一種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置的製作方法

2023-05-15 01:54:41

專利名稱：一種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及海洋深水鑽井領域，具體涉及ー種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置。
背景技術：
深水鑽井水下井口上聯有防噴器組及隔水管，下聯有套管串(由導管和其他套管組成)，整個井ロ的受カ非常複雜，深水鑽井時水下井口承受的作用力主要來自隔水管底部接頭處的豎向和橫向作用力、防噴器組及懸掛套管串的重力、作用於防噴器組及井口的橫向波流力、海底土層對套管的豎向和橫向阻力等。這些作用力的共同作用可能引起井口及 其以下套管柱的下陷或橫向傾斜，當井口及下聯的套管柱承受的彎矩值超出設計極限時將存在整個井口坍塌的危險。因此面對深海惡劣的環境、低強度的海底淺層地層、增長的隔水管線、加重加大的防噴器組等因素，對水下井ロ的穩定性提出了較高的要求。控制水下井口穩定性的關鍵在於其下部連接的導管的外徑及其壁厚，若導管外徑較小將導致水下井口下沉到海底泥線以下，使鑽井作業無法正常進行；若導管壁較薄將導致水下井口發生過大的橫向偏移，嚴重時將造成水下井口與導管連接處斷裂。目前為了控制深水鑽井水下井口的穩定性，主要是採用増加其下部連接的導管的外徑和壁厚實現，如圖I所示，有的現場使用過程中同時附加泥線墊板4來控制導管的下沉和傾斜，從而達到控制水下井口穩定性的目的。但是現有技術具有一定的缺陷一方面，若過大的增加導管的外徑和壁厚，將直接導致導管與後續表層套管之間的環空尺寸増大，不但不利於固井作業而且不利於鑽井作業，從現場實踐看，其在鑽井作業過程中發生過多次導管下沉事故，一般採用上提管柱靜置一段時間的方式處理，耽誤正常鑽井時間 』另一方面，増加了泥線墊板後，雖然可以在一定程度上控制豎向的沉降，但是由於海底導管周圍的淤泥土在一定方向海流作用下被衝刷，將導致泥線墊板一側發生掏空現象，造成導管向掏空ー側偏移，由於導管上部的水下井口上連接重達200多噸的水下防噴器組，一旦發生偏移將在其自重力的作用下產生更大的偏移，進而導致導管上部及水下井口處發生橫向失穩。
發明內容本實用新型的目的在於提供ー種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，該裝置能提高水下井口和導管的豎向和橫向的承載能力，防止水下井口出現下沉或傾斜等失穩現象。本實用新型所述的ー種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，設在與水下井口連接的導管的上部，該裝置為ー開ロ朝下的中空圓桶體，在其上端的蓋板中心設有與導管螺紋連接或焊接連接的安裝孔；所述裝置高度為3-6米，外徑為導管直徑的I. 2-1. 5倍。進ー步，在蓋板上設有4-10個開孔，並在各開孔間設置加強筋。本實用新型的有益效果在於I、在導管上部連接ー個大直徑的厚壁圓筒，極大的増加了管壁與海底淺部淤泥土的接觸面積，從而増大了導管的豎向承載能力，不致引起水下井口下陷失穩。2、連接本裝置後導管上部所承受的巨大彎矩的較大一部分將由本裝置分擔，因此很好地降低導管上部所承受的彎矩，進而大大降低導管上部的橫向偏移，從而增大了導管的橫向承載能力，提高了水下井ロ的橫向穩定性。3、因本裝置有3-6m的高度，且為大直徑圓桶結構，可以較好的克服目前採用泥線墊板帶來的衝刷傾斜問題。4、另ー方面，本裝置頂部所開一系列圓形開孔，不但減輕了本裝置連接導管後一起下放到海底時的海水阻力，而且使本裝置接觸海底淺部淤泥後持續下沉時能排出內部封閉的海水及淺部 於泥，利於該裝置與海底接觸，進一步提聞水下井口的穩定性，進而提聞鑽井速度，帶來經濟效益。

圖I是現有技術的結構示意圖；圖2是本實用新型與水下井口和導管的安裝結構示意圖；圖3是本裝置的蓋板結構示意圖。
具體實施方式
下面接合附圖和實施例對本實用新型作進ー步的詳細闡述如圖2、圖3所示，ー種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，設在與水下井口 3連接的導管2的上部，該裝置為開ロ朝下的中空圓桶體1，上端有蓋板、下端無蓋板，在上端的蓋板11上設有與導管連接的安裝孔，通過螺紋連接形式與導管2連接。裝置的高度為5米，外徑為導管直徑的I. 5倍，本實施例選用規範的Φ914. 4mm的導管，在上端蓋板上設有4個圓形開孔12，在各圓形開孔間設置加強筋13。在海洋鑽井平臺上將上述裝置與導管連接在一起，然後按照常規深水鑽井程序下入導管到泥線以下設定深度，在下入過程中，蓋板上的圓形開孔12能夠有效的排出裝置內的海水和淤泥，降低下入阻力。在該裝置下入完成後，該大直徑圓桶結構首先増加了導管外壁的接觸面積，從而増大了導管的豎向承載能力，提高了水下井口的豎向穩定性；同時，該裝置分擔了導管上部所受的彎矩，從而降低導管上部的橫向偏移，改善了水下井口的橫向穩定性；另外，因本裝置有一定的豎向的高度，且為大直徑圓桶結構，可以較好的克服目前採用泥線墊板帶來的衝刷傾斜問題。因此，可以很好的防止深水鑽井水下井口發生失穩。
權利要求1.ー種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，設在與水下井口(3)連接的導管(2)上部，其特徵在於所述裝置為ー開ロ朝下的中空圓桶體(1)，在其上端的蓋板(11)中心設有與導管連接的安裝孔，所述裝置通過蓋板(11)上的安裝孔與導管螺紋或焊接連接；所述中空圓桶體(I)高度為3-6米，外徑為導管直徑的I. 2-1. 5倍。
2.根據權利要求I所述的防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，其特徵在於在所述蓋板(11)上設有4-10個開孔(12)。
3.根據權利要求2所述的防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，其特徵在於在各開孔(12)間設置加強筋(13)。
專利摘要本實用新型公開一種防止深水鑽井水下井口失穩的裝置，設在與水下井口連接的導管的上部，該裝置為開口朝下的中空圓桶體，在上端的蓋板上設有與導管連接的安裝孔，所述裝置高度為3-6米，外徑為導管直徑的1.2-1.5倍。上端蓋板上設有4-10個圓形開孔，在各圓形開孔間設置加強筋。本實用新型在導管上部連接一個大直徑的厚壁圓筒，增加了管壁與海底淤泥土的接觸面積，增大了導管的豎向承載能力，不致引起水下井口下陷失穩。本裝置很好地降低了導管上部所承受的彎矩，從而增大了導管的橫向承載能力，因此提高了水下井口的橫向穩定性。
文檔編號E21B33/037GK202451101SQ20122005835
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者蘇堪華 申請人:重慶科技學院