[发明专利]一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置

说明书

本发明公开了一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，涉及水下开采用的井口支撑连接装置技术领域。它包括支架单元、吸力锚管单元；支架单元包括支架主体、安装在支架主体上的传感调平模块、安装在支架主体上的管路单元；吸力锚管单元包括至少3个相同的吸力锚管；管路单元包括干路管、将每个吸力锚管对应与干路管连通的支路管、安装在每个支路管上的电磁阀；电磁阀均匀传感调平模块的输出端连通；干路管与外界液压泵连通。本发明多个吸力锚管吸入过程更加稳定、更加有利于调平，放置到位后支撑更加稳固。

技术领域

本发明涉及水下开采用的井口支撑连接装置技术领域。

背景技术

天然气水合物分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，资源密度高，全球分布广泛，具有极高的资源价值，未来对天然气水合物的开发和利用成为必然的趋势。国内外对于海洋水合物试采普遍利用常规深水钻井技术，但海洋水合物埋深浅(通常100-140m)，严重影响井身结构的下深设计，开发过程中井口失稳风险尤为突出，因此亟需开发井口协同支撑装备，提升井口承载性能，为海洋水合物试采及未来商业化开采提供装备支持。

吸力式基础被认为是深水工程中应用最具潜力的基础形式之一，近几年在海洋工程中得到越来越多的应用。吸力式基础一般为上端封闭、下端开口的圆筒形结构，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。传统单筒吸力锚在安装过程中需不断监测和控制安装倾斜度，一旦发生倾斜度超过最大值的情况很难调整，往往导致安装失败，产生较大经济损失。吸力式组合桩支撑装置概念的提出可以有效提高桩基础的整体承载性能，增加支撑装置整体刚度，并使组合桩的几何尺寸趋于合理，若产生安装倾斜可通过调节各筒吸力使支撑装置重新达到水平状态，因此在安装时不易产生倾斜度超标的问题，吸力式组合桩支撑装置与井口适配性很强，可极大提升井口稳定性，因此吸力式组合桩支撑装置在深水钻井领域具有很大的应用潜力。比如专利号为：CN103556972A的发明专利，其提出了一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法，其通过潜水本流量控制的方式来调平，其调平精度，难以保证。另外，吸力锚管容易产生土塞、平台的回收、稳定性等问题，还需要进一步研究攻克。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，其吸入过程更加稳定、更加有利于调平，放置到位后支撑更加稳固。

本发明采用的技术方案是：一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，包括支架主体，所述的支架主体中部设置有导管；包括支架单元、吸力锚管单元；

所述的支架单元包括支架主体、安装在支架主体上的传感调平模块、安装在支架主体四周的吊耳、安装在支架主体上的管路单元；

所述的吸力锚管单元包括至少3个相同的吸力锚管；所述的吸力锚管均匀分布安装在支架主体的四周；所述的吸力锚管为倒扣桶状结构；每个吸力锚管的下端部管壁内侧同心设置有环形隔离腔；所述环形腔的内壁上部设置有泥水分离窗；

所述的管路单元包括干路管、将每个吸力锚管对应与干路管连通的支路管、安装在每个支路管上的A电磁阀；所述的A电磁阀均匀传感调平模块的输出端连通；所述的干路管与外界液压泵连通。

进一步，一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，所述的吸力锚管的上端部管壁内侧滑动连接有蠕动支撑网板；所述的蠕动支撑网板通过滑块与吸力锚管管壁滑槽滑动连接；所述的滑块上安装有电磁锁舌；所述的滑槽在竖直方向上均分分布有与电磁锁舌卡扣配合的齿槽；所述蠕动支撑网板中部安装的水平方向振动的振动电机。

进一步，一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，所述的环形隔离腔的上部，吸力锚管的管壁上安装有向外开启的单向阀。

进一步，一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置，所述的导管下端安装有脆性锥形罩。