[发明专利]一种用于深水湖泊取心钻探的系统装置

说明书

本发明公开了一种用于深水湖泊取心钻探的系统装置，包括水上工作平台、推进系统、锚固系统、套管系统和钻探系统。相比于现有技术，该装置的水上工作平台结构合理，其结构间隙可有效分散和降低风浪产生的水平推力，且受力均衡，自重较轻、安全可靠；该装置的锚固系统的锚固能力较强；该装置的套管系统能够自行扶正，以抵消和平衡套管因自重产生向下弯曲倾斜和倒伏的力量，实现套管在水中尤其是在深水中始终保持垂直稳定的状态；套管系统还能够与水上工作平台实时对接或脱离，以避免钻探工作平台系统的位移对套管的稳定产生影响。

技术领域

本发明涉及水上钻探技术领域，特别是涉及一种用于深水湖泊取心钻探的系统装置。

背景技术

深水湖泊水上取心钻探工作不同于陆地钻探，其特点在于：湖水深(通常水深大于30米)、风浪大(最大风力7-8级)、湖底淤泥厚(通常大于4米)、湖底钻遇地层常见砂层和砂卵石地层，通常需要采取套管护壁。如西藏纳木错湖实施深水湖泊水上取心钻探工作时，水上钻探施工点位于湖中心距最近湖岸约8公里，施工点水深94.5米，湖底淤泥厚度4-5米，施工期间最大风力7级，湖底钻遇地层见砂层和砂卵石地层。

目前，国内针对陆地取心钻探技术已较为成熟。但对于水上钻探尤其是深水湖泊的取心钻探技术尚不成熟，其问题表现为：尚未见安全适用的深水湖泊钻探水上工作平台及其配套的锚固系统装置和相应的送锚及下锚技术及系统装置；尚未见安全可靠的深水套管扶正及套管顶部相对于工作平台的防位移系统装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于深水湖泊取心钻探的系统装置，用于解决上述现有技术存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种用于深水湖泊取心钻探的系统装置，包括水上工作平台、推进系统、锚固系统、钻探系统和套管系统，所述推进系统、所述锚固系统和所述钻探系统安装于所述水上工作平台上，所述钻探系统包括钻机和钻杆，所述套管系统套设于所述钻杆外侧，所述套管系统包括泥浆循环接管、顶部活接套管、套管对接锥套、浮体、深水套管组合结构和防窜动及阻水装置，所述顶部活接套管的底端通过所述套管对接锥套与所述深水套管组合结构的顶端可分离式连接，所述套管对接锥套包括固定于所述顶部活接套管底端的上锥套和固定于所述深水套管组合结构上端的下锥套，所述上锥套的内锥面能够与所述下锥套的外锥面贴合，所述防窜动及阻水装置固定于所述深水套管组合结构底部，所述泥浆循环接管与所述顶部活接套管连通，所述浮体固定于所述深水套管组合结构外侧。

优选地，所述深水套管组合结构包括固定相连的上部小径套管和下部大径套管，所述浮体为气囊组或泡沫塑料套管浮筒组；所述浮体为所述气囊组时，所述上部小径套管的外壁上固定有上固定盘和下固定盘，所述气囊组位于所述上固定盘与所述下固定盘之间，所述气囊组通过固定绳分别与所述上固定盘、所述下固定盘相对固定；所述浮体为所述泡沫塑料套管浮筒组时，所述上部小径套管的外壁上固定有所述上固定盘，所述泡沫塑料套管浮筒组位于所述上固定盘下方。

优选地，还包括充气系统，所述充气系统安装于所述水上工作平台上，所述充气系统包括空压机、充气管和压力表，所述充气管的一端与所述空压机的出气口相连，所述压力表安装于所述充气管上，所述充气管的另一端与所述气囊组的进气口相连。

优选地，所述防窜动及阻水装置包括套管托盘和海带纱布阻水包裹层，所述套管托盘固定于所述深水套管组合结构的外壁上，所述海带纱布阻水包裹层包裹于所述深水套管组合结构的外壁上且位于所述套管托盘下侧。

优选地，所述套管托盘包括盘体、边缘立板和加强立筋，所述盘体为圆盘，所述边缘立板垂直固定于所述盘体下表面边缘位置且呈环状，所述加强立筋沿径向垂直固定所述盘体的下表面，多个所述加强立筋沿所述盘体的圆周方向均布。