычи угдеводородов из обводняющейся скважины (авт. св. N 1350336, кл. E 21 B 43/00, 1986), включающее колонну труб, подземный сепаратор, выкидную линию, сообщающуюся с межтрубным пространством посредством патрубка, установленного на устье скважины, и обратный клапан для перекрытия колонны труб.

Недостатком этого устройства является невозможность его использования для перевода газа в свободное состояние.

Цель изобретения - перевод газа в свободное состояние при разработке газогидратных месторождений на дне океана.

На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

Устройство содержит внутреннюю колонну 1 с диспергатором 2, внешнюю колонну 3 с перфорацией 4, породоразрушающий орган 5 с центральным каналом 6, внешний изолирующий шар 7 с уплотнительным кожухом 8. Изолирующий шар 7 имеет верхнее 9 и нижнее 10 отверстия, через которые проходит внешняя колонна 3.

Диаметр нижнего отверстия 10 шара 7 превышает диаметр колонны 3; шар жестко соединен с колонной 3 муфтой 11 выше перфорации 4 в интервале нижнего торца внутренней колонны 1. Верхняя половина шара 7 снабжена подвижным уплотнительным кожухом 8 из эластичного теплопроводного материала. Нижняя половина шара 7 покрыта абразивным материалом 12.

Устройство работает следующим образом.

Внешняя колонна 3 подключается к вращателю бурового станка, внутренняя колонна 1 - к источнику сжатого воздуха, после чего устройство опускается на дно с последующим наращиванием колонн.

В момент касания породоразрушающим органом 5 поверхности пласта 13 включают вращение колонны 3 с подачей сжатого воздуха по колонне 1. С помощью породоразрушающего органа 5 в центральном канале 6 оформляется керн, который затем эрлифтируется на поверхность. Поражение породоразрушающим органом 5 забоя скважины 14 ведет к повышению температуры, что приводит к разложению гидратов, а следовательно, и керна, который представлен, как правило, мелкодисперсными породами. Разложение гидратов, вызванное повышением температуры при проходке скважины 14, прекращается в пределах контура кольцевого предохранительного целика 15.

В момент касания абразивного материала 12 поверхности газогидратного пласта 13 снижают скорость вращения. Абразивный материал 12, контактируя с породами пласта 13, изнашивает их, что ведет к повышению температуры пород и разложению гидратов. Поскольку разложение гидратов происходит в незамкнутом объеме, ограниченном акваторией океана 16 с нулевой температурой воды у поверхности дна с одной стороны и внутренней полостью шара 7, сообщенной с атмосферой, часть корпуса которого выполнена из теплопроводного материала, с другой стороны, явление разложения сопровождается снижением температуры и нижняя половина шара вмораживается в пласт 13. Уплотнительный кожух 8 в момент забуривания шара 7 не способствует созданию замкнутого объема, так как удерживается на верхней половине шара, а его выполнение из теплопроводного материала способствует охлаждение корпуса шара. Дополнительная нагрузка, создаваемая буровым станкам, а также плотное прилегание кожуха 8 к поверхности пласта 13 позволяют изолировать эксплуатационную скважину 14 от акватории океана.

Создается градиент давления, вызванный разностью гидростатического давления воды океана и атмосферным, как идеальный случай. В общем случае давление в эксплуатационной скважине 14 равно давлению столба жидкости, находящегося ниже диспергатора 2. Созданного градиента давления в скважине 14 достаточно для перевода газа в свободное состояние. Газ из пласта 13 через отверстия перфорации поступает во внутреннюю полость колонны 3 и выдается на поверхность.

Использование изобретения позволяет создать научно-практическую базу для освоения газогидратных месторождений.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ ГАЗА, включающее внутреннюю и внешнюю перфорированную по меньшей мере в торцевой части колонны труб, отличающееся тем, что, с целью перевода газа в свободное состояние при разработке газогидратных месторождений на дне океана, оно снабжено уплотнительным кожухом из эластичного теплопроводного материала, породоразрушающим органом с центральным каналом и внешним изолирующим шаром с верхним и нижним, диаметром больше верхнего, отверстиями, причем внешняя колонна установлена в отверстиях шара и закреплена в верхнем выше перфорации в интервале нижнего торца внутренней колонны труб для подачи рабочего агента, породоразрушающий орган размещен на торце внешней колонны, а уплотнительный кожух - подвижно на верхней половине изолирующего шара, при этом поверхность нижней половины шара покрыта абразивным материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1