专利名称：一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及海洋深水钻井领域，具体涉及一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置。
背景技术：
深水钻井作业时，一般采用水下井口，水下井口上部联接钻井隔水管，下部与导管及其他套管串相联，在钻井隔水管的动力作用、加重加大的防喷器组重力及悬挂在水下井口上的套管串的重力作用下，水下井口受力非常复杂。因为处于海底软土中的导管(又称结构套管)是水下井口的支撑，所以导管的外径和壁厚决定了水下井口的沉降和横向偏移度。在海底淤泥层不是很厚的区域进行钻井作业，可以直接使用导管作为水下井口的支撑。但是，在海底淤泥层很厚的区域进行钻井作业时，为防止水下井口下沉到海底泥线以下或者发生过大的横向偏移，现场附加Mud mat (泥线垫板)来控制水导管的下沉和倾斜，从而达到控制水下井口稳定性的目的。但是增加了泥线垫板后，垫板周围的淤泥土在一定方向海水流动作用下将发生冲刷，导致泥线垫板一侧发生掏空现象，造成导管向掏空一侧偏移，进而导致水下井口处发生横向失稳，严重时将造成水下井口与导管连接处断裂，造成事故。某些现场使用Mud mat (泥线垫板)防止导管的下沉和倾斜，从而达到控制水下井口稳定性的目的。但是现有技术具有一定的缺陷所采用的泥线垫板多为正方形，尺寸在3m*3m左右，高度为Im以下，外圈封闭。这就造成现有泥线垫板周围的淤泥土容易在海水流动作用下发生冲刷，导致泥线垫板一侧发生掏空现象，造成导管向掏空一侧偏移，由于导管上部的水下井口上连接重达200t的水下防喷器组，一旦发生偏移将在其自重力的作用下发生更大的偏移，进而导致导管上部及水下井口处发生横向失稳，造成事故。同时，现有泥线垫板多从保持水下井口及导管稳定角度出发进行设计，没有考虑导管上部受到的巨大弯矩作用，也没有过多的考虑其自身的防冲刷能力。由于在钻完井后的相当长的一段时间内要使用该井口进行海洋油气生产，所以，水下井口以下的泥线垫板及导管处的防冲刷是必要的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，在防止导管的下沉和倾斜，达到控制水下井口稳定性的目的的同时，满足泥线附近导管处的防冲刷的要求。一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，包括圆盘形底板(11)、上部筋板
(14)、盖板(13)、锁紧装置(4)、防冲刷网(12)和下部斜筋板(16)，在所述圆盘形底板(11)下设置若干斜筋板(16);所述圆盘形底板(11)上设有若干上部筋板(14);其中所述圆盘形底板(11)、上部筋板(14)、盖板(13)、防冲刷网(12)和下部斜筋板(16)焊接成一个整体，安装在水下井口(2)下面，通过锁紧装置(4)锁紧在导管(3)上；所述圆盘形底板(11)，其上有若干数量的开孔(15);所述防冲刷网(12)设置在圆盘形底板(11)上，并与导管(3)同心，防冲刷网(12)围成圆形；在防冲刷网(12)上设有盖板(13)。所述的防沉降装置，所述防冲刷网(12)上布置菱形缝隙和圆孔间隔的不等数量的开孔。所述的防沉降装置，所述导管(3)规格为Φ914. 4mm,圆盘形底板(11)直径4m，除边缘外的厚度为150mm，边缘厚度20mm，圆盘形底板(11)上设有8个直径500mm开孔(15)。所述的防沉降装置，所述防冲刷网(12)围成的圆形的直径为2m，高度为800mm，其上设有厚度为IOOmm的盖板(13)。所述的防沉降装置，在所述上部筋板(14)上设有若干个开孔。所述的防沉降装置，所述圆盘形底板(11)上设有8根厚度为IOOmm的上部筋板
(14)，每根上部筋板(14)上开有(3)个直径200mm小孔。所述的防沉降装置，所述斜筋板(16)上部尺寸较大，至泥线以下渐变消失。所述的防沉降装置，在圆盘形底板(11)下20m深度内设置8根斜筋板(16)，斜筋板(16)上部尺寸200mm，下部至泥线以下20m深度处渐变消失。本实用新型的有益效果在于1.防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置利用锁紧装置与导管连接在一起，不需要对现有的水下井口头和导管进行特制或改造，使用方便。2.防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置有一圆盘形底板，其上有不等数量开孔便于海底淤泥涌出的同时使底板平稳坐于海底泥线上；圆盘形底板上设有不等数量的开孔筋板，起到一定的扰流作用。3.在圆盘形底板上设有与导管同心的圆形防冲刷网，防冲刷网上设有盖板，可防止钻井过程从井口处冲出的泥沙充填防冲刷网内部；同时，防冲刷网上布置菱形缝隙和圆孔间隔的不等数量的开孔，起到消波和降低旋流速度的作用，防止海底旋流对圆盘形底板周围软土的冲刷，避免冲刷弓I起水下井口倾斜失稳问题。4.在圆盘形底板下一定深度内设置一定数量斜筋板，斜筋板上部尺寸较大，至一定深度处渐变消失，在不妨碍喷射下入导管的同时起到分担导管上部所受的弯矩，有效阻止导管在后续钻井过程中发生旋转的作用。
