[发明专利]适用于海底钻机的表层导管下入装置及方法

权利要求书

1.一种适用于海底钻机的表层导管下入装置，其特征在于，包括如下部件：

至少两段表层导管组件，所述表层导管组件包括表层导管顶板(3)、第一表层导管(4)、第二表层导管(5)和表层导管底板(7)，所述第一表层导管(4)固定于所述表层导管顶板(3)的下端面上，所述第二表层导管(5)固定于所述表层导管底板(7)的上端面上，所述第二表层导管(5)的上端设置有卡紧部件，所述第一表层导管(4)的下端设置有与所述卡紧部件相适配的锁定部件，所述第一表层导管(4)环套在所述第二表层导管(5)的外部，所述第二表层导管(5)可沿所述第一表层导管(4)的内壁滑动；

钻柱组件，设置于所述第二表层导管(5)内，所述钻柱组件包括依次串联的井下动力钻具(9)、钻杆(11)和钻头(12)，所述表层导管底板(7)上设置有容纳所述钻杆(11)贯穿的钻杆孔(71)；

所述卡紧部件为卡簧(51)，所述锁定部件为锁定槽(41)，在无外力时，所述第一表层导管(4)与所述第二表层导管(5)通过所述卡簧(51)提供的摩擦力保持相对静止；有外力时，所述第二表层导管(5)沿所述第一表层导管(4)的内壁向下滑动，直至所述卡簧(51)锁定于所述锁定槽(41)，所述第二表层导管(5)安装到位；

所述钻杆(11)上设置有第一水下连接部件，所述表层导管底板(7)的上端面上设置有与所述第一水下连接部件相适配的第二水下连接部件；

所述第一水下连接部件为水下连接公头(10)，所述第二水下连接部件为水下连接母头(6)，所述水下连接公头(10)上设置有单向轴承(101)和销钉(102)，所述钻杆(11)通过所述销钉(102)与所述单向轴承(101)连接。

2.根据权利要求1所述的表层导管下入装置，其特征在于，所述水下连接公头(10)和所述水下连接母头(6)上设置有键槽接头，二者通过所述键槽接头锁定在一起。

3.根据权利要求2所述的表层导管下入装置，其特征在于，所述表层导管下入装置还包括吸力泵(2)，所述吸力泵(2)设置于所述表层导管顶板(3)上，所述吸力泵(2)被配置为将所述第一表层导管(4)与所述第二表层导管(5)内的海水被排出，形成负压，同时带出所述第一表层导管(4)与所述第二表层导管(5)内的泥土，以使得所述表层导管组件向下运动。

4.根据权利要求3所述的表层导管下入装置，其特征在于，所述表层导管下入装置还包括至少两缆绳(8)，所述缆绳(8)挂在所述表层导管顶板(3)上，通过位于海面上的吊机牵引并下放所述缆绳(8)，所述表层导管下入装置在重力的作用下插入海底。

5.根据权利要求4所述的表层导管下入装置，其特征在于，所述表层导管底板(7)上设置有溢流孔(72)，所述溢流孔(72)被配置为向泥土流动提供通道。

6.一种如权利要求5所述的表层导管下入装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过位于海面上的吊机牵引并下放所述缆绳(8)，所述表层导管下入装置在重力的作用下插入海底，开启所述吸力泵(2)，所述吸力泵(2)将所述第一表层导管(4)与所述第二表层导管(5)内的海水被排出，形成负压，同时带出所述第一表层导管(4)与所述第二表层导管(5)内的泥土，以使得所述表层导管组件向下运动，直至所述表层导管顶板(3)坐落于海底，所述第一表层导管(4)安装到位，静止管串，利用地层的粘附力和摩擦力稳固住所述第一表层导管(4)；

安装海底钻机到水下井口(1)上，下放所述钻柱组件，所述水下连接公头(10)和所述水下连接母头(6)对接，开启所述井下动力钻具(9)，所述钻杆(11)带动所述单向轴承(101)和所述钻头(12)正转，在所述钻头(12)喷射和旋转破岩的作用下，所述钻柱组件继续下行，带动所述第二表层导管(5)向下运动，直至所述卡簧(51)锁定于所述锁定槽(41)，所述第二表层导管(5)安装到位，静止管串，利用地层的粘附力和摩擦力稳固住所述第二表层导管(5)。

7.根据权利要求6所述的表层导管下入装置的操作方法，其特征在于，还包括如下步骤：所述钻柱组件反转，所述钻杆(11)剪断所述销钉(102)，所述钻杆(11)与所述水下连接公头(10)脱手，继续下部井段的钻井作业。