隔水管、海上钻井系统技术方案

一种隔水管、海上钻井系统，其中隔水管包括第一管，以及系缚于所述第一管外周面上的浮力管，所述浮力管具有封闭的内腔；浮力管内腔内填满气体，且所述浮力管内的气压不小于大气压。相比于现有技术填充油的方式，节约了能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋结构物工程领域，具体涉及一种隔水管、海上钻井系统。
技术介绍
如图1所示，现有海上钻井系统包括钻井平台1、隔水管2以及海底井口3，钻井平台1的一部分暴露于海平面S上方，海底井口3位于海床G上，隔水管2的一端伸至钻井平台1，另一端伸至海底井口3内，海底井口3通过盖板4封口。隔水管2连接钻井平台1与海底井口3，其在钻井时用于输送泥浆、碎石等钻出物，在采油时作为输油管道用于输送油。其中，隔水管2包括从外而内依次套设的外管2a、内管2b。钻井作业时，钻杆5穿设于内管2b中，钻杆5连接有钻头5a的一端伸出外管2a和内管2b。钻井工程作业时，需要先在海床G将海底井口3挖好，然后将隔水管2从海平面S上方往下放，当隔水管2的底端达到海床G时，将隔水管2的底端与海底井口3对接，钻头5a随着钻杆5从隔水管2顶端伸入、从底端伸出并伸至海底井口3内进行钻井作业。隔水管2中，外管2a与内管2b之间为封闭的空间，该封闭空间内填充有油(参照图2)。内管2b的两端开口，钻头5a作业时产生的泥浆、碎石等可以通过内管2b浮出海平面S上方；当钻通油井后，内管2b便可用于输送油。隔水管2在钻井时中实际起作用的是内管2b，设置外管2a的目的是增加隔水管2的体积以增加其在海水中的浮力，降低下沉速度。填充油的目的有两个：一是辅助外管2a抵抗海水压力，防止外管2a在海水压力下被破坏；二是如果填充的物质密度太大，将使得隔水管的质量较大，则隔水管受到的浮力与重力之间的差值较小，很难起到降低下沉速度的效果，而油的密度较小于水，相比于填充其他物质，隔水管2的质量相对较小。现有海上钻井系统的缺陷在于：第一，如上所述，隔水管的内外管之间需要用油来填充，且为了使下沉的速度达到预期值，需要的油的量非常大，能源消耗大；而大量的油需要庞大的空间来储存，因此要求内外管之间封闭空间较大，导致隔水管的体积非常庞大。另外，内外管一般用钢材来制造，使得隔水管的重量大。上述几方面的因素同时也导致往海底放置隔水管的工程浩大。第二，当钻井作业完成后，钻井平台1将会移至其他海域进行其他钻井作业，此时需要将隔水管2伸至钻井平台1的一端与钻井平台1脱离连接，而隔水管2则将沉入海底。采油作业时，需要将隔水管2重新从海底打捞起，然后进行采油。这种方式造成重复劳动，非常费时费力，浪费资源。第三，钻井工程开始前，需要预先在海床G上将海底井口3挖好，海底井口3一般需要占地4m2左右，其口径远大于油井的口径，占地面积大、工程量大，且一旦选址错误，海底井口3将被废弃，造成工程浪费。同时由于海底井口3的占地面积较大，海床G受到的损害和破坏也较大。将隔水管2从海平面S朝向海底井口3放置时，如果海水深度较大，受海流等的影响，隔水管2靠近海床G的一端会产生较大偏移，此时需要在海底进行二次定位，以将隔水管2与海底井口3对准。另外，隔水管2与海底井口3对接时，需要水下机器人操作，对接作业技术难度高，耗时长，一般需要1～2个月才能完成。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是：第一，现有海上钻井系统的隔水管通过在内管外部填充油来减缓下沉速度，能源消耗大；隔水管用钢材制造，质量大、体积大，导致工程难度高；第三，现有海上钻井系统在钻井后将隔水管沉入海底，在采油时需要将其重新打捞，造成重复劳动；第三，海底井口工程浩大，庞大的占地面积对海床造成的破坏大，且隔水管与海底井口的对接作业复杂。为解决上述问题，本专利技术提供一种隔水管，包括第一管，以及系缚于所述第一管外周面上的浮力管，所述浮力管具有封闭的内腔；浮力管内腔内填满气体，且所述浮力管内的气压不小于大气压。可选的，当所述隔水管放置于海洋中时，所述浮力管内腔的几何中心的气压与对应海水深度的水压相等。可选的，还包括套设于所述第一管外的第二管，浮力管位于所述第一管和所述第二管之间的空间内，所述第二管用于将浮力管箍设于第一管的外周面上。可选的，所述第二管的周壁具有通孔，可供海水通过。可选的，所述浮力管与所述第一管平行；所述浮力管为多根且排布成一列或多列，每列浮力管围绕所述第一管的周向排列；多列浮力管之间沿所述第一管的径向分布，相邻浮力管之间相外切。可选的，所述隔水管具有沿轴向排列的多根，相邻隔水管之间相连通、并通过连接接头连接。可选的，所述第二管、第一管、浮力管中至少一种为玻璃钢管。本专利技术还提供一种海上钻井系统，包括上述任一项所述的隔水管以及与所述隔水管连接的水面悬浮装置；所述水面悬浮装置包括浮筒以及沿隔水管的轴向穿设于所述浮筒中的悬浮导管；所述浮筒具有封闭的内腔；所述悬浮导管的轴向两端分别伸出所述浮筒，靠近隔水管的一端与隔水管连接并连通。可选的，所述浮筒内设有泥浆舱，用于贮存泥浆，所述泥浆舱与所述悬浮导管之间设有连通阀门。可选的，所述浮筒上设有泥浆回流管，所述泥浆回流管的一端与所述隔水管的第一管连通，另一端穿过所述浮筒的周壁伸出所述海平面之上。可选的，所述泥浆回流管与所述隔水管之间通过泥浆泵连通，所述泥浆泵用于将所述隔水管中的泥浆抽出。可选的，所述浮筒上设有通气管，所述通气管的一端与所述浮筒内腔连通，另一端与大气连通。可选的，所述悬浮导管为可伸缩套管，通过所述悬浮导管的伸缩调节所述浮筒与所述隔水管之间的距离。可选的，所述悬浮导管上设有第一防喷闸门，用于控制所述悬浮导管的导通或封闭。可选的，还包括暴露于海平面之上的钻井平台；所述浮筒通过索链系缚于所述钻井平台上。可选的，还包括海底接合装置；所述海底接合装置包括沿轴向连接并连通的固定筒和连接管，在所述固定筒与所述连接管的连接处，所述固定筒的直径大于所述连接管的直径；所述固定筒远离所述连接管的一端与隔水管靠近海底的一端连接并连通；所述连接管远离所述固定筒的一端设有第一刮刀，所述连接管可沿中心轴相对于所述固定筒旋转。可选的，所述连接管内设有油井管，所述油井管可沿远离所述固定筒的方向伸出所述连接管；所述油井管远离所述固定筒的一端设有第二刮刀，所述油井管可沿中心轴相对于所述连接管旋转，并相对于所述连接管沿远离所述固定筒的方向移动。可选的，所述油井管可相对于所述连接管轴向移动，并朝向远离所述固定筒的方向伸出所述连接管。可选的，所述固定筒上设有油管接装口，用于连接油管。可选的，所述固定筒上设有定位装置接装口，用于连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔水管，其特征在于，包括第一管，以及系缚于所述第一管外周面上的浮力管，所述浮力管具有封闭的内腔；浮力管内腔内填满气体，且所述浮力管内的气压不小于大气压。

