水下套管固定装置的制作方法

本实用新型涉及海上勘探钻孔技术领域，特别涉及一种水下套管固定装置。

背景技术：

随着近海风电勘探技术的不断成熟，以及我国海洋新能源开发力度深入，对水深20m以上，且小于50m的海域范围，如潮流能的研究开发，已经开始探索性示范研究。

套管在水域钻探中不仅起着护孔堵漏、稳定孔壁的作用，还对钻探船有稳定的作用。沿海大多数场地第四系覆盖层多以淤泥、淤泥质土、砂为主，且有一定的厚度，抛开其它因素，总体对钻探工艺的影响不大，在预估的钻进米数加上最大水深情况下，按正常的钻杆套管配置即可。若场地内水下基岩直接出露、覆盖层薄或覆盖层直接为抛石层，采用常规的工艺即先用重锤将套管打入基岩或抛石一定深度，使套管稳定立于内是不可能的。若采用岩心管加钻杆直接进行钻探，由于受钻杆的杆长和材质的因素影响，同时在深水区受水流的侧向压力作用，根本无法实施，甚至会使钻杆折断，若采用套管底加钻具的跟管钻进模式同样受侧向力影响无法实施。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种水下套管固定装置，其能够对竖直设置在海底的护孔套管进行有效固定，显著提高护孔套管的抗风浪能力，保证海上钻探施工的顺利进行。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种水下套管固定装置，包括：

底座，其为一混凝土浇筑墩，所述底座还包括贯通孔，其贯通设置在所述底座中部，所述贯通孔的直径与套管的外径相适应；环形钢筋圈，其预浇筑在底座内，且环形钢筋圈的外侧壁裸露在所述底座的外侧壁上；多个加强筋，其一端固定在环形钢筋圈的内侧壁上，另一端向贯通孔方向延伸设置；三个承压件，任一个承压件为一三角形网状片体结构，且三个承压件的一边沿分别与所述环形钢筋圈的外侧枢接设置，且三个承压件与所述环形钢筋圈的相邻两个枢接点之间的距离均相等；三个支撑件，其一端分别对应铰接在三个承压件的上端面上，另一端固定支撑在套管的外侧壁上。

优选的是，所述三个支撑件中任一个为长条形钢筋网，且任一个支撑件的另一端边沿为弧形，与其接触的套管的部分外侧壁弧形相适应。

优选的是，所述底座的高度小于1m，且底座的下端插入海底0.2-0.4m。

优选的是，还包括：第一钢筋箍，其焊接在所述套管与所述三个支撑件的另一端的连接处；

第二钢筋箍，其焊接在所述套管上，且所述第二钢筋箍位于第一钢筋箍的上方至少5m高度处，且三个支撑件一端分别对应铰接在三个承压件的上端面的中部，承压件的尖端与第一钢筋箍之间固定有钢索。

优选的是，第一钢筋箍和/或第二钢筋箍的环宽为0.2-0.3m。

优选的是，三个支撑件中任一支撑件与所述套管的夹角为40-70度。

优选的是，三个承压件中任一个承压件的长度为5-8m；任一支撑件的高度为8-12m。

本实用新型至少包括以下有益效果：

底座为混凝土浇筑墩，具有一定自重，通过底座套设在套管底部，可以在一定程度上避免套管底部在钻孔过程中发生位移；三个承压件枢接在环形钢筋圈上，在装配使用时，可以根据海底的地形进行调节倾斜和固定角度，调整好之后再对枢接点进行焊接固定，之后可以采用地锚等钢筋件或螺栓对三个承压件进行再次固定，进而在底座周围的海底形成三角形稳定支撑结构，进一步加强对套管底座的固定作用；三个支撑件配合三个承压件支撑住套管靠近中部的部位，在空间上再次形成三角形稳定支撑结构，加强套管中部的侧向力承受强度。

综上，采用本实用新型的套管的水下固定方法能够有效克服在基岩出露、覆盖层薄或直接为抛石的地层内无法立稳或固定的问题，使得套管能够竖立在海中，从而确保了在该水深海域的地质钻孔工程顺利实施。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中所述的水下套管固定装置的侧视结构示意图；

图2为本实用新型所述底座的剖面结构示意图；

图3为本实用新型所述底座的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的另一个实施例中所述的水下套管固定装置的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、2、3所示，本实用新型提供一种水下套管固定装置，包括：

底座10，其为一混凝土浇筑墩，所述底座还包括贯通孔101，其贯通设置在所述底座中部，所述贯通孔的直径与套管20的外径相适应；环形钢筋圈102，其预浇筑在底座内，且环形钢筋圈的外侧壁裸露在所述底座的外侧壁上；多个加强筋103，其一端固定在环形钢筋圈的内侧壁上，另一端向贯通孔方向延伸设置；三个承压件104，任一个承压件为一三角形网状片体结构，且三个承压件的一边沿分别与所述环形钢筋圈的外侧枢接设置，且三个承压件与所述环形钢筋圈的相邻两个枢接点之间的距离均相等；三个支撑件105，其一端分别对应铰接在三个承压件的上端面上，另一端固定支撑在套管的外侧壁上。

在上述方案中，底座为混凝土浇筑墩，具有一定自重，通过底座套设在套管底部，可以在一定程度上避免套管底部在钻孔过程中发生位移；三个承压件枢接在环形钢筋圈上，在装配使用时，可以根据海底的地形进行调节倾斜和固定角度，调整好之后再对枢接点进行焊接固定，之后可以采用地锚等钢筋件或螺栓对三个承压件进行再次固定，进而在底座周围的海底形成三角形稳定支撑结构，进一步加强对套管底座的固定作用；三个支撑件配合三个承压件支撑住套管靠近中部的部位，在空间上再次形成三角形稳定支撑结构，加强套管中部的侧向力承受强度。

综上，采用本实用新型的套管的水下固定方法能够有效克服在基岩出露、覆盖层薄或直接为抛石的地层30内无法立稳或固定的问题，使得套管能够竖立在海中，从而确保了在该水深海域的地质钻孔工程顺利实施。

如图1所示，水下套管固定装置中，所述三个支撑件中任一个为长条形钢筋网，且任一个支撑件的另一端边沿为弧形，与其接触的套管的部分外侧壁弧形相适应。钢筋网组成的支撑件能够给套管一定支撑作用，又不会增大对水的阻力。

如图1所示，水下套管固定装置中，所述底座的高度小于1m，且底座的下端插入海底0.2-0.4m。在使用中，首先将固定装置沉入海底并插入海底预打孔的表层进行初步固定，之后再将套管下沉到海底并插入底座内进行作业。

如图4所示，水下套管固定装置中，还包括：第一钢筋箍106，其焊接在所述套管与所述三个支撑件的另一端的连接处；第二钢筋箍107，其焊接在所述套管上，且所述第二钢筋箍位于第一钢筋箍的上方至少5m高度处，且三个支撑件一端分别对应铰接在三个承压件的上端面的中部，承压件的尖端与第一钢筋箍之间固定有钢索108。第一钢筋箍和第二钢筋箍给套管的管壁提供环抱式锁定和支撑，能够更好的保护套管，使得其侧壁受力更均匀；还能够给套管提供更稳定的钻孔施工环境。

如图1或4所示，水下套管固定装置中，第一钢筋箍和/或第二钢筋箍的环宽为0.2-0.3m。

如图1或4所示，水下套管固定装置中，三个支撑件中任一支撑件与所述套管的夹角为40-70度。

如图1或4所示，水下套管固定装置中，三个承压件中任一个承压件的长度为5-8m；任一支撑件的高度为8-12m。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离说明书及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。