CN117189040B

CN117189040B - 一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统

Info

Publication number: CN117189040B
Application number: CN202311261717.7A
Authority: CN
Inventors: 江政国; 谢冲; 唐洋; 魏剑飞; 谭振兴; 刘清友; 王国荣; 赵金海; 张烈辉; 魏纳; 高翔; 王金忠
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2023-09-27
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2024-08-09
Anticipated expiration: 2043-09-27
Also published as: CN117189040A

Abstract

本发明涉及海洋油气开采技术领域，公开了一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统，包括通讯平台、控制平台和监测井系统。本发明通过海面控制平台发出控制信号传输到海底通讯平台，海底通讯平台在接收到指令后，海底控制平台开始工作，在伺服驱动器和编码器的驱动下对井下监测器、井下节流器、智能完井滑套、压力及视频监测短节进行控制，保证天然气水合物、浅层气、深部气的同时开采。开采环境周围的监测井系统可以实时监测天然气在开采过程中井底的流体状态及潜在的泄露问题，以保证开采的连续性及安全性，同时提高开采效率。

Description

一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统

技术领域

本发明涉及海洋油气开采技术领域，具体涉及了一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统。

背景技术

当今世界能源需求不断增长，传统的石油和天然气资源面临供应压力，人们开始探索更多新的能源资源。近年来，全球重大油气发现多数来自海洋，海洋油气将是世界油气资源的重要战略接替区；同时，海洋也是水合物的储备高地。因此，海洋天然气水合物、浅层气和深部气被认为是具有巨大潜力的能源。

目前我国在深水油气开发投资巨大，但相关的技术、装备、体系、基础设施仍然不够成熟，水合物开发尚处于起步阶段，单独开发不具备商业前景，还没有找到水合物安全高效、可规模化开采的方法，在科学原理、技术、装备、工艺上还存在许多难题尚待突破且没有形成一套完整的集成控制系统来对整个开采过程进行调控。

因此，需要一种能实现其商业化开采的调控系统，可以根据现场生产需要来进行精细调控，同时，在开采过程中能实时监测开采状态的集成化远程监控系统。

所发明的多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控的控制系统需满足以下需求及功能：

1. 需要在该统一控制系统中设置不同类型不同层位天然气资源开采智能控制的功能。并且该系统可以根据不同气体的特性和开采需求，实时控制开采过程中的参数；在天然气水合物开采过程中，压力及视频监测短节可以实时监测水合物开采工具中的压力，以实现连续安全开采；在浅层气和深部气的开采过程中，其对应的井下监测器对通道内的流量实行实时监测，同时井下节流器根据监测到的信息在得到控制平台的指令后对通道内的钻井液流量进行调控，以保证整个开采过程的高效性。此外，该系统还可以根据实时数据进行自适应调整，以实现最佳的开采效果。

2. 需要利用大数据分析和人工智能技术，对天然气水合物、浅层气及深部气的历史开采数据和实时监测数据进行综合分析。通过对数据的深度学习和模式识别，系统可以预测天然气水合物层、浅层气层及深部气层未来的水合物或气体产量和储量，并根据预测结果实时调整水合物开采工具及井下节流器、智能完井滑套中的参数，以达到最优开采效果。

3.需要在海洋天然气开采现场需要安装监测井系统，通过井筒进入地下储层，利用温度传感器、压力传感器、流量传感器、海水状态监测装置、流动电位监测装置和海床扰动监测装置与微控制器Ⅱ进行配合，从而对天然气水合物进行实时监测并判断其是否发生逸散泄露，以保证开采的连续性和安全性。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前国内尚未存在一套完整的海洋天然气水合物、浅层气、深部气合采控制系统，智能化程度较低且缺少环境监测装置的需求，提出了一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统，以解决上述问题。通过这种集成化的控制系统，可以实现不同类型不同层位天然气资源的开采过程的统一监测和控制，提高开采效率，降低系统复杂性和成本；通过实现智能化预测与优化，可以提高海洋天然气水合物、浅层气和深部气的开采效率，减少资源浪费，同时最大程度地降低对环境的影响；通过监测井系统的应用，可以实时获取地下气体储层的相关参数，为开采过程的控制和优化提供基础数据和科学依据，监测井系统的建设和应用可以有效提高开采效率、减少资源浪费，并确保开采过程的可持续性和安全性