【技术特征摘要】
1.一种隔水管，其特征在于，包括第一管，以及系缚于所述第一管外周面上
的浮力管，所述浮力管具有封闭的内腔；
浮力管内腔内填满气体，且所述浮力管内的气压不小于大气压。
2.如权利要求1所述的隔水管，其特征在于，当所述隔水管放置于海洋中时，
所述浮力管内腔的几何中心的气压与对应海水深度的水压相等。
3.如权利要求1所述的隔水管，其特征在于，还包括套设于所述第一管外的
第二管，浮力管位于所述第一管和所述第二管之间的空间内，所述第二管
用于将浮力管箍设于第一管的外周面上。
4.如权利要求3所述的隔水管，其特征在于，所述第二管的周壁具有通孔，
可供海水通过。
5.如权利要求1所述的隔水管，其特征在于，所述浮力管与所述第一管平行；
所述浮力管为多根且排布成一列或多列，每列浮力管围绕所述第一管的
周向排列；
多列浮力管之间沿所述第一管的径向分布，相邻浮力管之间相外切。
6.如权利要求1所述的隔水管，其特征在于，所述隔水管具有沿轴向排列的
多根，相邻隔水管之间相连通、并通过连接接头连接。
7.如权利要求3-6任一项所述的隔水管，其特征在于，所述第二管、第一管、
浮力管中至少一种为玻璃钢管。
8.一种海上钻井系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的隔水管，
以及与所述隔水管连接的水面悬浮装置；
所述水面悬浮装置包括浮筒以及沿所述隔水管的轴向穿设于所述浮筒中
的悬浮导管；
所述浮筒具有封闭的内腔；
所述悬浮导管的轴向两端分别伸出所述浮筒，靠近所述隔水管的一端与
隔水管连接并连通。
9.如权利要求8所述的海上钻井系统，其特征在于，所述浮筒内设有泥浆舱，

\t用于贮存泥浆，所述泥浆舱与所述悬浮导管之间设有连通阀门。
10.如权利要求9所述的海上钻井系统，其特征在于，所述浮筒上设有泥浆回
流管，所述泥浆回流管的一端与所述隔水管的第一管连通，另一端穿过所
述浮筒的周壁伸出所述海平面之上。
11.如权利要求10所述的海上钻井系统，其特征在于，所述泥浆回流管与所述
隔水管之间通过泥浆泵连通，所述泥浆泵用于将所述隔水管中的泥浆抽出。
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【专利技术属性】
技术研发人员：海飞，郑玮，
申请(专利权)人：上海海郑海洋建设工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31