[发明专利]一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法

说明书

本发明公开一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法。所述自锁嵌套式深水钻井表层导管由吸力桩顶盖、吸力桩筒体、防土塞肋板、下肋板、外导管、中导管、内导管、导管塞、锤杆导向架、导管固定装置组成基本结构。本发明结合吸力锚技术与水下打桩技术设计自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法，可由工作船实现表层导管的批量安装，作业效率高，具有明显的技术和经济优势，筒型基础与嵌套式导管结构型式可极大提升导管承载能力并有效解决深水钻井易发生浅层地质灾害的难题，尤其适合于深水天然气水合物钻采。

技术领域

本发明涉及一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法，属于深水钻井器材及技术领域。

背景技术

目前国内深水表层建井主要采用喷射法下入导管,但该技术作业方式单一，对地质要求高，承载力小，需要静置恢复时间，作业安全系数低；浅层地质灾害应对能力差，作业控制要求高；需要多层套管依次下放提供额外承载力，作业效率低，对钻井平台要求高。

吸力锚作为海上浮动式平台的基础之一，一般为上端封闭、下端开口的圆筒形结构，顶板留有排水孔连接抽水设备。吸力锚沉贯过程中，首先利用自重沉入海床一定深度，形成筒内封闭环境，随后利用抽水设备抽出筒内海水，在筒内外压差作用下继续下沉，直至贯入设定深度为止，具有造价低、设计简单、安装工艺先进、适用范围广、可重复使用等优势。同时，深水钻井表层导管水下打桩锤入技术已在美国墨西哥湾、巴西坎普斯深水盆地和加拿大东海域等多个海上油气区块得到了成功应用。应用实践表明，该技术能有效提高表层导管安装时效，尤其是在导管批量安装施工中效果更明显。导管安装到位后，稳定性能良好，未出现下沉或井口失稳现象，满足了海上钻井作业的安全性要求。本发明借鉴结合上述技术提供一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法，可有效解决目前喷射下入导管存在的部分问题。

发明内容

本发明提供一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法，可由工程船实现表层导管的批量安装，具有明显的技术和经济优势，筒型基础与嵌套式导管结构型式可极大提升导管承载能力并有效解决深水钻井易发生浅层地质灾害难题，尤其适合于深水天然气水合物钻采。

本发明提供一种自锁嵌套式深水钻井表层导管及其安装方法，包括吸力桩顶盖、吸力桩筒体、防土塞肋板、下肋板、外导管、中导管、内导管、导管塞、锤杆导向架、导管固定装置；吸力桩顶盖设有通流阀门、吸力泵接口、压力表、牛眼、方形孔；外导管与吸力桩顶盖连接，位于吸力桩筒体中间，中导管位于外导管与内导管中间，内导管位于中导管内部；防土塞肋板安装于吸力桩筒体与外导管之间顶部，下肋板安装于吸力桩筒体与外导管之间中下部；所述吸力桩筒体呈中空的圆筒型，其顶端与吸力桩顶盖连接；所述导管固定装置在自锁嵌套式深水钻井导管入水到达海底泥面之前固定中导管、内导管。

所述外导管内壁具有等跨距半圆柱型导轨，所述导轨下端存在一段无导轨区域用于安装一号挡环，所述一号挡环外周具有等跨距半圆柱形凹槽，外导管下端具有外导管导向环；

所述中导管外壁具有等跨距半圆柱型导轨，所述导轨与所述外导管导向环间隙配合，所述中导管内壁具有等跨距半圆柱型导轨，所述导轨下端存在一段无导轨区域用于安装二号挡环，所述二号挡环外周具有等跨距半圆柱形凹槽，所述中导管上端具有中导管限位块，所述中导管限位块外周具有等跨距半圆柱形凹槽，所述凹槽与所述外导管内壁导轨间隙配合，所述中导管下端具有中导管导向环；

所述内导管外壁具有等跨距半圆柱型导轨，所述导轨尺寸与中导管导向环内环凹槽尺寸匹配，所述内导管外壁导轨与所述中导管导向环间隙配合，所述内导管上端具有内导管限位块，所述内导管限位块外周具有等跨距半圆柱形凹槽，所述凹槽与所述中导管内壁导轨间隙配合，所述内导管下端安装导管塞，所述导管塞可从内导管内拆除；

所述自锁嵌套式深水钻井表层导管到达海底泥面之前，内导管全部位于中导管内，中导管全部位于外导管内，导管组合底部由导管固定装置固定。