一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统，其特征在于，包括：海面钻采船、海面通讯平台、海面控制平台、连续管钻机、钻机井架、地面循环处理装置、大尺寸钻杆、连续管、海底通讯平台、海底控制平台、海底双井口吸力桩、生产油管、井下监测器Ⅰ、井下节流器Ⅰ、封隔器Ⅰ、智能完井滑套Ⅰ、井下监测器Ⅱ、井下节流器Ⅱ、封隔器Ⅱ、智能完井滑套Ⅱ、水合物开采工具、天然气转移通道、海水、泥沙通道、水合物层、地面通道、浅层气层、深部气层、监测井系统、数据采集组件和数据处理组件；

所述的海面通讯平台包括信号接收装置、信号处理装置和信号发射装置；

所述的海面控制平台包括微控制器Ⅰ、上位机和人机交互界面；

所述的海底通讯平台包括海底信号接收装置、海底信号发射装置和海底信号处理装置；

所述的海底控制平台包括微控制器Ⅱ、伺服驱动器和编码器；

所述的海底双井口吸力桩包括单向阀、通道开关、左通道和右通道；

所述的水合物开采工具包括压力及视频监测短节Ⅰ、轴流泵、压力及视频监测短节Ⅱ和高压射流组合喷嘴；

所述的监测井系统包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、海水状态监测装置、流动电位监测装置和海床扰动监测装置；

进一步的，所述的海面通讯平台、海面控制平台、连续管钻机、钻机井架和地面循环处理装置架设在海面钻采船上，海面通讯平台与海面控制平台有线电连接，海面控制平台与连续管钻机有线电连接，连续管钻机与钻机井架机械连接，地面循环处理装置与钻机井架机械连接，大尺寸钻杆与海面钻采船机械连接，连续管与大尺寸钻杆机械连接，海底通讯平台与海底控制平台有线电连接，海底控制平台与海底双井口吸力桩有线电连接，生产油管与海底双井口吸力桩机械连接，井下监测器Ⅰ和井下节流器Ⅰ均安装在生产油管内部，封隔器Ⅰ锚定在井下节流器Ⅰ下方，智能完井滑套Ⅰ安装在封隔器Ⅰ下方，井下监测器Ⅱ和井下节流器Ⅱ均安装在生产油管内部，封隔器Ⅱ锚定在井下节流器Ⅱ下方，智能完井滑套Ⅱ安装在封隔器Ⅱ下方，位于水合物层的水合物开采工具连接在大尺寸钻杆的尾部，监测井系统安装在海水及泥沙通道中，数据采集组件与数据处理组件有线电连接；

进一步的，所述的信号接收装置与信号处理装置无线电连接，信号处理装置与信号发射装置无线电连接，信号发射装置与海底信号接收装置、微控制器Ⅰ无线电连接；

进一步的，所述的微控制器Ⅰ与上位机有线电连接，上位机与人机交互界面有线电连接；

进一步的，所述的海底信号接收装置与海底信号处理装置无线电连接，海底信号发射装置与海底信号处理装置、信号接收装置无线电连接；

进一步的，所述的微控制器Ⅱ与伺服驱动器有线电连接，伺服驱动器与编码器有线电连接；

进一步的，所述的单向阀连接左通道和右通道，通道开关与右通道机械连接；

进一步的，所述的压力及视频监测短节Ⅰ与轴流泵有线电连接，轴流泵与压力及视频监测短节Ⅱ有线电连接，压力及视频监测短节Ⅱ与高压射流组合喷嘴有线电连接；

进一步的，所述的温度传感器、压力传感器、流量传感器、海水状态监测装置、流动电位监测装置和海床扰动监测装置与微控制器Ⅱ有线电连接。

进一步的，所述的监测井系统在温度传感器、压力传感器、流量传感器、海水状态监测装置、流动电位监测装置和海床扰动监测装置的配合下，对开采过程中的整个系统及海水的状态进行监测，以保证整个开采过程的连续性和安全性。

