[发明专利]一种张力系泊式水中钻井系统及其安装方法

权利要求书

1.一种张力系泊式水中钻井系统，其特征在于：包括钻井船(15)、水中钻井平台(10)、张力系泊装置、防喷器组(5)、上部隔水管(20)、下部隔水管(25)以及海底井口装置(28)；

所述的水中钻井平台(10)位于海面(16)下H1处，通过张力系泊装置系泊在海床(17)上以约束水中钻井平台(10)在水中的运动；水中钻井平台(10)上部设置有三个井口头(3)，每个井口头(3)的下端设置有隔水管通道；下部隔水管(25)的上端通过隔水管通道与水中钻井平台(10)上部的井口头(3)连接、其下端与海底井口装置(28)连接；上部隔水管(20)的上端与钻井船(15)连接、其下端与防喷器组(5)连接；所述的防喷器组(5)安装在水中钻井平台(10)上部的井口头(3)上；所述的H1为150-350m；

所述的水中钻井平台(10)采用海星式结构，中央柱结构(11)边缘连接三根矩形截面悬臂浮筒(12)，它们在平面上的夹角为120°，形成辐射状，矩形截面悬臂浮筒(12)末端采用中性浮力的桁架结构(2)。

2.根据权利要求1所述的一种张力系泊式水中钻井系统，其特征在于：所述的张力系泊装置包括三根螺旋钢丝绳股(7)和三个海底桩基(8)。

3.一种张力系泊式水中钻井系统的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、预备工作

将桩基(8)、海底井口装置(28)安装在海床(17)上；安装驳船拖曳水中钻井平台(10)到达目标海域；

B、水中钻井平台(10)的安装

B1、安装驳船利用吊装缆绳将水中钻井平台(10)吊入到海面(16)下H1处；

B2、安装驳船下放远程控制机器人，远程控制机器人完成螺旋钢丝绳股(7)与海底桩基(8)的连接；

B3、安装驳船通过脐带缆向水中钻井平台(10)输送压缩氮气，提升水中钻井平台(10)的净浮力，同时张紧三根螺旋钢丝绳股(7)，从而为下部隔水管(25)的安装提供一个相对平稳的工作环境；所述的三根螺旋钢丝绳股(7)的顶张紧力系数为1.1-1.3；

C、下部隔水管(25)的安装

C1、钻井船(15)运行到达海上目标作业区，钻井船(15)利用下入管柱使得下部隔水管(25)顺利通过水中钻井平台(10)；

C2、在下部隔水管(25)通过水中钻井平台(10)，距离海底井口装置(28)上方50米左右时，钻井船(15)通过水中钻井平台(10)的浮力调节装置逐渐降低其净浮力，放松先前张紧的螺旋钢丝绳股(7)，下部隔水管(25)借助下入管柱继续下放，并完成与海底井口装置(28)的对接；

C3、钻井船(15)通过脐带缆向水中钻井平台(10)送入压缩氮气，提升水中钻井平台(10)的净浮力，水中钻井平台(10)上浮完成与下部隔水管(25)的连接；

C4、钻井船(15)通过脐带缆继续向水中钻井平台(10)送入压缩氮气，提升水中钻井平台(10)的净浮力，使下部隔水管(25)的顶张紧力达到设计标准；所述的设计标准为下部隔水管(25)的顶张紧力系数1.4-1.6，三根螺旋钢丝绳股(7)的顶张紧力系数1.1-1.3；

D、防喷器组(5)的安装

防喷器组(5)安装在上部隔水管(20)的下端，在水中钻井平台(10)上部的临时导向设备的辅助下，防喷器组(5)下放安装在水中钻井平台(10)上部的井口头(3)处。

4.根据权利要求3所述的一种张力系泊式水中钻井系统的安装方法，其特征在于：步骤C1所述的下部隔水管(25)的安接方法包括以下步骤：

在水中钻井平台(10)上部的井口头(3)处安装临时导向基座，使得下部隔水管(25)准确通过水中钻井平台(10)上的隔水管通道。

5.根据权利要求3所述的一种张力系泊式水中钻井系统的安装方法，其特征在于：步骤C2所述的下部隔水管(25)与海底井口装置(28)的对接方法包括以下步骤：

在位于海床(17)上的海底井口装置(28)设置有导向喇叭口，便于下部隔水管(25)的下端与海底井口装置(28)的准确对接。