井口组件安装的制作方法

本发明涉及井口组件安装和井口组件。井口组件和安装可以适合于在具有硬土的位置中的使用。

背景技术：

海底井口组件典型地包括被固定入海床中的导管套管。导管套管支撑(除了其他的零件以外)井口，另外的设备可以被定位在井口上，例如采油树和/或防喷器(bop)，其被连接至引导至水的表面的立管。

海底井口组件的安装可以包括钻孔并且将导管套管胶合在孔中。作用于采油树、防喷器(bop)和/或立管的横向力被传递至导管套管。

us4220421和us3341398每个公开了具有以传统的方式被胶合入海床中的导管的海底井口组件。在每个情况下实质上全部的被施加至井口的弯曲力矩将经过导管被传递至海床。

在极端情况下被传递入导管套管中的作用于井口的力可以导致导管套管的折曲或甚至断裂。

为了最小化这种风险，已知的是提供井口支撑部结构以将这种力的至少一部分从采油树、防喷器(bop)和/或立管传递至井基础或海床。然而，为了这是有效的，需要具有在井口支撑部结构和海床之间的高强度的并且可靠的界面。

技术实现要素：

本发明提供一种将井口组件(即，海底井口组件)安装在水床(例如海床)上的方法，方法包括：提供井套管(例如其是用于被连接至井口头或其被连接至井口头)；提供井口支撑部结构；以及将井口支撑部结构固定至水床的表面上，其中组件被布置为使得被施加至井口组件的弯曲力矩能够经过井口支撑部结构被传递(即，至少部分地)至水床。

方法可以包括将井套管定位和固定在水床中的孔中，其中当井套管被定位和固定在孔中时井口支撑部结构被定位在水床上方的一距离从而在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间留下缝隙。

使用可固化的材料将井口支撑部结构固定至水床的表面上的步骤可以是通过将可固化的材料当在非固态中时放置入缝隙中并且允许其固化以提供在水床和井口支撑部结构的下侧之间的刚性连接。

通过使用可固化的材料填充在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间的缝隙以形成在其之间的刚性连接，组件被布置为使得被施加至井口组件的弯曲力矩经过井口支撑部结构被传递至水床。

本发明还提供一种井口组件(即，海底井口组件)，包括：井套管，连接至井口头，其中井套管被固定入水床(例如海床)中；以及井口支撑部结构，其中井口支撑部结构被连接至井口头并且被固定至水床上，其中井口支撑部结构被布置为使得被施加至井口头的弯曲力矩能够经过井口支撑部结构被传递(即，至少部分地)至水床。

井口支撑部结构被设计为能够在井口组件的操作期间适应预期的载荷。

井口支撑部结构可以被定位在水床上方的一距离从而提供在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间的缝隙。这可以通过使用一个或更多个底座将井口支撑部结构保持在海床上方的一距离以提供在其下的缝隙被实现。底座可以还被用于调平组件，例如确保井套管和/或井口是竖直的，和/或井口支撑部结构是水平的。

井口支撑部结构可以使用可固化的材料被固定至水床的表面上，可固化的材料当在非固态中时已经被放置入缝隙中并且被允许固化以提供在水床和井口支撑部结构的下侧之间的刚性连接。

相似地，通过井口支撑部通过使用可固化的材料填充在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间的缝隙以形成在其之间的刚性连接被固定，组件被布置为使得被施加至井口组件的弯曲力矩经过井口支撑部结构被传递至水床。

特征(包括可选择的特征)的下文的描述适用于上文的方法和组件二者，如合适的。

井口支撑部结构可以使用可固化的材料例如水泥即砂浆被固定至海床的表面上。因此，井口支撑部结构可以被胶合至水床的表面上。

在第一方面，本发明可以提供一种安装井口组件的方法，井口组件包括井套管和井口支撑部结构，方法包括：提供井套管；提供井口支撑部结构；将井套管定位和固定在水床中的孔中，其中当井套管被定位和固定在孔中时井口支撑部结构被定位在水床上方的以距离从而在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间留下缝隙，以及使用可固化的材料将井口支撑部结构固定至水床的表面上，固定是通过将可固化的材料当在非固态中时放置入缝隙中并且允许其固化以提供在水床和井口支撑部结构的下侧之间的刚性连接，其中组件被布置为使得被施加至井口组件(例如井口头)的弯曲力矩能够至少部分地经过井口支撑部结构被传递至水床。

