[发明专利]深水复合导管下入管柱及其水下安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及深水油气钻井技术领域，特别涉及一种深水复合导管下入管柱及其水下安装方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。