钻井船下入式边际油气田水下钻井基盘及制造安装方法技术

本发明专利技术公开了钻井船下入式边际油气田水下钻井基盘，包括基盘主体框架、附件，主体框架是由水平杆件及竖直杆件固定构成的长方体形架体，主体框架上设有竖直的井孔套，其两侧固定有桩管套，在水平杆件之间、水平杆件与竖直杆件之间形成的长方形框架内设置斜支撑杆。该基盘的制造安装方法包括（１）分上下两部分同时制造基盘，再焊接在一起，（２）使用吊装工具与基盘顶部的卡套装置、吊耳连接将基盘吊装入水，吊装工具中的吊装绳被拉直后的汇集点始终位于基盘的重垂线上，保持基盘一直处于水平状态到达海底预定地点。本发明专利技术的基盘结构稳定、受力合理、减轻了基盘重量；制造方法能够节省工期；安装方法安全平稳、方便、占用资源少、费用低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及边际油气田开发作业中使用的水下钻井基盘及其制造安装方法。
技术介绍
随着海洋油气开发作业量的逐年扩大，水下钻井基盘的需求量越来越大， 水下基盘是海洋石油钻井作业使用的一种设备，放置于海底井口处，主要起到 导引钻井工具、承接水下井口装置及水下防喷器组、按照水下基盘上布置的井 距进行预钻生产井、使用基盘上的导向桩进行导管架对接定位等作用。多孔眼的水下钻井基盘一般有2x2规格、2x3规格、3x3规格、3x4规格甚至更大尺 寸的基盘，其中2x2规格的基盘重量就超过30吨，外形尺寸达到9.8x5.5x4.3m，水下钻井基盘一般包括主体框架和附件，其中基盘主体框架要承受导管架与基 盘导向桩对接的碰撞力作用，碰撞力通常达到100吨以上，因此主体框架通常 采用大直径厚壁钢管建造，以往基盘主体框架的结构形式为多个长方体组成大 长方体的形式，基盘杆件只有主横杆、主竖杆、主立杆，这种形式结构简单， 为了保证主体框架的强度，杆件的截面设计很大，十分笨重；基盘主体还包括 井口套、桩管套和喇叭口等，基盘的附件根据基盘的不同用途附件各不相同， 主要包括有挡泥板、爬梯、吊装附件、阳极、水平仪、荧光标识等等。水下钻井基盘的建造中，为了避免反复吊装和移动， 一般采用从下而上 一次成形的建造方法，基盘高度一般都有4米多高，重量超过30吨，建造时，基盘建造时通常在建造场地上制作胎架，然后在胎架上建造基盘的底部框架， 再在底部框架上安装基盘立杆，最后安装上部框架杆件，然后安装基盘的井口 套和桩管套，最后安装喇叭口和基盘附件，这就是从下而上的基盘建造方法， 采用该方法基盘的建造工期比较长。以往水下基盘的下入方式主要有两种， 一种是把建造好的基盘吊装到驳 船上，钻井船拖到锚地后，用拖轮把载着基盘的驳船拖到钻井船下方，从转盘 面下放钻具和基盘的吊装工具连接，通过钻具上提基盘，固定在月池下方，把 钻井船拖到作业井位，再解开固定，通过钻具下放基盘，这种方法的缺点是钻 井船要先拖到锚地装好基盘并固定后再拖到井位进行安装，所占用的时间长， 资源多——需要一艘驳船和两艘拖轮配合；第二种方法是把建造好的基盘先吊 装到驳船，直接把钻井船拖到井位，拖轮把载基盘的驳船拖到井位并拖拉到钻 井船下方，从转盘面下放钻具和基盘的吊装工具连接，通过钻具上提基盘，移 开驳船后下放安装基盘，这种方法较第一种方法的缺点是在井位现场进行驳船 与钻井船的对接工作，容易出现驳船碰撞钻井船的危险，作业时现场的天气和 海况要求高，通常会出现待机时间而造成作业时间的延长，同时，仍然需要占 用一艘驳船和两艘拖轮的资源。水下钻井基盘从建造场地吊装运输到钻井平台，以及下至海底必须使用吊 装工具。以往的水下钻井基盘仅在其四个角上分别焊接一个吊耳，水下钻井基 盘下至海底时所使用到的吊装工具只包括一个带钻杆丝扣的吊装短接、四根钢 丝绳和吊装卸扣，水下钻井基盘入水时，四根钢丝绳的一端分别连接在吊装短 接的四个吊耳上，另外一端则通过卸扣连接在水下钻井基盘四角的吊耳上，吊 装短接通过其顶部的丝扣和钻杆连接，进行水下钻井基盘的下放。由于水下钻 井基盘的体积与重量较大，出于安全的考虑，水下钻井基盘在吊装过程中需要保持水平，但由于实际作业的要求，水下钻井基盘结构通常无法设计成对称， 导致水下钻井基盘的重心不在水下钻井基盘的中心上，因此，水下钻井基盘吊 装时，为使水下钻井基盘保持水平，必须采用长度不同的钢丝绳，使钢丝绳被 拉直后的汇集点在水下钻井基盘上方，这时钢丝绳的汇集点与水下钻井基盘的 连线就是基盘的重垂线，但在实际操作过程中，由于钢丝绳汇集点的位置没有 标识与参考，因此各条钢丝绳的长度难以确定，倘若各钢丝绳的长度不合适， 在吊装过程中，轻则发生水下钻井基盘的倾斜，严重时则会因某条钢丝绳受力 超出其承受范围，引起钢丝绳断裂，导致安全事故。