在第二方面，本发明可以提供一种井口组件，包括：井套管，连接至井口头，其中井套管被固定入水床中；以及井口支撑部结构，其中井口支撑部结构连接至井口头，其中井口支撑部结构被定位在水床上方的一距离从而提供在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间的缝隙，其中井口支撑部结构被使用可固化的材料固定至水床的表面上，可固化的材料当在非固态中时已经被放置入缝隙中并且被允许固化以提供在水床和井口支撑部结构的下侧之间的刚性连接，并且其中井口支撑部结构被布置为使得被施加至井口组件(例如井口头)的弯曲力矩能够至少部分地经过井口支撑部结构被传递至水床。

可固化的材料可以当其在井口支撑部结构和海床之间时已经被固化/凝固。可固化的材料可以结合至井口支撑部结构和海床，即，形成在井口支撑部结构和海床之间的刚性连接，使得被施加至井口头的弯曲力矩能够至少部分地经过井口支撑部结构被传递至水床。

水床可以是或包含硬土。因此，水床可以是在其中不可能将部件驱动、吸入或推动入海床中任何显著的距离(例如多于20cm或多于50cm)的水床。例如，水床可以是在其中不可能使用吸力锚的水床。这是因为土壤可以是过于硬的以致于不能允许吸力锚被吸入海床中。另外地或可选择地，土壤可以包含障碍物例如巨石，这意味着期望的是不必须使用吸力锚。

水床可以是在其中由于诸如在实现垂直度的可接受的水平中的问题(例如在其中不可能可靠地实现距竖直的小于1.25度或2度的垂直度的土壤)和/或冲刷的问题的问题导致使用吸力锚是不可行的水床。

硬土可以是高密度的至非常高密度的砂(例如65至100％的密度指数)和/或高的至极端地高的不排水抗剪强度的粘土(例如大于75kpa的不排水抗剪强度)。这可以是如在iso标准14688-22004中定义的。

因此，组件可以不包括吸力锚和/或任何其他的被推动入水床中的部件。这可以意指没有部件穿透水床至任何显著的程度，即，在没有孔被首先形成的情况下，没有穿透入土壤中多于20至30cm或多于50cm的部件。可以具有略微地(例如高至20至30cm或高至50cm)穿透水床的部件例如模具(例如滑动环)和/或底座(例如液压气缸)。

方法可以包括将井套管定位在水床中的孔中并且将井口支撑部结构定位在水床的表面上方。井口支撑部结构的在水床上方的定位可以留下缝隙，可固化的材料被提供入其中从而填充缝隙。方法可以包括使用连接至套管的井口支撑部结构将井套管固定在孔中。

将井套管定位在水床中的孔中的步骤可以在将井套管固定在水床中的孔中的步骤之前进行。可以具有在将井套管定位和固定在孔中的步骤之间的另外的步骤。例如，方法可以包括在井套管已经被定位在孔中之后的但是在井套管被固定例如胶合在孔中之前的调平井套管、井口支撑部和/或井口的步骤。

方法可以包括下文的步骤中的一个或更多个或全部：形成(例如钻孔)在水床中的孔，提供包括全部连接(例如刚性地)在一起的井套管和井口支撑部结构(以及可选择地井口头)的井口组件，定位井口组件使得井套管被定位在水床中的孔中并且井口支撑部结构被定位在水床上方的一距离(即，以留下在井口支撑部结构的下侧和水床之间的缝隙/容积)，使用可流动的可固化的材料(例如水泥)将井套管固定入孔中，在材料固化的同时保持井套管，以及在支撑部结构和水床之间使用可流动的可固化的材料将井口支撑部结构固定至水床的表面上。这可以通过使用可流动的可固化的材料填充在井口支撑部结构的下侧和水床之间的缝隙被实现。方法的步骤可以以该顺序进行。

方法可以包括提供被连接或用于被连接至井口头的井套管。

方法可以包括在水床中形成孔。这可以通过钻孔形成。孔可以在没有在水床上围绕孔的基础或井口支撑部的情况下被形成。具体地，孔可以在井口支撑部结构被固定至水床上之前被形成。孔的尺寸可以是当钻探海底油井例如勘探井时使用的标准尺寸。孔可以例如是42"孔，如果井口套管具有36"的直径的话，或36"孔，如果井口套管具有30"的直径的话。

孔的长度可以取决于正被接收在孔中的井套管的长度。孔例如可以是12m或24m。

井口支撑部结构可以被连接(直接地或间接地)至井口头和/或井(例如导管)套管。这可以是刚性连接。井口支撑部结构、井口头和/或井套管可以被刚性地连接和/或锁定在一起。这可以允许力从井口头被传递至井口支撑部结构。

