[发明专利]用于水下环境的连续管钻机系统

说明书

一种用于水下环境的连续管钻机系统，用于提供钻孔作业所需的足够钻进力及回拖力的水下注入头、连续管、用于钻孔、扩孔及取样的钻具机构和具有与水下注入头同步控制和自动排管的水下盘管绞车，其中：连续管搭载于水下盘管绞车上，连续管的末端与钻具机构相连，作业过程中，通过水下注入头对连续管的加持力来实现连续管的推送和回拖。为水下钻孔、扩孔及取样的主要设备，可以安装于装备平台上并通过水面遥控操作实现海底自动定向钻进作业，适用于海底沉船打捞、海底管线非开挖安装、海底地质探测与采样等。

技术领域

本发明涉及的是一种水下勘探设备领域的技术，具体是一种用于水下钻孔、扩孔及取样的连续管钻机系统。

背景技术

用于水下环境的连续管钻机系统是水下钻孔、扩孔及取样的主要设备，可以通过水面遥控操作实现海底自动定向钻孔作业，相比于水面延伸式钻孔，该方法不仅具有装备体积小、成本低、安全性高等优点，而且大大提高了作业的效率。现有的海底定向钻孔作业大多采用陆用钻机从水面延伸作业，这种作业方式势必存在较长的悬跨段，而且容易受水面母船升沉影响。个别采用水下接杆式钻机可实现海底坐底作业，但钻杆安装及拆卸过程复杂，作业故障率高，且定位精度低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于水下环境的连续管钻机系统，为水下钻孔、扩孔及取样的主要设备，可以安装于装备平台上并通过水面遥控操作实现海底自动定向钻进作业，适用于海底沉船打捞、海底管线非开挖安装、海底地质探测与采样等。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：用于提供钻孔作业所需的足够钻进力及回拖力的水下注入头、连续管、用于钻孔、扩孔及取样的钻具机构和具有与水下注入头同步控制和自动排管的水下盘管绞车，其中：连续管搭载于水下盘管绞车上，连续管的末端与钻具机构相连，作业过程中，通过水下注入头对连续管的加持力来实现连续管的推送和回拖。

本发明涉及一种基于上述系统的施工方法，包括钻进阶段和回拖阶段，在钻进阶段中水下注入头提供钻孔作业所需的钻进力，盘管绞车液压马达处于被动拖动状态，使绞车与注入头之间的连续管保持张紧状态；连续管与水下注入头通过定位传感器对钻头位置及姿态进行实时测量和调整，完成钻进过程的控向以及连续管与水下注入头的同步控制；在回拖阶段中水下注入头回收连续管及钻头机构，盘管绞车回收连续管并将其盘绕至滚筒上，绞车液压马达处于主动拖动状态，使钻杆产生弯曲变形并按顺序盘绕到滚筒上。

技术效果

与现有技术相比，本发明能够在海底实现定向钻孔、扩孔及取样等施工作业，作业深度不再受钻杆长度及强度的限制，通过在钻头安装定位传感器可在水面遥控进行高精度定向钻孔作业，提高作业的安全性、可靠性和作业效率，同业也降低了设备对母船的要求，节约作业成本。

附图说明

图1是水下注入头外形图；

图中：a为侧视图；b为正视图；

图2是水下钻具外形图；

图中：a为立体图；b为正视图；

图3是水下盘管绞车外形图；

图中：第一液压马达1、减速器2、卡瓦结构3、链轮4、水下角度传感器5、链条6、外框架7、夹紧油缸8、张紧力调整螺栓9、惰轮10、导向滚子11、矫直滚子12、校直度调整螺栓13、油管矫直系统14、限位传感器15、支撑套管16、传动齿轮组17、高压流体滑环 18、第二液压马达19、滚筒20、水下电滑环21、支座22、底座23。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及的一种用于水下环境的连续管钻机系统中的水下注入头示意图，连续管搭载于图3所示的水下盘管绞车上，连续管的末端与钻具机构相连，作业过程中，通过水下注入头对连续管的加持力来实现连续管的推送和回拖。