一种沉箱式钻井平台的制作方法

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种沉箱式钻井平台。

背景技术：

海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一。海底石油的主要开采工程模式有以下三种：全海式，即所有工程设施都在海上；半海式，即开采的工程设施主体部分在海上，辅助部分在陆地上；陆上处理方式，即海上采出的油气水混合物用海底管线混输到陆上处理厂进行处理，并在码头装船或管输到其他地方进行销售。

但近些年来，随着全世界工业发展对石油的大量需求，石油资源也面临着枯竭的威胁，随着深海石油资源的日益匮乏，近海石油资源的开发越来越引起全世界的重视。在浅海钻油井可以采用局部填海的方法，填海成陆后再进行钻井。由于填海工程浩大，这种方法只适用于海边的滩涂地区，更广大的浅海石油的开采工作必需使用钻井平台。然而，现有的钻井平台适用于较深海区，钻井平台采用大型钢管构架支撑，矗立在较深海区，由于体积庞大，结构复杂，制造安装困难，开采成本高，限制了近海石油开采的快速发展。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种沉箱式钻井平台，能够降低近海石油开采的成本。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种沉箱式钻井平台，包括：

容置仓，其顶面始终高于海平面，其底板用于嵌入海底土层中；

稳固件，其一端与所述容置仓固定连接，另一端为尖端，用于插入海底土层中；

浮沉模块，该浮沉模块设置于所述容置仓的外侧壁上，能够注排水。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，还包括工作泵组，所述工作泵组设置于所述容置仓外，用于对所述浮沉模块进行注排水。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述工作泵组包括第一泵组，所述第一泵组通过第一管路与所述浮沉模块连通。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述工作泵组还包括第二泵组，所述第二泵组通过第二管路与所述容置仓的内部连通，用于对所述容置仓的底部进行抽水。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述浮沉模块包括多个浮力气囊。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，多个所述浮力气囊均匀分布于所述容置仓的外侧壁上。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述浮力气囊由橡胶制备而成。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述稳固件包括上支撑件和下支撑件，所述上支撑件设置有连接凸起，所述下支撑件设置有与所述连接凸起配合的连接凹槽。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述上支撑件与所述下支撑件之间设置有密封件。

作为本发明的沉箱式钻井平台的优选方案，所述连接凸起上安装有限位环，所述连接凹槽的侧壁上设置有限位凸起，所述限位环能够抵靠于所述限位凸起上。

本发明的有益效果为：

本发明提供的沉箱式钻井平台在工作时，首先将浮沉模块内部充气，产生足够的浮力使该沉箱式钻井平台浮于海水表面，将该沉箱式钻井平台拖至石油开采预定位置上方的海水表面，然后向浮沉模块中注水，使该沉箱式钻井平台重量增加而沉入海底，对该沉箱式钻井平台进行打桩作业，使稳固件插入海底土层中，并且使容置仓的底板进入该土层中形成地基，最后将石油开采设备吊入容置仓内，并安装于其底板上，本发明制造安装简单便捷，将近海石油的开采转换为陆地石油开采的模式，避免了使用费用昂贵的海底石油开采设备，降低了近海石油的开采成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的沉箱式钻井平台的工作原理示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的沉箱式钻井平台的非工作状态时的结构示意图；

图3是图2中b处的放大示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的沉箱式钻井平台的工作状态时的结构示意图；

图5是图4中a处的放大示意图。

图中：

1-容置仓；2-稳固件；3-浮沉模块；4-工作泵组；5-作业爬梯；6-密封件；

7-限位环；

21-上支撑件；211-连接凸起；22-下支撑件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种沉箱式钻井平台，该沉箱式钻井平台包括容置仓1、稳固件2和浮沉模块3。需要说明的是，容置仓1用于安装石油开采设备(图中未示出)，为石油开采设备提供陆地模式的作业环境，避免了使用价格高昂的海底石油开采设备，降低了石油开采的成本。由于容置仓1处于不断流动的海水中，稳固件2用于稳固海水中的容置仓1，为石油开采设备提供稳定的作业环境，浮沉模块3用于将该沉箱式钻井平台浮起或沉下。

其中，容置仓1的顶面始终高于海平面，避免海水进入容置仓1内损坏石油开采设备，容置仓1的底板用于嵌入海底土层中，石油开采设备通过船坞(图中未示出)吊运至容置仓1的底部。可选地，容置仓1由高强度钢结构制备而成，经久耐用，安全可靠。

具体地，容置仓1的内侧壁上安装有作业爬梯5，水下焊接员通过作业爬梯5进入容置仓1的底部，将石油开采设备安装于容置仓1的底板上。可选地，容置仓1的底板上设置有出水口(图中未示出)，用于排出容置仓1内部的残留海水。可选地，容置仓1的底板采用可拆卸连接结构，方便组装和拆卸，运输成本低。