本发明还提供了一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统的使用方法，它包括以下步骤：

S1：天然气水合物开采控制

S101：当天然气水合物经过高压射流组合喷嘴(21-4)破碎后，管内压力及流量发生变化，压力及视频监测短节Ⅰ(21-1)开始工作，监测到管内的压力及流量发生变化后，发送信号到海底通讯平台(9)经过处理后，微控制器Ⅱ(10-1)接收到该信号，随后海底双井口吸力桩(11)及轴流泵(21-2)开始工作；

S102：海底双井口吸力桩(11)中的右通道(11-4)开启，同时单向阀(11-1)关闭，钻井液流量增大，带动钻井液由右通道(11-4)向下运动，随后带动钻杆尽头的天然气水合物向上运送，最终通过通道开关(11-2)和连续管(8)进入到地面循环处理装置(6)进行进一步加工处理；

S103：当压力及视频监测短节Ⅱ(21-3)检测到管内的天然气水合物开采并运输完毕后，其发出的信号由海底通讯平台(9)进行接收，随后海底控制平台(10)控制各阀门开度，停止钻井液的排放，整个开采过程结束；

S2：浅层气开采

S201：当整套开采系统位于浅层气层(27)时，浅层气沿着管道进入管内，井下监测器Ⅰ(13)监测到管内流量的变化后，管内信息被发送到海底通讯平台(9)，海底通讯平台(9)在与海面通讯平台(2)进行信息交互后，发出通讯指令传递到海底控制平台(10)，随后井下节流器Ⅰ(14)、封隔器Ⅰ(15)和智能完井滑套Ⅰ(16)进行工作；

S202：智能完井滑套Ⅰ(16)在接收到指令后开始工作，内管与井筒之间被打通，浅层气进入内管中运输，同时封隔器Ⅰ(15)打开，井下节流器Ⅰ(14)控制内管中钻井液流量，待浅层气进入内管后，其随着钻井液一并运输通过左通道(11-3)和单向阀(11-1)进入连续管(8)中，再通过钻井液的压力作用最终到达地面循环处理装置(6)进行进一步处理，整个过程中通道开关(11-2)始终处于关闭状态；

S203：当井下节流器Ⅰ(14)监测到内管中流量和压力再次发生变化后，检测钻井液状态，待确定浅层气开采完毕后，海底控制平台(10)控制钻井液停止排放，整个浅层气开采过程结束；

S3：深层气开采

S301：当整套开采系统位于深部气层(28)时，深层气沿着管道进入管内，井下监测器Ⅱ(17)监测到管内流量的变化后，管内信息被发送到海底通讯平台(9)，海底通讯平台(9)在与海面通讯平台(2)进行信息交互后，发出通讯指令传递到海底控制平台(10)，随后井下节流器Ⅱ(18)、封隔器Ⅱ(19)和智能完井滑套Ⅱ(20)进行工作；

S302：智能完井滑套Ⅱ(20)在接收到指令后开始工作，内管与井筒之间被打通，浅层气进入内管中运输，同时封隔器Ⅱ(19)打开，井下节流器Ⅱ(18)控制内管中钻井液流量，待浅层气进入内管后，其随着钻井液一并运输通过左通道(11-3)和单向阀(11-1)进入连续管(8)中，再通过钻井液的压力作用最终到达地面循环处理装置(6)进行进一步处理，整个过程中通道开关(11-2)始终处于关闭状态；

S303：当井下节流器Ⅱ(18)监测到内管中流量和压力再次发生变化后，检测钻井液状态，待确定深层气开采完毕后，海底控制平台(10)控制钻井液停止排放，整个深部气开采过程结束；

