深水钻井导管的制作方法

本发明涉及深水油气钻井技术领域，特别涉及一种深水钻井导管。

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。深水导管下入深度一般为60～120米，该深度主要取决于深水海底浅部软土支撑导管及后续套管柱的能力。

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，每根深水导管的钻台连接时间约为2—5小时，平均作业时间超过2小时，连接效率低下、且占用钻台时间长，导管下入工艺有待优化。

其中，现有深水导管安装工艺技术效率低的一个主要原因：按照导管下入工艺技术的需要，导管串完成钻台连接后，需要将单根导管吊装转运用的起吊吊耳垫板用气焊在钻台进行人工切割。由于垫板本体尺寸较大，人工切割费时费力，再加上井口现场操作作业面狭小，直接造成下入效率低下、钻台占用时间长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种深水钻井导管，无需在钻台上进行气焊切割吊耳垫板，即可实现深水钻井导管的井口快速连接和下入，节省了钻台占用时间，提高了下入效率和下入垂直度。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种深水钻井导管，包括：

导管柱，所述导管柱包括多个导管，相邻两个导管之间通过导管接箍连接；

所述导管的侧壁上设置有本体安装垫板，以及通过可拆卸连接的方式设置有与所述本体安装垫板相匹配的吊耳安装垫板，所述本体安装垫板或吊耳安装垫板为至少两个，周向均匀分布在所述导管的侧壁上；其中，相邻两个导管的本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐，呈一直线分布；

所述导管柱具有相对的上端和下端，所述导管柱的下端设置有导管鞋，所述导管鞋上设置有吊耳垫板引导鞋，所述吊耳垫板引导鞋与所述本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐。

在一个优选的实施方式中，所述吊耳安装垫板包括：第一垫板和第二垫板，所述第一垫板和第二垫板对称分布在所述导管的外壁上，其中，多个所述第一垫板相对齐，多个所述第二垫板相对齐。

在一个优选的实施方式中，所述吊耳垫板引导鞋包括：第一引导鞋和第二引导鞋，其中所述第一引导鞋与所述第一垫板相对齐，所述第二引导鞋与所述第二垫板相对齐。

在一个优选的实施方式中，所述可拆卸连接的方式为螺栓连接。

在一个优选的实施方式中，所述吊耳安装垫板具有预定厚度的基板，所述基板具有预定弧度，所述预定弧度与所述导管的外壁相匹配，所述基板上设置有吊耳。

在一个优选的实施方式中，所述本体安装垫板为所述导管在所述吊耳安装垫板位置设置的加厚部，所述加厚部设置有螺纹盲孔，所述基板上设置有螺纹孔，所述螺纹盲孔与所述螺纹孔相匹配。

在一个优选的实施方式中，所述螺纹孔的个数为多个，多个螺纹孔沿着所述导管柱的轴向依次布置。

在一个优选的实施方式中，所述导管接箍的连接螺纹为双线螺纹。

在一个优选的实施方式中，所述导管鞋的周向还均匀分布有多个引导楔块。

在一个优选的实施方式中，所述引导鞋的下端设置有牙齿。

本发明的特点和优点是：通过所述吊耳安装垫板通过可拆卸连接的方式设置在所述导管的外壁上。当吊耳安装垫板通过可拆卸连接的方式连接时，例如螺栓连接时，在井口安装完成后，卸掉螺栓即将吊耳安装垫板与导管分离，即可进行导管下入工艺操作，无需进行吊装垫板的钻台气焊切割工具，大大节省了钻台占用时间，提高了下入效率。

此外，本申请中通过将相邻两个导管的本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐，呈一直线分布，可以达到如下效果：在周向上，导管柱下入过程中，由于导管柱受到的土体摩阻力沿周向完全对称，下入过程中可消除因摩阻力不对称对导管柱产生偏转扭矩的影响，有效控制导管柱下入垂直度。

进一步的，当吊导管上的本体安装垫板呈一直线后，便于导管鞋的对应对齐布置，使得下入过程中，在本体安装垫板直线方向上土体经吊耳垫板引导鞋的破土后，沿吊耳垫板引导鞋5破土的脚印下入导管柱，进而保障下入垂直度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种深水钻井导管的结构示意图；

图2是本申请实施方式中一种深水钻井导管的半剖视图；

图3是本申请实施方式中一种深水钻井导管的吊耳安装垫板局部放大图；

图4是本申请实施方式中一种深水钻井导管的导管鞋的结构示意图；

图5是本申请实施方式中一种深水钻井导管的导管鞋的俯视图。

附图标记说明：

导管-1；导管接箍-2；导管鞋-3；牙齿-31；引导楔块-32；吊耳安装垫板-4；吊耳垫板引导鞋-5；加厚部-14；基板-40；吊耳-41；螺栓-6。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

