一种用于海洋钻探的重入锥送入装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海洋工程施工附属装置的技术领域，特别是涉及一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，其可配合跟管钻进工艺进行重入锥的下放，可实现钻进、套管下放同步进行，并且可通过投球憋压的方式自动解锁，完成重入锥下放后内部钻具钻杆的上提；包括悬挂外套组件、悬挂接头、心管、多组锁销、悬挂螺钉、定位销、钢球和密封圈，悬挂外套组件包括悬挂外套、上法兰、下法兰、支撑筋和多组锁销座总成，锁销座总成包括挂座、锁母、弹簧、顶杆和密封圈，悬挂外套为圆柱形结构，外圆的两端分别设置有上止口和下止口，上法兰焊接在悬挂外套的上止口，上法兰用于安装重入锥，下法兰焊接在悬挂外套的下止口，下法兰用于安装泥垫。

A reentry cone feeding device for offshore drilling

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋钻探的重入锥送入装置
本专利技术涉及海洋工程施工附属装置的
，特别是涉及一种用于海洋钻探的重入锥送入装置。
技术介绍
众所周知，在深海无隔水管钻进施工过程中，当遇到坚硬的地层，钻头易磨损，使用寿命短，为了达到更大的钻进深度和应对复杂井身结构需求，需要频繁更换钻头(钻具)，起钻后再下钻即面临钻孔重入问题。此外，随着地层变化，也需要更换不同类型的钻头，同样，围绕大洋科学钻探的工程需求，有时还需要利用钻具向井内送入各类测试仪器、观测站等，以满足不同科学研究目的，都将面临同一钻孔重入需求。常规钻探施工下套管至少分两步，即先钻成大于套管外径的钻孔，然后将套管下入。深海钻探下套管过程中还可能出现由于钻孔缩径、坍塌，导致下套管遇阻、套管下不到位等情况，造成不良后果，严重影响施工进度和后续工程实施。跟管钻进下套管工艺，即在钻进的同时套管不断跟进，当钻进到目的层位，套管即坐在稳定地层。这样既简化了下套管的工序，显著节省了下套管作业时间，还可大大降低下套管遇阻(下套管失败)的风险，实现安全钻进，保证后续施工稳步推进。采用跟管钻进工艺将重入锥与套管一次性下入简化了下入流程，降低了施工风险。钻孔重入系统中设有一个称之为“重入锥”的大直径喇叭体，用以将钻头(钻具或其他仪器等)导入钻孔。重入锥附近安放有声纳发射器，其信号经船上的接收器接收并处理后，可以确定重入锥的位置。根据测量结果移动钻探船，可实现钻柱的初步定位。等到下钻至接近重入锥时，沿钻杆柱下入水下电视，观察洋底重入锥的位置，根据观察结果移动钻探船，实现钻头(钻具或其他仪器等)位置精调。当钻头(钻具或其他仪器等)落在重入锥的内锥面，便可沿着锥面滑向钻孔，最终进入钻孔。重入系统(含表层套管)需要通过一种特殊装置，利用钻柱送入到海底泥面，当重入系统安放完毕，再利用该装置将重入系统与钻柱脱开，进行下一步作业。该装置称为“重入锥送入工具”。资料显示，国内没有重入锥送入工具成套产品，目前相关技术被少数几家国外公司垄断，且只提供相关技术服务，不出售相关产品和技术，因此迫切需要研究一种用于海洋钻探的重入锥送入装置以解决上述问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，其可配合跟管钻进工艺进行重入锥的下放，可实现钻进、套管下放同步进行，并且可通过投球憋压的方式自动解锁，完成重入锥下放后内部钻具钻杆的上提。