S4：监测井系统及数据分析

S401：海面控制平台(3)发出控制指令通过海面通讯平台(2)有线传输到海底通讯平台(9)，海底通讯平台(9)对控制指令进行加工处理后，传送到海底控制平台(10)，随后海底控制平台(10)进行工作，通过对伺服驱动器(10-2)和编码器(10-3)的驱动，控制各个阀门的开闭；

S402：监测井系统(29)对开采过程中的各项数据进行监测，数据采集组件(30)采集监测井系统监测到的各项数据，发送到数据处理组件(31)进行处理，通过预测到的模型进行模式识别，并对开采过程遇到的问题加以优化算法进行优化，在深度识别后，再执行相关操作；

S403：通过对开采过程中的优化后，有效提高了开采效率的同时也减少资源浪费，最大程度地降低对环境的影响。

1. 本发明通过以上集成化的控制系统，可以实现不同类型不同层位天然气资源的开采过程的统一控制，其根据不同气体的特性和开采需求，实时控制开采过程中的参数，在天然气水合物开采过程中，压力及视频监测短节可以实时监测水合物开采工具中的压力，以实现连续安全开采；在浅层气和深部气的开采过程中，其对应的井下监测器对通道内的流量实行实时监测，同时井下节流器根据监测到的信息在得到控制平台的指令后对通道内的钻井液流量进行调控，以保证整个开采过程的高效性。此外还提高了开采效率，降低了系统复杂性和成本。

2. 本发明通过实现智能化预测与优化，利用大数据分析和人工智能技术，对天然气水合物、浅层气及深部气的历史开采数据和实时监测数据进行综合分析。通过对数据的深度学习和模式识别，系统可以预测天然气水合物层、浅层气层及深部气层未来的水合物或气体产量和储量，并根据预测结果实时调整水合物开采工具及井下节流器、智能完井滑套中的参数，可以提高海洋天然气水合物、浅层气和深部气的开采效率，减少资源浪费，同时最大程度地降低对环境的影响。

3. 本发明通过监测井系统的应用，利用温度传感器、压力传感器、流量传感器、海水状态监测装置、流动电位监测装置和海床扰动监测装置与微控制器Ⅱ进行配合，可以实时获取天然气水合物的相关参数，为开采过程的控制和优化提供基础数据和科学依据。监测井系统的建设和应用可以有效提高开采效率、减少资源浪费，并确保开采过程的可持续性和安全性。

附图说明

图1为本发明控制系统结构图；

图2为本发明水合物钻采工具结构图；

图3为本发明控制系统原理图；

图4为本发明智能优化模块原理图；

图5为本发明监测井系统结构图；

图6为本发明控制工艺流程图；

图中，1、海面钻采船，2、海面通讯平台，2-1、信号接收装置，2-2、信号处理装置，2-3、信号发射装置，3、海面控制平台，3-1、微控制器Ⅰ，3-2、上位机，3-3、人机交互界面，4、连续管钻机，5、钻机井架，6、地面循环处理装置，7、大尺寸钻杆，8、连续管，9、海底通讯平台，9-1、海底信号接收装置，9-2、海底信号发射装置，9-3、海底信号处理装置，10、海底控制平台，10-1、微控制器Ⅱ，10-2、伺服驱动器，10-3、编码器，11、海底双井口吸力桩，11-1、单向阀，11-2、通道开关，11-3、左通道，11-4、右通道，12、生产油管，13、井下监测器Ⅰ，14、井下节流器Ⅰ，15、封隔器Ⅰ，16、智能完井滑套Ⅰ，17、井下监测器Ⅱ，18、井下节流器Ⅱ，19、封隔器Ⅱ，20、智能完井滑套Ⅱ，21、水合物开采工具，21-12、压力及视频监测短节Ⅰ，21-2、轴流泵，21-3、压力及视频监测短节Ⅱ，21-4、高压射流组合喷嘴，22、天然气转移通道，23、海水，24、泥沙通道，25、水合物层，26、地面通道，27、浅层气层，28、深部气层，29、监测井系统，29-1、温度传感器，29-2、压力传感器，29-3、流量传感器，29-4、海水状态监测装置，29-5、流动电位监测装置，29-6、海床扰动监测装置，30、数据采集组件，31、数据处理组件；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-6所示所示，一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统，其特征在于包括：海面钻采船1，海面通讯平台2，信号接收装置2-1，信号处理装置2-2，信号发射装置2-3，海面控制平台3，微控制器Ⅰ3-1，上位机3-2，人机交互界面3-3，连续管钻机4，钻机井架5，地面循环处理装置6，大尺寸钻杆7，连续管8，海底通讯平台9，海底信号接收装置9-1，海底信号发射装置9-2，海底信号处理装置9-3，海底控制平台10，微控制器Ⅱ10-1，伺服驱动器10-2，编码器10-3，海底双井口吸力桩11，单向阀11-1，通道开关11-2，左通道11-3，右通道11-4生产油管12，井下监测器Ⅰ13，井下节流器Ⅰ14，封隔器Ⅰ15，智能完井滑套Ⅰ16，井下监测器Ⅱ17，井下节流器Ⅱ18，封隔器Ⅱ19，智能完井滑套Ⅱ20，水合物开采工具21，压力及视频监测短节Ⅰ21-1，轴流泵21-2，压力及视频监测短节Ⅱ21-3，高压射流组合喷嘴21-4，天然气转移通道22，海水23，泥沙通道24，水合物层25，地面通道26，浅层气层27，深部气层28，监测井系统29，温度传感器29-1，压力传感器29-2，流量传感器29-3，海水状态监测装置29-4，流动电位监测装置29-5，海床扰动监测装置29-6，数据采集组件30和数据处理组件31；