井口支撑部结构可以围绕井套管和/或井口头。这可以允许力经过井口支撑部结构被吸收，与它们施加的方向无关。

井口支撑部结构可以是与井套管和/或井口头同轴的。

井口支撑部结构可以在其在海底被铺设之前被连接至井套管和/或井口头。井套管可以在部件在位于或邻近安装地点的月池中的同时被连接至井口支撑部结构。在该阶段连接零件可以允许方便地确保在部件之间作出可靠的连接，同时使零件的运输是更容易的和/或更高效率的。

井口支撑部结构可以在陆上被连接至井套管和/或井口头。这些零件可以然后当被连接在一起时被运输至安装地点。

井口支撑部结构和井套管当被连接在一起时被朝向海床下降。

可选择地，井口支撑部结构和井套管可以在海底被连接在一起，但是在井套管被固定在水床中的孔中之前。

例如，井口支撑部结构和井套管可以当不被连接时被下降至海下方。这些部件可以然后在井套管被固定入水床中之前在海底被连接。

因此，井套管和/或井口头可以当部件在陆上、在船上(例如位于或邻近安装地点)、在中层水域中或在海床上时被连接至井口支撑部结构。在每个情况下部件可以在井套管被固定入海床中之前被连接在一起。

方法可以包括将井套管定位在水床中的孔中并且将井口支撑部定位在水床的表面上方。

当井套管正在被固定时可以在水床和井口支撑部的下侧之间具有缝隙。

方法可以包括使用一个或更多个底座以将井套管定位在水床中的孔中并且将井口支撑部定位在海床的表面上方。底座可以被用于(例如在该阶段)调平组件。这可以是为了确保井套管和井口是竖直的和/或井口支撑部结构是水平的。

井口支撑部可以不直接地接触水床。在操作中任何从井口支撑部至水床的载荷传递可以经过可固化的材料(即，一旦其已经被固化)。

可以具有在可固化的材料和井口支撑部的下侧之间的和/或在可固化的材料和在井口支撑部下方的水床的表面之间的直接的接触。

方法可以包括密封缝隙以提供在井口支撑部结构下方的被密封的容积。例如，方法可以包括使用隔挡部将缝隙密封至海床从而提供可固化的材料可以被提供入其中的容积。

方法可以包括将井套管固定在孔中。

井套管的在孔中的固定可以是将井套管刚性地固定在孔中。井套管可以使用可固化的材料例如水泥被定位在孔中并且被固定在孔中。

井口支撑部结构可以在井套管被固定入孔中之前被连接(直接地或间接地)至井套管。作为结果，将井套管固定在孔中的步骤可以使用连接至套管的井口支撑部结构。间接的连接可以是经过井口头。

可固化的材料可以被供应入在井套管的外侧和钻孔的内侧之间的环形部中并且在其中固化。

套管可以在可固化的材料例如水泥/砂浆正在固化的同时被保持。

套管可以在其正在被固定在孔中的同时被保持就位，例如竖直的(或在竖直的可接受的公差内，例如距竖直1.25度或更少)。井口支撑部结构可以在井套管正在被固定在孔中的同时被保持就位，例如水平的，或在水平的可接受的公差内。套管和/或井口支撑部结构的位置可以是预确定的位置或被相对于竖直和/或水床设定的位置。

方法可以包括将井套管定位在水床中的孔中，在井套管在孔中的同时将井套管和/或井口支撑部结构保持就位，例如借助于一个或更多个底座，以及然后将井套管固定在孔中。

保持井套管和/或井口支撑部的步骤可以包括将井口支撑部结构保持在水床上方的一距离从而在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间留下缝隙。

井口支撑部结构可以通过使用底座被定位在水床上方的一距离从而在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间留下缝隙。

保持井套管和/或井口支撑部可以包括调节井套管和/或井口支撑部结构的取向/垂直度/位置。这可以例如使用底座(即，调平装置)被实现。因此，方法可以包括调平步骤。

调平步骤可以在井口支撑部结构被支撑在水床上方的一距离的同时进行。调平步骤可以是在套管和/或井口支撑部结构正在被固定至海床之前和/或同时。

底座可以确保具有在井口支撑部结构的下侧和海床之间的可固化的材料可以被提供在其中的缝隙，可以被用于调节组件的取向/垂直度和/或在可固化的材料在井套管和海床之间和/或在井口支撑部结构和海床之间固化的同时保持组件相对于海床稳定。

保持步骤(例如被底座)可以是暂时的，例如仅在安装期间。井口支撑部结构可以被可固化的材料保持就位，一旦其已经固化。

底座可以在固定步骤之后作为组件的一部分保留(即，它们是永久的)或它们可以在固定步骤之后被移除(即，它们是可回收的)。

保持(例如使用底座/调平装置)的步骤可以包括将井套管和/或井口支撑部结构保持稳定。这可以导致在井套管和/或井口支撑部结构正在被可固化的材料固定在其中的同时在井套管和/或井口支撑部结构和水床之间没有运动或具有有限的运动。这可以允许可靠的结合被可固化的材料在井套管和孔之间形成。

