深水复合导管下入管柱及其水下安装方法技术

本发明专利技术公开了一种深水复合导管下入管柱及其水下安装方法，该方法包括：将深水复合导管下入管柱与钻井平台相连接后，打开排水阀；将深水复合导管下入管柱送入海底，当导管柱本体的下端接触海底泥面时，启动喷射下入工序；维持预定水力喷射参数进行喷射下入工序时，逐步减小大钩悬重，以将部分管柱载荷施加于筒型基础上；同时增大所述筒型基础内抽水的动力，实现在所述深水复合导管下入管柱喷射下入的同时完成所述筒型基础的压入；当筒型基础完全下入后，关闭排水阀，完成深水复合导管下入管柱的下入。本发明专利技术提供的深水复合导管下入管柱及其水下安装方法，能够省去深水导管复合导管下入管柱胶结应力恢复的等待时间，缩短下入长度。

【技术实现步骤摘要】
深水复合导管下入管柱及其水下安装方法
本专利技术涉及深水油气钻井
，特别涉及一种深水复合导管下入管柱及其水下安装方法。
技术介绍
在海洋工程油气钻井行业中，喷射下入导管技术在实施时由于能达到节约钻井作业的时间，并能达到降低钻井的风险和成本的效果，因此成为一项广泛应用的技术。进一步的，针对深水区域的油气田开发而专门设计了一种深水喷射导管吸入技术，其是在喷射钻井和泥浆马达应用的基础上发展起来的新工艺。该技术在实施时将钻头和泥浆马达通过导管下入专门工具与导管一起组成喷射下入管柱串，简称钻柱。其中，钻头的主要作用是破碎导管管鞋前的泥土，后续再通过钻柱泵入泥浆把岩屑从导管内壁与钻柱之环形空间携带出井底后直接排入海床。在下入过程中，导管在其自重和整个钻柱等的重力作用下随钻头钻出的领眼下沉并挤压周围地层直至设计深度。当下入至设计深度后，经过一定的“等待时间”，导管与地层粘土之间建立了胶结应力，并随时间增长而加固，从而确保导管被“悬住”而不下沉。深水钻井平台的日费高昂，平均高达50～200万美元/天，因此，优化海上施工工艺、节约钻井平台占用时间是深水钻井始终追求的目标。现有工艺技术条件下，将导管管柱全部下入之后，上述胶结应力恢复的“等待时间”约为6～12小时。该胶结应力恢复的“等待时间”，使得整个深水导管的下入过程中，下入效率低下、占用钻台时间长，导管下入成本高昂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种深水复合导管下入管柱及其水下安装方法，能够省去深水导管复合导管下入管柱胶结应力恢复的“等待时间”，缩短下入长度，大大提高了钻井时效，节约了施工工艺成本。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种深水复合导管下入管柱，包括：导管柱本体和筒型基础，其中，所述导管柱本体由多个导管通过导管接箍连接而成，所述导管柱本体具有相对的上端和下端，所述导管柱本体的上端为井口头，所述导管柱本体的下端设置有导管鞋；所述筒型基础整体为中空的筒体，所述筒体具有相对的顶端和底端，所述底端为敞口端，所述顶端穿设有所述导管柱本体形成封闭端；所述导管柱本体与所述筒型基础之间还设置有用于限制所述导管柱本体与所述筒型基础轴向移动的轴向限位机构；所述筒体上还设置有排水阀，所述排水阀与所述筒体内部相连通，能将所述筒体内部的水排出；所述筒体上还设置有悬吊件。在一个优选的实施方式中，所述筒型基础顶端与所述导管柱本体配合的位置设置有导管导向机构。在一个优选的实施方式中，所述导管导向机构包括呈中空的倒圆锥段，所述倒圆锥段位于所述顶端以上。在一个优选的实施方式中，所述导管导向机构还包括与所述中空的倒圆锥段相贯通的中空的圆柱段。在一个优选的实施方式中，所述轴向限位机构为卡簧锁紧机构，其包括：在所述导管柱本体的外壁上形成的上安装凸台和下安装凸台；在所述中空的圆柱段形成的上卡合部和下卡合部，其中，所述下卡合部与所述下安装凸台相卡合，所述上安装凸台与所述上卡合部之间设置有卡簧。在一个优选的实施方式中，所述中空的圆柱段上沿着周向均匀地设置有多个限位孔，所述限位孔内设置有限位销。在一个优选的实施方式中，所述悬吊件为多个，多个所述悬吊件均匀分布在所述顶端。在一个优选的实施方式中，所述排水阀的个数为多个，多个所述排水阀均匀分布在所述顶端。在一个优选的实施方式中，所述筒体顶端的内侧设置有筒型基础底板，所述圆柱段至所述筒体顶端的内侧设置有三角肋，所述筒体的侧壁内侧设置有筒壁加强筋。一种深水复合导管下入管柱的水下安装方法，包括：将深水复合导管下入管柱与钻井平台相连接后，打开排水阀；将所述深水复合导管下入管柱送入海底，当导管柱本体的下端接触海底泥面时，启动喷射下入工序；维持预定水力喷射参数进行喷射下入工序时，逐步减小大钩悬重，以将部分管柱载荷施加于筒型基础上；同时增大所述筒型基础内抽水的动力，实现在所述深水复合导管下入管柱喷射下入的同时完成所述筒型基础的压入；当所述筒型基础完全下入后，关闭所述排水阀，完成所述深水复合导管下入管柱的下入。在一个优选的实施方式中，还包括：距离预设下入深度2米至3米时，降低水力喷射参数。在一个优选的实施方式中，所述将所述深水复合导管下入管柱送入海底为通过钻井平台的钻杆送入，相应的，当完成所述深水复合导管下入管柱的下入后，还包括：解脱所述钻杆。本专利技术的特点和优点是：通过将筒型基础与深水导管巧妙结合形成深水复合导管下入管柱，在下入时，在筒型基础的支撑作用下，能够为整个管柱提供支撑作用力而无需像传统的深水导管下入时需要较长的胶结应力恢复“等待时间”，并且在筒型基础提供的支撑作用力下，整个管柱可以大大缩短下入的深度，也就是说，本申请所提供的深水复合导管下入管柱能够省去深水导管复合导管下入管柱胶结应力恢复的“等待时间”，缩短下入长度，大大提高了钻井时效，节约了施工工艺成本。参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明图1是本申请实施方式中一种深水复合导管下入管柱的结构示意图；图2是本申请实施方式中一种深水复合导管下入管柱中的筒型基础的结构示意图；图3是本申请实施方式中一种深水复合导管下入管柱中的轴向限位机构的局部放大图；图4是本申请实施方式中一种水复合导管下入管柱的水下安装方法的步骤流程图。附图标记说明：导管柱本体-1；上安装凸台-10；下安装凸台-11；井口头-12；导管接箍-14；导管鞋-15；导管导向机构-2；卡簧-3；上卡合部-21；下卡合部-22；限位孔-23；限位销-24；悬吊件-4；排水阀-5；筒型基础-6；筒型基础底板-61；三角肋-62；筒壁加强筋-63。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式，对本专利技术的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。深水导管下入深度一般为60～120米，该深度主要取决于深水海底浅部软土支撑导管及后续套管柱的能力。深水导管的主要作用包括：1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深水复合导管下入管柱，其特征在于，包括：导管柱本体和筒型基础，其中，所述导管柱本体由多个导管通过导管接箍连接而成，所述导管柱本体具有相对的上端和下端，所述导管柱本体的上端为井口头，所述导管柱本体的下端设置有导管鞋；所述筒型基础整体为中空的筒体，所述筒体具有相对的顶端和底端，所述底端为敞口端，所述顶端穿设有所述导管柱本体形成封闭端；所述导管柱本体与所述筒型基础之间还设置有用于限制所述导管柱本体与所述筒型基础轴向移动的轴向限位机构；所述筒体上还设置有排水阀，所述排水阀与所述筒体内部相连通，能将所述筒体内部的水排出；所述筒体上还设置有悬吊件。