另外，在水下钻井基盘进 入到水中后，由于水下钻井基盘受到浮力的作用，水下钻井基盘在水中的重心 位置与在空气中的重心位置相比会发生偏移，致使水下钻井基盘在空气中保持 水平平衡而入水后却发生倾斜。另外，水下钻井基盘在水中的吊装过程中，由 于海流的作用，使得水下钻井基盘在水中有较大的晃动，很难控制水下钻井基 盘的平衡与稳定，增加了水下钻井基盘方位调整和定位的难度。现有的水下钻 井基盘在吊装工程中，吊装工具与水下钻井基盘的连接仅是通过钢丝绳的柔性 连接，无法很好地对水下钻井基盘施加作用力，不能较好地使水下钻井基盘保 持平衡与稳定，以及在水下进行位置、方位调整和定位。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种结构稳定、受力合理、减轻基盘重量的水 下钻井基盘。本专利技术进一步要解决的问题是提供一种节省工期的制造方法。 本专利技术另外要解决的问题是吊装安全、保持基盘水平稳定的钻井船下入式 边际油气田水下钻井基盘的安装方法。本专利技术采用以下技术方案来解决上述问题 一种钻井船下入式边际油气 田水下钻井基盘，包括基盘主体框架、附件，其中，基盘主体框架是由水平杆 件及竖直杆件固定构成的长方体形架体，基盘主体框架上设有竖直的井孔套， 其两侧固定有桩管套，在水平杆件之间、水平杆件与竖直杆件之间形成的长方 形框架内设置斜支撑杆。竖直的井孔套设置在水平杆件围成长方形的中心，所述水平杆件之间的斜 支撑杆一端固定在相邻两个水平杆件的交叉点上，另一端固定在井孔套上。水平杆件与竖直杆件围成的长方形框架内的斜支撑杆两端分别固定在主 体框架顶部、底部两个水平杆件上。与基盘重垂线相交的主体框架顶部的水平杆件上设置有卡套装置，基盘的 主体框架上设有吊装定位固定件。所述吊装定位固定件为吊耳，吊耳设置在主体框架顶部的水平杆件上。 所述卡套装置是一柱形结构，其下部固接在主体框架顶部的水平杆件上， 上端面上设有一沉孔，所述沉孔孔壁上设置有至少一个J形槽。一种钻井船下入式边际油气田水下钻井基盘的制造安装方法，包括以下步骤(1)、基盘的制造首先，基盘分上下两部分同时制作，然后把制作好的 基盘上下部分焊接在一起；最后在基盘重垂线与主体框架顶部的水平杆件 交叉位置上焊接与吊装工具配合使用的卡套装置，在基盘的主体框架上焊 接多个吊装定位固定件；(2)、基盘的安装使用吊装工具连接在卡套装置与吊耳上，吊装过程中， 吊装工具中的吊装绳被拉直后的汇集点始终位于基盘的重垂线上，保持基盘一 直基本处于水平状态到达海底预定地点。钻井船下入式边际油气田水下钻井基盘的制造安装方法，优选包括以下步骤(1) 、基盘的制造基盘分上下两部分同时制造，基盘上部制造包括上水 平杆件、井孔套、上水平杆件与井孔套之间的斜支撑杆制造与连接，基盘 下部制造包括底部水平杆件、竖直杆件、斜支撑杆的制造与连接，然后把 制作好的基盘上部分吊装放置在竖直杆件和斜支撑杆上进行焊接，接着安 装桩管套及其支撑杆；最后在基盘重垂线与主体框架顶部水平杆件交叉位 置焊接与吊装工具配合使用的卡套装置，基盘的主体框架上焊接多个吊装 定位固定件，所述的吊装定位固定件为吊耳，整个基盘的宽度小于钻井船 月池的宽度；(2) 、基盘的安装将基盘从建造场地吊装运输到钻井船，放置在月池旁 边的甲板上，基盘随钻井船运输到井位后，使用吊装工具连接在卡套装置 与吊耳上，将基盘从钻井船的月池下放，吊装过程中，吊装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井船下入式边际油气田水下钻井基盘，包括基盘主体框架、附件，其中，基盘主体框架是由水平杆件及竖直杆件固定构成的长方体形架体，基盘主体框架上设有竖直的井孔套，其两侧固定有桩管套，其特征在于，在水平杆件之间、水平杆件与竖直杆件之间形成的长方形框架内设置斜支撑杆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海雄，韦红术，罗俊丰，林宗辉，胡泽刚，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司深圳分公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]