本专利技术的一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，包括悬挂外套组件、悬挂接头、心管、多组锁销、悬挂螺钉、定位销、钢球和密封圈，悬挂外套组件包括悬挂外套、上法兰、下法兰、支撑筋和多组锁销座总成，锁销座总成包括挂座、锁母、弹簧、顶杆和密封圈，悬挂外套为圆柱形结构，外圆的两端分别设置有上止口和下止口，上法兰焊接在悬挂外套的上止口，上法兰用于安装重入锥，下法兰焊接在悬挂外套的下止口，下法兰用于安装泥垫，支撑筋的上下分别与上法兰和下法兰焊接，支撑筋一侧与悬挂外套焊接，悬挂外套中间位置圆周均匀开设多个圆孔，多个圆孔与悬挂外套外圆柱面结合的部位铣平面，悬挂外套内部上端为内六方，多组锁销座总成圆周均匀安装到悬挂外套圆周开设的多个圆孔内，锁销座总成与悬挂外套焊接，悬挂接头安装到悬挂外套内，悬挂接头圆周开设数量与锁销座总成数量相同的孔，用于安装锁销，多组锁销分别安装到悬挂接头圆周开设的孔内，锁销通过悬挂接头后对准锁销座总成的球窝，锁销头部安装到球窝内,用与承受送入装置本身及与其相连接重入锥和泥垫的重量，悬挂接头上下分别与钻杆连接，通过钻杆的下放将重入锥及泥垫下放到海底泥面，心管安装到悬挂接头内部，心管通过悬挂螺钉与锁销连接，悬挂螺钉从锁销端的光孔拧入心管的螺纹孔，悬挂螺钉的螺杆部分在心管内，光杆部分在锁销内，锁销的光杆和悬挂螺钉的光孔采用间隙公差配合，从而将锁销与心管连接，心管被悬挂到悬挂接头内部，悬挂接头的锁销安装孔上下分别开设密封槽，心管与悬挂接头接触面分别在上下开设密封槽，用于安装密封圈。本专利技术的一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，挂座为外部阶梯圆柱形式，小径端安装到悬挂外套圆周开设的孔内，小径端的端面为圆弧形，弧度与悬挂外套的内径相等，挂座内部一端为内螺纹，与锁母连接，一端为球窝，直径与锁销的球面相同，中间为阶梯孔，顶杆放入阶梯孔内；顶杆为中间大，两端小的阶梯轴，顶杆放置到挂座内部，一端插入挂座内部的小孔内，中间大端对顶杆的移动进行限位，防止顶杆伸出挂座，另一端作为弹簧的导杆，插入弹簧内部；锁销中间主体部分为圆柱形，一端面为球形，球面与挂座的球窝配合，另一端面为圆锥台形式，圆锥台的大端靠近中间圆柱段，直径大于中间主体圆柱直径，小端与心管接触，圆锥台可防止悬挂接头提出悬挂外套后，锁销掉落孔内，锁销内部为阶梯孔，大径部分为螺纹孔，中径和小径部分为光孔，悬挂螺钉从锁销的大径端拧入心管的螺纹孔，将心管与锁销连接，悬挂螺钉的螺帽落到锁销中径与小径过渡的台阶面上，台阶面对悬挂螺钉起到限位作用，锁销的螺纹孔用来安装紧定螺钉，紧定螺钉对剪切后的悬挂螺钉螺帽段起到阻挡作用，可防止剪断后的悬挂螺钉螺帽段掉出锁销；悬挂接头外部为阶梯轴形式，内部为阶梯孔的形式，外部结构形式自上而下为：最上端为外六方，与悬挂外套的内六方配合，与外六方连接段为大直径外圆，外圆中间位置沿圆周方向均匀开设4个与悬挂接头中心轴线垂直的径向圆孔，孔径与锁销主体部分直径相同，4个径向圆孔的上方和下放分别开设密封槽，用于安装密封圈，与大直径外圆连接段为小直径外圆，小直径外圆的下端为锥形公丝扣，用来连接下部钻杆，内部最上端为锥形母丝扣，用于连接上部钻杆，锥形母丝扣下端为直径递减的圆孔，最小处圆孔的直径大于等于心管的最下端管体外径，四个径向孔所在位置的内圆直径大于其上下段的孔径，保证四个锁销顶紧到挂座的球窝处时，悬挂接头此处的孔径保证对锁销在径向不发生干涉即可；心管外部形状呈“干”字型，上端大径和中间大径处分别与悬挂接头的内孔配合，两大径外圆分别加工密封槽，安装密封圈，用于对心管与悬挂接头进行上下位置的密封，心管受液压力后悬挂螺钉剪断，心管下落到悬挂接头的台阶面上，此时心管两大径之间的小径段正好与锁销相对，由于心管被悬挂螺钉悬挂时，心管对锁销起到了限制作用，锁销固定在挂座和心管之间，挂座内的弹簧被压缩，当悬挂螺钉被剪断后心管下移，心管对锁销的径向限制消除，因此被压缩的弹簧通过顶杆将锁销弹离球窝，锁销的圆锥台端进入心管的两大径中间的小径段，心管内部为通孔，上端加工大的倒锥面，倒锥面用来安放钢球，需要剪断悬挂螺钉时自上而下钢球，钢球落到倒锥面上，将心管封堵，然后进行打压剪断悬挂螺钉；定位销为一圆柱形销钉，一端平面，一端为锥面，平面一端螺纹连接至下法兰法兰孔内，定位销安装到位后再对定位销进行端部焊接，焊道高度不超过下法兰平面。