【技术实现步骤摘要】
一种基于跟管钻进工艺的重入锥下入方法
本专利技术涉及海洋工程附属装置的
，特别是涉及一种基于跟管钻进工艺的重入锥下入方法。
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...
【技术保护点】
1.一种基于跟管钻进工艺的重入锥下入方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.将泥垫(3)放置到月池盖的卡瓦支撑盘内：将泥垫(3)下面固定的四个角板放入卡瓦支撑盘内，使泥垫(3)与月池不发生相对转动：/nS2.下放套管(5)至接近海底泥面：套管(5)底部与泥面的距离大于钻进钻头(9)与偏心扩孔钻头(8)两者长度之和，此距离范围为50-500mm均可，最下端的套管(5)下放到位，最上端套管(5)与法兰接箍(4)螺纹相连，法兰接箍(4)通过定位销(2-6)与泥垫(3)连接；/nS3.安装悬挂外套组件(2-1)：将悬挂外套组件(2-1)的下法兰(2-1-3)与泥垫(3)底板通过螺栓连接，下法兰(2-1-3)的内圈压到套管(5)的法兰接箍(4)上；/nS4.组装并下放钻具：在地面将钻进钻头(9)、偏心扩孔钻头(8)连接起来，然后在悬挂外套组件(2-1)的上法兰(2-1-2)面上固定一个卡瓦，卡瓦用来在钻具和钻杆(6)下放时对钻具和钻杆(6)进行夹持对接，将组装好的钻头与偏心扩孔钻头(8)吊至孔口，卡瓦夹住，然后依次安装螺杆马达(7)、钻杆(6)，边安装边下放，根据海水深度及钻具和钻杆(6)的长...
【技术特征摘要】
1.一种基于跟管钻进工艺的重入锥下入方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将泥垫(3)放置到月池盖的卡瓦支撑盘内：将泥垫(3)下面固定的四个角板放入卡瓦支撑盘内，使泥垫(3)与月池不发生相对转动：
S2.下放套管(5)至接近海底泥面：套管(5)底部与泥面的距离大于钻进钻头(9)与偏心扩孔钻头(8)两者长度之和，此距离范围为50-500mm均可，最下端的套管(5)下放到位，最上端套管(5)与法兰接箍(4)螺纹相连，法兰接箍(4)通过定位销(2-6)与泥垫(3)连接；
S3.安装悬挂外套组件(2-1)：将悬挂外套组件(2-1)的下法兰(2-1-3)与泥垫(3)底板通过螺栓连接，下法兰(2-1-3)的内圈压到套管(5)的法兰接箍(4)上；
S4.组装并下放钻具：在地面将钻进钻头(9)、偏心扩孔钻头(8)连接起来，然后在悬挂外套组件(2-1)的上法兰(2-1-2)面上固定一个卡瓦，卡瓦用来在钻具和钻杆(6)下放时对钻具和钻杆(6)进行夹持对接，将组装好的钻头与偏心扩孔钻头(8)吊至孔口，卡瓦夹住，然后依次安装螺杆马达(7)、钻杆(6)，边安装边下放，根据海水深度及钻具和钻杆(6)的长度，提前计算出钻杆(6)的数量，其中两根钻杆(6)之间安装悬挂接头(2-2)，悬挂接头(2-2)下端连接的钻杆(6)及钻具的总长度恰好能够保证偏心扩孔钻头(8)上端与套管(5)下端的距离差在设计范围内；
S5.安装送入装置(2)的锁销(2-4)和心管(2-3)：将悬挂接头(2-2)通过与其连接的上端钻杆(6)下放到悬挂外套(2-1-1)内后，反转钻杆(6)，将上端钻杆(6)与悬挂接头(2-2)脱离，钻杆(6)提起，由于悬挂接头(2-2)和悬挂外套(2-1-1)通过六方配合，因此钻杆(6)反转时，悬挂接头(2-2)不会随之发生转动，而悬挂外套组件(2-1)与泥垫(3)连接，泥垫(3)的四个角板放置在卡瓦支撑盘内，因此泥垫(3)和悬挂外套组件(2-1)均不会发生转动，钻杆(6)提离后，将锁销(2-4)从悬挂接头(2-2)内部放入安装孔内，然后将心管(2-3)放到悬挂接头(2-2)内部，心管(2-3)圆周的螺纹孔与锁销(2-4)孔对准后，安装悬挂螺钉(2-5)，从而将心管(2-3)固定；