稳固件2的一端与容置仓1固定连接，另一端为尖端，用于插入海底土层中。可选地，稳固件2由高承载性能钢制备而成，承载能力强，安全可靠，经久耐用。可选地，稳固件2焊接于容置仓1上，焊接连接的气密性和水密性都较好，结构刚性也较大，结构的整体性好，不需要在钢材上打孔钻眼，既省工省时，又不使材料的截面积受到减损，使材料得到充分利用。

具体地，如图2-图5所示，稳固件2包括上支撑件21和下支撑件22，上支撑件21设置有连接凸起211，下支撑件22设置有与连接凸起211配合的连接凹槽(图中未示出)。采用分体结构，方便安装和拆卸，运输成本低。

可选地，上支撑件21与下支撑件22之间设置有密封件6，用于密封稳固件2的内外，为石油开采设备提供陆地式无水作业环境。可选地，密封件6由橡胶制备而成，取材方便，成本低，密封效果好。

可选地，连接凸起211上安装有限位环7，连接凹槽的侧壁上设置有限位凸起(图中未示出)，限位环7能够抵靠于限位凸起上。设置限位环7方便装配以及拆卸，同时起到限位的作用。如图2-图3所示，当稳固件2处于非工作状态时，限位环7抵靠于限位凸起上；如图4-图5所示，当稳固件2处于工作状态时，限位环7与限位凸起之间留有空隙。

可选地，稳固件2设置有多个，增加了受力点的数量，使容置仓1更稳固，为石油开采设备提供更稳定的作业环境。更为具体地，多个稳固件2均匀分布于容置仓1的底部外侧，多个受力点均匀承载容置仓1在海水中受到的各方向力，受力合理，分布均匀，结构稳固，安全可靠。

浮沉模块3设置于容置仓1的外侧壁上，能够注排水，用于被充气时产生浮力使容置仓浮于海水表面，或被注水时增大重力使容置仓沉入海底。当需要将容置仓1运输至石油开采预定位置上方的海水表面时，将浮沉模块3充气产生浮力，使容置仓1浮于海水表面；当到达指定石油开采预定位置上方的海水表面时，将浮沉模块3中空气抽出，并注水增加重力，使容置仓1沉入海底。使用方便快捷，开采成本低。

具体地，浮沉模块3包括多个浮力气囊，浮力气囊成本低，可循环利用，拆装方便，便于运输。更为具体地，多个浮力气囊均匀分布于容置仓1的外侧壁上，使容置仓1受到的各个方向浮力均匀，上浮过程中保持比较稳定状态，避免侧翻。可选地，浮力气囊由橡胶制备而成，橡胶气囊采用合成橡胶、天然橡胶与纤维加强层硫化后制成，既有很好的抗胀强度，又有弹性和柔韧性，橡胶气囊能满足在各种工作条件下的施工使用。

可选地，该沉箱式钻井平台还包括工作泵组4，工作泵组4设置于容置仓1外，用于对浮沉模块3进行充气或注水。

具体地，工作泵组4包括第一泵组，第一泵组通过第一管路与浮沉模块3连通，第一泵组用于对浮沉模块3进行充气或注水。当需要将容置仓1运输至石油开采预定位置上方的海水表面时，第一泵组对浮沉模块3充气产生浮力，使容置仓1浮于海水表面；当到达指定石油开采预定位置上方的海水表面时，第一泵组将浮沉模块3中空气抽出，并注水增加重力，使容置仓1沉入海底。

更为具体地，工作泵组4还包括第二泵组，第二泵组通过第二管路与容置仓1的内部连通，用于对容置仓1的底部进行抽水，由于将石油开采设备安装于容置仓1的底板上时，需要对底板进行焊接打孔等作业，容置仓1的底部会进入海水，因此，在石油开采设备安装过程中和完成后，都需要通过第二泵组对容置仓1的底部进行抽水处理。

本实施例提供的沉箱式钻井平台在工作时，主要分为如下几个步骤：首先，通过工作泵组4对浮沉模块3充气，使容置仓1浮于海水上，通过拖船将该沉箱式钻井平台拖至石油开采预定位置上方的海水表面；其次，通过工作泵组4对浮沉模块3抽空并注水，使容置仓1下沉，稳固件2插入海底土层中；然后，通过打桩船对容置仓1的底板施加作用力进行打桩作业，将稳固件2打入海底土层中，并使容置仓的底板进入该土层中形成地基；最后，通过船坞吊运石油开采设备至容置仓1内，水下焊接员通过作业爬梯5进入容置仓1内部的底板上进行石油开采设备的焊接和安装作业，通过工作泵组4将容置仓1内部的多余海水抽出。

本实施例提供的沉箱式钻井平台制造安装简单便捷，将近海石油的开采转换为陆地石油开采的模式，避免了使用费用昂贵的海底石油开采设备，降低了近海石油的开采成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。