[发明专利]适用于海底钻机的表层导管下入装置及方法

说明书

本发明涉及一种适用于海底钻机的表层导管下入装置及方法，包括：至少两段表层导管组件，表层导管组件包括表层导管顶板、第一表层导管、第二表层导管和表层导管底板，第一表层导管固定于表层导管顶板的下端面上，第二表层导管固定于表层导管底板的上端面上，第二表层导管的上端设置有卡紧部件，第一表层导管的下端设置有与卡紧部件相适配的锁定部件，第一表层导管环套在第二表层导管的外部，第二表层导管可沿第一表层导管的内壁滑动；钻柱组件，设置于第二表层导管内，钻柱组件包括依次串联的井下动力钻具、钻杆和钻头，表层导管底板上设置容纳钻杆贯穿的钻杆孔。该装置为一趟钻完成导管下入和后续钻进，有效增加表层导管下入深度，提高应用范围。

技术领域

本发明涉及一种适用于海底钻机的表层导管下入装置及方法，属于海上钻井技术领域。

背景技术

随着深水油气钻探开发的水深不断增加，目前采用普通深水海洋钻井的方式，在钻井成本、钻井效率、技术难度和安全性等方面都产生了一些问题。为此，学者们提出了一种将高度自动化、模块化的深水钻井系统安置于海底泥线处，即海底钻机的概念。这种钻井系统不需要水面钻井平台，不需要刚性隔水管系统，仅有控制管缆，对水深的适应性更高并且降低了钻井成本。目前该系统多采用裸眼钻井的方式，松软的表层缺少有效的封固手段，容易造成井眼垮塌，从而限制了其钻井深度，影响其应用范围。

发明内容

本发明提供一种适用于海底钻机的表层导管下入装置及方法，能够根据需要下入足够深的表层导管，防止表层井眼垮塌。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种适用于海底钻机的表层导管下入装置，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、第一表层导管、第二表层导管和表层导管底板，所述第一表层导管固定于所述表层导管顶板的下端面上，所述第二表层导管固定于所述表层导管底板的上端面上，所述第二表层导管的上端设置有卡紧部件，所述第一表层导管的下端设置有与所述卡紧部件相适配的锁定部件，所述第一表层导管环套在所述第二表层导管的外部，所述第二表层导管可沿所述第一表层导管的内壁滑动；

钻柱组件，设置于所述第二表层导管内，所述钻柱组件包括依次串联的井下动力钻具、钻杆和钻头，所述表层导管底板上设置有容纳所述钻杆贯穿的钻杆孔。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述卡紧部件为卡簧，所述锁定部件为锁定槽，在无外力时，所述第一表层导管与所述第二表层导管通过所述卡簧提供的摩擦力保持相对静止；有外力时，所述第二表层导管沿所述第一表层导管的内壁向下滑动，直至所述卡簧锁定于所述锁定槽，所述第二表层导管安装到位。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述钻杆上设置有第一水下连接部件，所述表层导管底板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。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述第一水下连接部件为水下连接公头，所述第二水下连接部件为水下连接母头，所述水下连接公头上设置有单向轴承和销钉，所述钻杆通过所述销钉与所述单向轴承连接。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述水下连接公头和所述水下连接母头上设置有键槽接头，二者通过所述键槽接头锁定在一起。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述表层导管下入装置还包括吸力泵，所述吸力泵设置于所述表层导管顶板上，所述吸力泵被配置为将所述第一表层导管与所述第二表层导管内的海水被排出，形成负压，同时带出所述第一表层导管与所述第二表层导管内的泥土，以使得所述表层导管组件向下运动。

所述的表层导管下入装置，优选地，所述表层导管下入装置还包括至少两缆绳，所述缆绳挂在所述表层导管顶板上，通过位于海面上的吊机牵引并下放所述缆绳，所述表层导管下入装置在重力的作用下插入海底。