本专利技术的一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，所述悬挂外套中间位置圆周均匀开设多个圆孔的数量为大于等于4。本专利技术的一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，所述悬挂外套内部上端还可以是其他正多边形。与现有技术相比本专利技术的有益效果为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，其特征在于，包括悬挂外套组件(2-1)、悬挂接头(2-2)、心管(2-3)、多组锁销(2-4)、悬挂螺钉(2-5)、定位销(2-6)、钢球(2-7)和密封圈，悬挂外套组件(2-1)包括悬挂外套(2-1-1)、上法兰(2-1-2)、下法兰(2-1-3)、支撑筋(2-1-4)和多组锁销座总成(2-1-5)，锁销(2-4)座总成(2-1-5)包括挂座(2-1-5-1)、锁母(2-1-5-2)、弹簧(2-1-5-3)、顶杆(2-1-5-4)和密封圈，悬挂外套(2-1-1)为圆柱形结构，外圆的两端分别设置有上止口和下止口，上法兰(2-1-2)焊接在悬挂外套(2-1-1)的上止口，上法兰(2-1-2)用于安装重入锥，下法兰(2-1-3)焊接在悬挂外套(2-1-1)的下止口，下法兰(2-1-3)用于安装泥垫，支撑筋(2-1-4)的上下分别与上法兰(2-1-2)和下法兰(2-1-3)焊接，支撑筋(2-1-4)一侧与悬挂外套(2-1-1)焊接，悬挂外套(2-1-1)中间位置圆周均匀开设多个圆孔，多个圆孔与悬挂外套(2-1-1)外圆柱面结合的部位铣平面，悬挂外套(2-1-1)内部上端为内六方，多组锁销座总成(2-1-5)圆周均匀安装到悬挂外套(2-1-1)圆周开设的多个圆孔内，锁销(2-4)座总成(2-1-5)与悬挂外套(2-1-1)焊接，悬挂接头(2-2)安装到悬挂外套(2-1-1)内，悬挂接头(2-2)圆周开设数量与锁销(2-4)座总成(2-1-5)数量相同的孔，用于安装锁销(2-4)，多组锁销(2-4)分别安装到悬挂接头(2-2)圆周开设的孔内，锁销(2-4)通过悬挂接头(2-2)后对准锁销(2-4)座总成(2-1-5)的球窝，锁销(2-4)头部安装到球窝内,用于承受送入装置本身及与其相连接重入锥和泥垫的重量，悬挂接头(2-2)上下分别与钻杆连接，通过钻杆的下放将重入锥及泥垫下放到海底泥面，心管(2-3)安装到悬挂接头(2-2)内部，心管(2-3)通过悬挂螺钉(2-5)与锁销(2-4)连接，悬挂螺钉(2-5)从锁销(2-4)端的光孔拧入心管(2-3)的螺纹孔，悬挂螺钉(2-5)的螺杆部分在心管(2-3)内，光杆部分在锁销(2-4)内，锁销(2-4)的光杆和悬挂螺钉(2-5)的光孔采用间隙公差配合，从而将锁销(2-4)与心管(2-3)连接，心管(2-3)被悬挂到悬挂接头(2-2)内部，悬挂接头(2-2)的锁销(2-4)安装孔上下分别开设密封槽，心管(2-3)与悬挂接头(2-2)接触面分别在上下开设密封槽，用于安装密封圈。