深水导管下入深度一般为60～120米，该深度主要取决于深水海底浅部软土支撑导管及后续套管柱的能力。深水导管的主要作用包括：

1)支撑井口和防喷器重量，并在紧急情况时支撑隔水管重量，保持设备的稳定性；

2)在表层套管固井之前，支撑表层套管的重量；

3)建立钻井液通路，防止松软的海洋表层被冲刷，保证地基的稳定性；

4)将导管或表层套管下入到较坚硬的地层，以保证在管鞋处的地层具有足够的强度，使得下部井段钻遇异常压力时能够使用安全的钻井液密度；

5)承受作业过程中产生的弯曲载荷；

6)控制浅层气、浅层水。

本发明提供一种深水钻井导管，无需在钻台上进行气焊切割吊耳垫板，即可实现深水钻井导管的井口快速连接和下入，节省了钻台占用时间，提高了下入效率，从而节省昂贵的深水钻井费用。

请参阅图1、图2和图5，本申请实施方式中提供一种深水钻井导管1，其可以包括：导管柱，所述导管柱包括多个导管1，相邻两个导管1之间通过导管接箍2连接，所述导管1的侧壁上设置有本体安装垫板，以及通过可拆卸连接的方式设置有与所述本体安装垫板相匹配的吊耳安装垫板4，所述本体安装垫板或吊耳安装垫板4为至少两个，周向均匀分布在所述导管1的侧壁上；其中，相邻两个导管1的本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐，呈一直线分布；所述导管柱具有相对的上端和下端；所述导管柱的下端设置有导管鞋3，所述导管鞋3上设置有吊耳垫板引导鞋5，所述吊耳垫板引导鞋5与所述本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐。

在本实施方式中，所述导管柱可以包括多个导管1，相邻两个导管1之间可以通过导管接箍2连接，从而形成纵长延伸的导管柱。所述导管柱具有相对的上端和下端。所述导管柱的上端为井口头。具体的，该井口头可以为深水低压井口头，一般应用在水深为1000米以上的深水领域。所述导管柱的下端设置有导管鞋3，所述导管鞋3也位于整个深水钻井导管1结构的最下端。

在本实施方式中，所述导管鞋3可以整体呈中空的圆筒状。所述导管鞋3的筒状侧壁上设置有吊耳垫板引导鞋5，该吊耳垫板引导鞋5和所述吊耳安装垫板4相配合。具体的，该吊耳垫板引导鞋5与所述吊耳安装垫板4相对齐，呈一直线分布，用于引导吊耳安装垫板4的顺利下入。

在本实施方式中，所述导管1上设置有用于吊耳的本体安装垫板。具体的，该本体安装垫板可以通过焊接的方式固定在导管1的侧壁上，当然，所述本体安装垫板也可以其他方式设置在导管1上，例如一体成型等，具体的本申请在此并不作具体的限定。

在本实施方式中，所述吊耳安装垫板4通过可拆卸连接的方式设置在所述导管1的外壁上。具体的，该可拆卸连接的方式可以为螺栓6连接，当然也可以为其他的连接方式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。当吊耳安装垫板4通过螺栓6与导管1连接时，在井口安装完成后，卸掉螺栓6即将吊耳安装垫板4与导管1分离，即可进行导管1下入工艺操作，无需进行吊装垫板的钻台气焊切割工具，大大节省了钻台占用时间，提高了下入效率。

所述导管1在所述吊耳安装垫板4位置设置有加厚部14，其中，所述本体安装垫板可以为所述导管1在所述吊耳安装垫板位置设置的加厚部14。所述加厚部14设置有螺纹盲孔，所述基板40上设置有螺纹孔，所述螺纹盲孔与所述螺纹孔相匹配。下井口安装前，螺旋穿设在所述螺纹盲孔和螺纹孔形成的配合孔内，当井口安装完成后，卸掉螺栓6即可进行导管1下入工艺操作。

其中，所述螺纹孔的个数可以为多个，多个螺纹孔沿着所述导管柱的轴向依次布置，多个螺纹孔对应可以设置多个螺栓6，以保证吊耳安装垫板4可靠地固定在导管1的外壁上。例如，所述螺纹孔的个数可以为两个，两个螺纹孔沿着所述导管柱的轴向上下对齐布置。