本发明的工作过程如下：

S1：天然气水合物开采控制

S2：浅层气开采

S3：深层气开采

S4：监测井系统及数据分析

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统，其特征在于包括：海面钻采船(1)、海面通讯平台(2)、海面控制平台(3)、连续管钻机(4)、钻机井架(5)、地面循环处理装置(6)、大尺寸钻杆(7)、连续管(8)、海底通讯平台(9)、海底控制平台(10)、海底双井口吸力桩(11)、生产油管(12)、井下监测器Ⅰ(13)、井下节流器Ⅰ(14)、封隔器Ⅰ(15)、智能完井滑套Ⅰ(16)、井下监测器Ⅱ(17)、井下节流器Ⅱ(18)、封隔器Ⅱ(19)、智能完井滑套Ⅱ(20)、水合物开采工具(21)、天然气转移通道(22)、海水(23)、泥沙通道(24)、水合物层(25)、地面通道(26)、浅层气层(27)、深部气层(28)、监测井系统(29)、数据采集组件(30)和数据处理组件(31)；

所述的海面通讯平台(2)包括信号接收装置(2-1)、信号处理装置(2-2)和信号发射装置(2-3)；

所述的海面控制平台(3)包括微控制器Ⅰ(3-1)、上位机(3-2)和人机交互界面(3-3)；

所述的海底通讯平台(9)包括海底信号接收装置(9-1)、海底信号发射装置(9-2)和海底信号处理装置(9-3)；

所述的海底控制平台(10)包括微控制器Ⅱ(10-1)、伺服驱动器(10-2)和编码器(10-3)；

所述的海底双井口吸力桩(11)包括单向阀(11-1)、通道开关(11-2)、左通道(11-3)和右通道(11-4)；

所述的水合物开采工具(21)包括压力及视频监测短节Ⅰ(21-1)、轴流泵(21-2)、压力及视频监测短节Ⅱ(21-3)和高压射流组合喷嘴(21-4)；

所述的监测井系统(29)包括温度传感器(29-1)、压力传感器(29-2)、流量传感器(29-3)、海水状态监测装置(29-4)、流动电位监测装置(29-5)和海床扰动监测装置(29-6)；