【技术特征摘要】
1.一种深水复合导管下入管柱，其特征在于，包括：导管柱本体和筒型基础，其中，所述导管柱本体由多个导管通过导管接箍连接而成，所述导管柱本体具有相对的上端和下端，所述导管柱本体的上端为井口头，所述导管柱本体的下端设置有导管鞋；所述筒型基础整体为中空的筒体，所述筒体具有相对的顶端和底端，所述底端为敞口端，所述顶端穿设有所述导管柱本体形成封闭端；所述导管柱本体与所述筒型基础之间还设置有用于限制所述导管柱本体与所述筒型基础轴向移动的轴向限位机构；所述筒体上还设置有排水阀，所述排水阀与所述筒体内部相连通，能将所述筒体内部的水排出；所述筒体上还设置有悬吊件。2.如权利要求1所述的深水复合导管下入管柱，其特征在于，所述筒型基础顶端与所述导管柱本体配合的位置设置有导管导向机构。3.如权利要求2所述的深水复合导管下入管柱，其特征在于，所述导管导向机构包括呈中空的倒圆锥段，所述倒圆锥段位于所述顶端以上。4.如权利要求3所述的深水复合导管下入管柱，其特征在于，所述导管导向机构还包括与所述中空的倒圆锥段相贯通的中空的圆柱段。5.如权利要求4所述的深水复合导管下入管柱，其特征在于，所述轴向限位机构为卡簧锁紧机构，其包括：在所述导管柱本体的外壁上形成的上安装凸台和下安装凸台；在所述中空的圆柱段形成的上卡合部和下卡合部，其中，所述下卡合部与所述下安装凸台相卡合，所述上安装凸台与所述上卡合部之间设置有卡簧。6.如权利要求5所述的深水复合导管下入管柱，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚长宾，杨进，周建良，刘书杰，刘正礼，王宴滨，许鑫，徐国贤，王贤斯，郭晓俊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11