在本实施方式中，所述本体安装垫板或吊耳安装垫板4可以为至少两个。至少两个吊耳安装垫板4周向均匀分布在所述导管1的外壁上，以便于吊装时，导管1能够均匀受力。此外，相邻两个导管1的本体安装垫板沿着所述导管柱的轴向相对齐，呈一直线分布该本体安装垫板是直接通过焊接等方式固定设置在导管1上的，会随着导管1一起下入。

当导管1上的本体安装垫板呈一直线分布后，可以达到如下效果：在周向上，导管柱下入过程中，由于导管柱受到的土体摩阻力沿周向完全对称，下入过程中可消除因摩阻力不对称对导管柱产生偏转扭矩的影响，有效控制导管柱下入垂直度。

进一步的，当吊导管1上的本体安装垫板呈一直线后，便于导管鞋3的对应对齐布置，从而使得下入过程中，在本体安装垫板直线方向上土体经吊耳垫板引导鞋5的破土后，沿吊耳垫板引导鞋5破土的脚印下入导管柱，进而保障下入垂直度。

在一个实施方式中，所述吊耳安装垫板4可以包括：第一垫板和第二垫板，所述第一垫板和第二垫板对称分布在所述导管1的外壁上，其中，多个所述导管1上的第一垫板相对齐，多个所述导管1上的第二垫板相对齐。对于每个导管1而言，当吊耳安装垫板4的个数为2个时，其一方面能够可靠地保证吊装时，导管1能够受力均匀，同时也能最大限度地减小因该吊耳安装垫板4产生的下入阻力。

此外，对于每个导管1而言，其具有相对的第一端和第二端。其中，所述吊耳安装垫板4可以设置在导管1的一端，也可以第一端和第二端都设置，具体的本申请在此并不作具体的限定。

当所述吊耳安装垫板4包括第一垫板和第二垫板，且第一垫板和第二垫板均匀分布在导管1的两侧时，相应的，所述吊耳垫板引导鞋5可以包括：第一引导鞋和第二引导鞋，其中所述第一引导鞋与所述第一垫板相对齐，所述第二引导鞋与所述第二垫板相对齐。整体上，所述吊耳垫板引导鞋5与所述吊耳安装垫板4沿着所述导管柱的轴向相对齐，该吊耳垫板引导鞋5用于保证吊耳安装垫板4的顺利下入。

如图3所示，在一个具体的实施方式中，所述吊耳安装垫板4具有预定厚度的基板40，所述基板40具有预定弧度，所述预定弧度与所述导管1的外壁相匹配，所述基板40上设置有吊耳41。具体的，所述基板40可以贴合在所述导管1的外壁上。此外，所述基板40可以通过焊接的方式设置吊耳41，当然，所述基板40与吊耳41也可以一体成型，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，所述导管接箍2的连接螺纹为双线螺纹。当所述导管接箍为双线螺纹时，在安装过程中，可以保障本体安装垫板始终处于同一条轴向直线上。此外，当所述导管接箍2为双线螺纹时，相对于单线螺纹而言，在连接时具有较高的旋进或旋出速度，有利于缩短井口安装的时间，提高深水导管1安装工艺的效率。当然，所述导管接箍2的连接螺纹也可以为多线螺纹的形式，具体的本申请在此并不作具体的限定。

如图4和图5所示，在一个实施方式中，所述导管鞋3的周向还均匀分布有多个引导楔块32，所述引导鞋的下端设置有牙齿31。其中，所述引导楔块32可以为在所述引导鞋靠近下端的位置形成的周向均布的凸楞，所述牙齿31可以为在所述下端形成的周向锯齿，所述引导楔块32和所述牙齿31配合用于破土。

本申请实施方式中提供的深水钻井导管1，通过所述吊耳安装垫板4通过可拆卸连接的方式设置在所述导管1的外壁上。当吊耳安装垫板4通过可拆卸连接的方式连接时，例如螺栓6连接时，在井口安装完成后，卸掉螺栓6即将吊耳安装垫板4与导管1分离，即可进行导管1下入工艺操作，无需进行吊装垫板的钻台气焊切割工具，大大节省了钻台占用时间，提高了下入效率。

当导管1上的本体安装垫板呈一直线分布后，可以达到如下效果：在周向上，导管柱下入过程中，由于导管柱受到的土体摩阻力沿周向完全对称，下入过程中可消除因摩阻力不对称对导管柱产生偏转扭矩的影响，有效控制导管柱下入垂直度。

进一步的，当吊导管1上的本体安装垫板呈一直线后，便于导管鞋3的对应对齐布置，从而使得下入过程中，在本体安装垫板直线方向上土体经吊耳垫板引导鞋5的破土后，沿吊耳垫板引导鞋5破土的脚印下入导管柱，进而保障下入垂直度。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。