所述的海面通讯平台(2)、海面控制平台(3)、连续管钻机(4)、钻机井架(5)和地面循环处理装置(6)架设在海面钻采船(1)上，海面通讯平台(2)与海面控制平台(3)双向通讯连接，海面控制平台(3)与连续管钻机(4)电缆连接，连续管钻机(4)与钻机井架(5)机械连接，地面循环处理装置(6)与钻机井架(5)机械连接，大尺寸钻杆(7)与海面钻采船(1)机械连接，连续管(8)与大尺寸钻杆(7)机械连接，海底通讯平台(9)与海底控制平台(10)双向通讯连接，海底控制平台(10)与海底双井口吸力桩(11)电缆连接，生产油管(12)与海底双井口吸力桩(11)机械连接，井下监测器Ⅰ(13)和井下节流器Ⅰ(14)均安装在生产油管(12)内部，封隔器Ⅰ(15)锚定在井下节流器Ⅰ(14)下方，智能完井滑套Ⅰ(16)安装在封隔器Ⅰ(15)下方，井下监测器Ⅱ(17)和井下节流器Ⅱ(18)均安装在生产油管(12)内部，封隔器Ⅱ(19)锚定在井下节流器Ⅱ(18)下方，智能完井滑套Ⅱ(20)安装在封隔器Ⅱ(19)下方，位于水合物层(25)的水合物开采工具(21)连接在大尺寸钻杆(7)的尾部，监测井系统(29)安装在海水(23)及泥沙通道(24)中，数据采集组件(30)与数据处理组件(31)集成在控制柜里；

所述的信号接收装置(2-1)、信号处理装置(2-2)、信号发射装置(2-3)集成在海面通讯平台(2)上；

所述的微控制器Ⅰ(3-1)、上位机(3-2)、人机交互界面(3-3)集成在海面控制平台(3)；

所述的海底信号接收装置(9-1)、海底信号发射装置(9-2)与海底信号处理装置(9-3)集成在海底通讯平台(9)；

所述的微控制器Ⅱ(10-1)、伺服驱动器(10-2)与编码器(10-3)集成在海底控制平台(10)；

所述的单向阀(11-1)连接左通道(11-3)和右通道(11-4)，通道开关(11-2)与右通道(11-4)机械连接；

所述的压力及视频监测短节Ⅰ(21-1)与轴流泵(21-2)电缆连接，轴流泵(21-2)与压力及视频监测短节Ⅱ(21-3)电缆连接，压力及视频监测短节Ⅱ(21-3)与高压射流组合喷嘴(21-4)电缆连接；

所述的温度传感器(29-1)、压力传感器(29-2)、流量传感器(29-3)、海水状态监测装置(29-4)、流动电位监测装置(29-5)和海床扰动监测装置(29-6)与微控制器Ⅱ(10-1)双向通讯连接；

所述的海水(23)及水合物层(25)的控制系统采用无线电磁波进行通讯，在浅层气层(27)及深部气层(28)的控制系统采用管道有线电缆通讯；

所述天然气通过智能完井滑套Ⅰ（16）和智能完井滑套Ⅱ（20）的控制进入生产油管（12），再次控制生产油管（12）通过海底双井口吸力桩（11）左通道（11-3）进入海底双井口吸力桩（11）右通道（11-4），举升助排破碎后水合物浆体并随水合物浆体一同输送至地面循环处理装置（6）；

所述的监测井系统(29)用于监测在开采过程中海水的各种状态，其包括温度传感器(29-1)、压力传感器(29-2)、流量传感器(29-3)、海水状态监测装置(29-4)、流动电位监测装置(29-5)和海床扰动监测装置(29-6)，并将监测数据传递到数据采集模块进行分析，以保证整个开采过程中的连续性及安全性；

采用所述的一种多气源多方法联合开采工艺智能调控与风险监控系统的具体开采步骤如下：

S1：天然气水合物开采控制

S101：当天然气水合物经过高压射流组合喷嘴(21-4)破碎后，管内压力及流量发生变化，压力及视频监测短节Ⅰ(21-1)开始工作，监测到管内的压力及流量发生变化后，发送通讯信号到海底通讯平台(9)经过处理后，微控制器Ⅱ(10-1)接收到该信号，随后海底双井口吸力桩(11)及轴流泵(21-2)开始工作；

S2：浅层气开采

S3：深层气开采

S4：监测井系统及数据分析