S6.安装上端钻杆(6)：心管(2-3)安装后，再次将钻杆(6)与悬挂接头(2-2)上端连接；
S7.安装重入锥(1)：悬挂接头(2-2)上端钻杆(6)连接完成后，将两个半圆锥(1-1)的法兰通过螺栓与到送入装置(2)的上法兰(2-1-2)连接，然后两连个半圆锥(1-1)通过螺栓连接；
S8.移走月池盖，准备钻进：月池盖和卡瓦支撑盘上均设置有开口，安装完重入锥(1)后上提钻杆(6)，将泥垫(3)的四个角板提离卡瓦支撑盘，月池盖沿着轨道移开，移至不阻挡重入锥(1)的下入即可，然后准备通浆钻进；
S9.通浆钻进：向钻杆(6)内泵入泥浆，螺杆马达(7)带动偏心扩孔钻头(8)和钻进钻头(9)旋转，钻进钻头(9)正常钻进，偏心扩孔钻头(8)扩孔，扩孔孔径大于套管(5)外径10-30mm，因此可实现边钻进边下入套管(5)，重入锥(1)下入到不影响月池盖返回原位时，将月池盖移回原位，在卡瓦支撑盘上安装卡瓦，用于后续钻进时加接钻杆(6)；
S10.解锁悬挂接头(2-2)，上提钻杆(6)钻具，完成重入锥(1)的送入：当泥垫(3)下放到海底泥面以后，向钻杆(6)内投入钢球(2-7)，钢球(2-7)落到心管(2-3)的锥面内，将心管(2-3)中心通道封堵，向钻杆(6)内泵入泥浆，心管(2-3)受到泥浆向下的作用力，当力达到悬挂螺钉(2-5)的剪切极限后，悬挂螺钉(2-5)剪断，心管(2-3)下移，弹簧(2-1-5-3)通过顶杆(2-1-5-4)将锁销(2-4)弹离挂座(2-1-5-1)球窝，此时悬挂接头(2-2)与悬挂外套(2-1-1)解锁，上提钻杆(6)将钻具和钻杆(6)一并提出孔外，从而完成重入锥(1)的下放。
2.如权利要求1所述的一种基于跟管钻进工艺的重入锥下入方法，基于一种重入锥送入装置，其特征在于，包括重入锥(1)、送入装置(2)、泥垫(3)、套管(5)、法兰接箍(4)和钻杆(6)，重入锥(1)与送入装置(2)通过螺栓连接，送入装置(2)与泥垫(3)通过螺栓连接，套管(5)与法兰接箍(4)通过螺纹连接，法兰接箍(4)通过定位销(2-6)安装到泥垫(3)的传扭板上，钻杆(6)与送入装置(2)内的悬挂接头(2-2)上下螺纹连接；
重入锥(1)为倒圆锥形状，由两个半圆锥(1-1)组成，半圆锥(1-1)的切割母线上焊接连接板，连接板上开设连接孔，两个半圆锥(1-1)组合后通过螺栓连接而成，圆锥小端与半圆法兰盘(1-2)焊接固定，悬挂接头(2-2)上端钻杆(6)连接完成后，将两个半圆锥(1-1)的法兰通过螺栓与送入装置(2)的上法兰(2-1-2)连接，然后两个半圆锥(1-1)通过螺栓连接，形成一个完整的锥体；
泥垫(3)为圆形框架结构，由上面板、下面板、中间支撑筋(2-1-4)、传扭板和角板组成，上面板、下面板和中间支撑筋(2-1-4)组成一个框架结构，传扭板与下面板焊接，四个角板与传扭板焊接，四个角板组成一个四边形，边长与卡瓦支撑盘相等。
3.如权利要求2所述的一种重入锥送入装置，其特征在于，所述送入装置包括悬挂外套组件(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...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋刚，崔淑英，牛庆磊，邵玉涛，陈晓林，刘晓林，陈根龙，刘广，韦海瑞，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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