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，其特征在于，包括悬挂外套组件(2-1)、悬挂接头(2-2)、心管(2-3)、多组锁销(2-4)、悬挂螺钉(2-5)、定位销(2-6)、钢球(2-7)和密封圈，悬挂外套组件(2-1)包括悬挂外套(2-1-1)、上法兰(2-1-2)、下法兰(2-1-3)、支撑筋(2-1-4)和多组锁销座总成(2-1-5)，锁销(2-4)座总成(2-1-5)包括挂座(2-1-5-1)、锁母(2-1-5-2)、弹簧(2-1-5-3)、顶杆(2-1-5-4)和密封圈，悬挂外套(2-1-1)为圆柱形结构，外圆的两端分别设置有上止口和下止口，上法兰(2-1-2)焊接在悬挂外套(2-1-1)的上止口，上法兰(2-1-2)用于安装重入锥，下法兰(2-1-3)焊接在悬挂外套(2-1-1)的下止口，下法兰(2-1-3)用于安装泥垫，支撑筋(2-1-4)的上下分别与上法兰(2-1-2)和下法兰(2-1-3)焊接，支撑筋(2-1-4)一侧与悬挂外套(2-1-1)焊接，悬挂外套(2-1-1)中间位置圆周均匀开设多个圆孔，多个圆孔与悬挂外套(2-1-1)外圆柱面结合的部位铣平面，悬挂外套(2-1-1)内部上端为内六方，多组锁销座总成(2-1-5)圆周均匀安装到悬挂外套(2-1-1)圆周开设的多个圆孔内，锁销(2-4)座总成(2-1-5)与悬挂外套(2-1-1)焊接，悬挂接头(2-2)安装到悬挂外套(2-1-1)内，悬挂接头(2-2)圆周开设数量与锁销(2-4)座总成(2-1-5)数量相同的孔，用于安装锁销(2-4)，多组锁销(2-4)分别安装到悬挂接头(2-2)圆周开设的孔内，锁销(2-4)通过悬挂接头(2-2)后对准锁销(2-4)座总成(2-1-5)的球窝，锁销(2-4)头部安装到球窝内,用于承受送入装置本身及与其相连接重入锥和泥垫的重量，悬挂接头(2-2)上下分别与钻杆连接，通过钻杆的下放将重入锥及泥垫下放到海底泥面，心管(2-3)安装到悬挂接头(2-2)内部，心管(2-3)通过悬挂螺钉(2-5)与锁销(2-4)连接，悬挂螺钉(2-5)从锁销(2-4)端的光孔拧入心管(2-3)的螺纹孔，悬挂螺钉(2-5)的螺杆部分在心管(2-3)内，光杆部分在锁销(2-4)内，锁销(2-4)的光杆和悬挂螺钉(2-5)的光孔采用间隙公差配合，从而将锁销(2-4)与心管(2-3)连接，心管(2-3)被悬挂到悬挂接头(2-2)内部，悬挂接头(2-2)的锁销(2-4)安装孔上下分别开设密封槽，心管(2-3)与悬挂接头(2-2)接触面分别在上下开设密封槽，用于安装密封圈。


2.如权利要求1所述的一种用于海洋钻探的重入锥送入装置，其特征在于：
挂座(2-1-5-1)为外部阶梯圆柱形式，小径端安装到悬挂外套(2-1-1)圆周开设的孔内，小径端的端面为圆弧形，弧度与悬挂外套(2-1-1)的内径相等，挂座(2-1-5-1)内部一端为内螺纹，与锁母(2-1-5-2)连接，一端为球窝，直径与锁销(2-4)的球面相同，中间为阶梯孔，顶杆(2-1-5-4)放入阶梯孔内；
顶杆(2-1-5-4)为中间大，两端小的阶梯轴，顶杆(2-1-5-4)放置到挂座(2-1-5-1)内部，一端插入挂座(2-1-5-1)内部的小孔内，中间大端对顶杆(2-1-5-4)的移动进行限位，防止顶杆(2-1-5-4)伸出挂座(2-1-5-1)，另一端作为弹簧(2-1-5-3)的导杆，插入弹簧(2-1-5-3)内部；
锁销(2-4)中间主体部分为圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建良，宋刚，谢文卫，寇贝贝，邵玉涛，牛庆磊，崔淑英，王偲，熊亮，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44