图1为本实用新型正面视图；图2为本实用新型俯视图；图3为本实用新型防冲刷网展开视图；图4为图1的A-A视具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。本实用新型的目的是提供一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，在防止导管的下沉和倾斜，达到控制水下井口稳定性的目的的同时，满足泥线附近导管处的 防冲刷的要求。本实用新型所述的一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，设在与水下井口连接的导管的上部，底板与海底泥线接触。该装置结构如图1-图4所示。 如图1所示，防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，包括圆盘形底板11、上部筋板14、盖板13、锁紧装置4、防冲刷网12和下部斜筋板16，其中圆盘形底板11、上部筋板14、盖板13、防冲刷网12和下部斜筋板16焊接成一个整体，安装在水下井口 2下面，通过锁紧装置4锁紧在导管3上。所述圆盘形底板11，其上有若干数量的开孔15，用于海底淤泥涌出，便于圆盘形底板11平稳坐于海底泥线上；防冲刷网12设置在圆盘形底板11上，并与导管3同心，防冲刷网12围成圆形，防冲刷网12与导管3外壁的距离根据水流速度设定；在防冲刷网12上设有盖板13，防止钻井过程从井口处冲出的泥沙充填防冲刷网12内部；防冲刷网12上布置菱形缝隙和圆孔间隔的不等数量的开孔，起到消波和降低旋流速度的作用，展开图如图3。在圆盘形底板11上设置有不等数量的上部筋板14，上部筋板14上设有一定数量和直径的开孔，起到一定的扰流作用。在圆盘形底板11下一定深度内设置一定数量的斜筋板16，斜筋板16上部尺寸较大，至一定深度处渐变消失，其横截面如图4所示。本实施例选用Φ 914. 4mm的导管3 (钢制)，圆盘形底板11直径4m，除边缘外厚度150mm，边缘厚度20mm，其上设有8个直径500mm开孔15。圆盘形底板11上设有8根厚度为IOOmm的上部筋板14，如图1所示，每根上部筋板14上开有3个直径200mm小孔。防冲刷网12的直径为2m，高度为800mm，其上设有厚度为IOOmm的盖板13，防冲刷网12上开孔布置如图3所示。在圆盘形底板11下20m深度内设置8根斜筋板16，斜筋板16上部尺寸200mm，下部至泥线以下20m深度处渐变消失，其横截面如图4所示。在海洋深水钻井平台上将上述水下井口防沉降装置利用锁紧装置4与导管3连接在一起，然后按照常规深水钻井程序下入导管到泥线以下设定深度，在下入过程中，圆盘形底板11上的开孔15能够有效的排出海水和淤泥，降低下入阻力。在该防沉降装置下入完成后，圆盘形底板11较大的接触面积增大了导管3的竖向承载能力，提高了水下井口的竖向稳定性；圆盘形底板11下20m深度内设置的8根斜筋板16分担了导管3上部所受的弯矩，降低导管3上部的横向偏移,改善了水下井口的横向稳定性；同时，斜筋板16有效阻止导管在后续钻井过程中的旋转，防止发生失稳。另外，在后续钻井和油气生产过程中，圆形防冲刷网12和带圆孔的上部筋板14能有效扰流和消波，防止海底旋流对该装置周围软土的冲刷，避免冲刷弓I起水下井口倾斜失稳问题。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，其特征在于，包括圆盘形底板(11)、上部筋板(14)、盖板(13)、锁紧装置(4)、防冲刷网(12)和下部斜筋板(16)，在所述圆盘形底板(11)下设置若干斜筋板(16);所述圆盘形底板(11)上设有若干上部筋板(14);其中所述圆盘形底板(11)、上部筋板(14)、盖板(13)、防冲刷网(12)和下部斜筋板(16)焊接成一个整体，安装在水下井口(2)下面，通过锁紧装置(4)锁紧在导管(3)上；所述圆盘形底板(11)，其上有若干数量的开孔(15);所述防冲刷网(12)设置在圆盘形底板(11)上，并与导管(3)同心，防冲刷网(12)围成圆形；在防冲刷网(12)上设有盖板(13)。
2.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，所述防冲刷网(12)上布置菱形缝隙和圆孔间隔的不等数量的开孔。
3.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，所述导管(3)规格为Φ914.4_，圆盘形底板(11)直径4m，除边缘外的厚度为150mm，边缘厚度20mm，圆盘形底板(11)上设有8个直径500mm开孔(15)。
4.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，所述防冲刷网(12)围成的圆形的直径为2m，高度为800mm，其上设有厚度为IOOmm的盖板(13)。
5.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，在所述上部筋板(14)上设有若干个开孔。
6.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，所述圆盘形底板(11)上设有8根厚度为IOOmm的上部筋板(14)，每根上部筋板(14)上开有(3)个直径200mm小孔。
7.根据权利要求1所述的防沉降装置，其特征在于，所述斜筋板(16)上部尺寸较大，至泥线以下渐变消失。
8.根据权利要求7所述的防沉降装置，其特征在于，在圆盘形底板(11)下20m深度内设置8根斜筋板(16)，斜筋板(16)上部尺寸200mm，下部至泥线以下20m深度处渐变消失。
专利摘要本实用新型公开了一种防冲刷型深水钻井水下井口防沉降装置，包括圆盘形底板(11)、上部筋板(14)、盖板(13)、锁紧装置(4)、防冲刷网(12)和下部斜筋板(16)，在所述圆盘形底板(11)下设置若干斜筋板(16)；所述圆盘形底板(11)上设有若干上部筋板(14)；所述圆盘形底板(11)，其上有若干数量的开孔(15)；所述防冲刷网(12)设置在圆盘形底板(11)上，并与导管(3)同心，防冲刷网(12)围成圆形；在防冲刷网(12)上设有盖板(13)。具有使用方便、避免冲刷引起水下井口倾斜失稳问题，有效阻止导管在后续钻井过程中发生旋转的作用。
文档编号E21B33/035GK202850926SQ201220568960
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者苏堪华 申请人:重庆科技学院