[发明专利]一种用于海洋钻井平台的水泥管总成

说明书

一、技术领域：

本发明涉及水泥管总成，更详细地讲是用于海洋钻井平台的水泥管总成。

二、背景技术：

目前，水泥管总成是用于陆地石油钻探设备上，作为高压柔性连接件使用，主要用来输送介质。

用于陆地钻井平台上的水泥管总成都是小口径、低压力的胶管总成，上述低压力是指工作压力级别为D级，工作压力在35Mpa以下；上述小口径是指管体内径在Φ102mm以下。上述水泥管结构简单，只由内胶层、钢丝绳层和外胶层构成，其中：该内胶层采用天然橡胶，因而其耐磨损、耐介质性能差，使用寿命短。该钢丝绳层是由普通钢材45#、55#制成的钢丝或小直径的钢丝绳经过多层缠绕而成，为了达到要求的承压能力，就需要增加钢丝或小直径钢丝绳的缠绕层数；随着钢丝缠绕层数的增加，其综合性能系数减小，也使管体变得柔曲性差，这样不仅使管体的弯曲半径增大、重量增加、硬度过高，而且还存在强度低、使用寿命短等不足，不利于管体的正常使用。该胶管的外胶层采用天然橡胶，故其耐磨损、耐天候老化性能差，使用寿命短。由于上述水泥管不论从结构设计上、材料上还是制造工艺上都处于低的档次，因此只能用于钻探深度在1000m以下、小流量介质输送的小功率钻机。

以往的扣压式、捆扎式、缩压式、卡箍式等金属接头的结构和连接技术，全部采用压迫橡胶进行密封，在高压、超高压状态下橡胶易产生压缩变形，使密封压力减小；在超高压力的作用下，会泄漏输送介质，不能完成输送任务；由于金属接头与水泥管体之间在高压、超高压状态下无法形成牢固稳定的连接关系，密封性能也差，因此只能用于低压力、小流量介质输送的小口径水泥管。

随着石油工业的飞速发展，为了提高钻探效率，需用大功率的钻机来实现大深度的钻探任务；而大功率的钻机必需配备大口径、高压力的水泥管总成，来进行大流量介质输送。钻井深度增加了，使用的水泥管所承受的工作压力也增大了；流量增大，水泥管的管径要相应地增大。而现有的小口径、小流量、低压力的水泥管以及与水泥管体端部相连接的金属接头，已经远远不能满足高效率的钻探要求，已逐步进入被淘汰的行列。

三、发明内容：

本发明的目的就是要提供一种能够克服上述不足的用于海洋钻井平台的水泥管总成，本发明适用于陆地及海洋的高压、超高压钻探环境，能够实现大深度地钻探、大流量的介质输送，其综合性能系数高，承压能力高，弯曲柔韧性能优良，耐磨损、耐天候老化及耐介质性能好，工作效率高，使用寿命长，管体与金属接头之间结合牢固稳定、安全可靠，抗拔脱、密封性能好。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：一种用于海洋钻井平台的水泥管总成，包括管体、金属接头，其特征在于：管体端部包括密封部分、抗拔脱连接部分和过渡连接部分，上述密封部分、抗拔脱连接部分分别是设置在管体端部的外圆周面上的多层柱形台阶、多段连续的外径不同的锥形台阶；金属接头包括密封部分、抗拔脱连接部分和外连接部分，上述密封部分、抗拔脱连接部分分别是设置在金属接头的内圆周面上的多层柱形台阶孔、多段连续的内径不同的锥形孔；该金属接头的密封部分在与台阶孔相对应的部位设有小注胶孔；该金属接头的抗拔脱连接部分在与锥形孔相对应的部位设有大注胶孔；上述锥形孔的内圆周表面呈沿圆周方向排列的多个环形凹槽形状；管体端部设有的多层柱形台阶，可与金属接头设有的多层柱形台阶孔相配合，在二者之间形成的配合间隙中充注有密封胶；管体端部设有的多段连续的外径不同的锥形台阶，可与金属接头设有的多段连续的内径不同的锥形孔相配合；在二者之间形成的配合间隙中充注有高强力连接树脂；为了管体端部与金属接头之间形成过渡连接，在管体端部的过渡连接部分设有造坡层，在上述造坡层以及金属接头中部及尾部的外圆周面上设有外保护层；在金属接头的外连接部分设有外连接件。

所述的管体从内到外依次包括耐介质层、应力分散层、承压骨架层和外保护层；所述的耐介质层为内胶层，该内胶层为2-10mm的合成胶；所述的应力分散层为内胶布层，该内胶布层为1-5层的尼龙或者聚脂帆布；所述的承压骨架层包括钢丝绳层、设置在最内钢丝绳层的内表面和最外钢丝绳层的外表面以及相邻两层钢丝绳之间的中胶层，该中胶层为3-9层的粘合胶；该钢丝绳层为2-8层，钢丝绳直径为φ2-φ6mm，相邻的两层钢丝绳之间为交叉缠绕；所述的外保护层包括外胶布层、外胶层，该外胶布层是2-10层的尼龙或者聚脂帆布，该外胶层为2-10mm的合成胶；上述各层硫化交联为一体结构。