组件可以包括用于在安装期间固定组件的垂直度的手段。

组件可以在可固化的材料正在固化的同时被钻柱保持。

套管可以通过提供在井套管和孔之间的一个或更多个封隔器被保持就位，例如竖直的。封隔器可以是膨胀式封隔器。其可以例如被液体例如海水或水泥填充以将井套管保持就位，例如竖直的。

封隔器可以是当与液体例如海水接触时膨胀的溶胀封隔器。

封隔器可以被设置为经过套管的长度的一部分，例如套管的邻近表面的顶部部分。封隔器可以被设置为经过在钻孔中的井套管的长度的大部分或全部。

如果井口支撑部结构在套管正在被固定在孔中的同时被连接至井套管，那么另外地或可选择地，井套管可以通过保持井口支撑部结构被保持就位(例如竖直的)。

这种位置的控制可以通过提供在井口支撑部结构和水床之间的底座被实现。其可以是可调节的底座，即，可以被调节以控制井口套管和/或井口支撑部结构的位置/取向的底座。底座可以例如是液压千斤顶、滑动气缸(即，液压滑动气缸)、液压支脚(例如卡车支脚)、调平螺钉和/或平衡环。

底座可以被称为调平装置。

底座/调平装置可以是井口支撑部结构的一部分和/或延伸经过井口支撑部结构。

组件可以包括多个底座，例如可调节的底座，例如调平螺钉或液压调平气缸。例如，可以具有三个或四个或更多个底座。底座可以绕井套管和/或井口支撑部结构的圆周分布。例如，底座可以是围绕井套管等距的。例如，在三个底座的情况下，它们可以是120度隔开并且在四个底座的情况下，它们可以是90度隔开，等等。

底座/调平装置可以在井口支撑部结构的占位面积内和/或外侧延伸，即，它们可以在井口支撑部结构下方在缝隙/空隙内延伸和/或它们可以在井口支撑部结构的最外的表面外侧在缝隙/空隙的外侧。

具有在井口支撑部结构的占位面积内的底座具有优点，即这给出更少的占位面积并且简化运输和安装。

底座可以是借助于rov可调节的。底座可以是远程地可调节的。底座可以是分别地可调节的。底座可以用于将井口支撑部结构定位在水平位置中。底座可以能够当海床具有高至3度的倾斜/坡度时将井口支撑部结构定位在水平位置中。

一个或更多个或每个底座可以具有在其的下端部的被设计为在使用中接触水床的衬垫。一个或更多个或每个衬垫可以具有在其上的防止衬垫的在水床上的滑动的夹持器，例如不平坦的表面，例如棒。换句话说，夹持器可以增加衬垫的下侧和水床之间的摩擦。

在底座的底部上的衬垫的直径将取决于水床的地质情况以及预期的在底座正在被使用的同时被施加的力，例如组件的重量。直径可以例如是0.5至1.5m，例如0.7至1m或0.7m或1m。

方法可以包括将井口支撑部固定至水床的表面上。

将井口支撑部结构固定至水床的表面上的步骤可以包括将井口支撑部结构刚性地固定至水床的表面上。

将井口支撑部固定至水床的表面上可以在孔已经在水床中被形成之后发生。这可以最小化在井口支撑部下方发生的冲刷的风险。

安装顺序可以最小化在井的钻孔(例如在井口支撑部被固定至海床上之后的另外的钻孔)期间发生的冲刷的风险。

将井口支撑部固定至水床的表面上可以在井套管已经被固定入水床中之后发生。

此外，如果井口支撑部使用可流动的可固化的材料例如水泥被固定至水床的表面上，那么材料可以填充任何在孔正在被形成例如被钻孔的同时已经形成(例如由于冲刷)的缝隙、孔或裂缝。

井套管可以使用可固化的材料被固定入水床中的孔中，可固化的材料在井口支撑部使用可流动的可固化的材料被固定至水床的表面上之前已经设定。可以具有两个不同的步骤，即使用可固化的材料将导管固定在孔中并且使其固化和然后将井口支撑部固定至水床的表面上并且使其固化。可选择地，将导管固定在孔中和将井口固定至水床的表面上可以在一个操作中完成。

方法可以包括通过使可固化的材料经过井套管例如导管并且进入孔中将可固化的材料提供入孔中。方法可以还包括通过使可固化的材料经过井套管例如导管，向上经过孔并且进入缝隙中将可固化的材料提供入缝隙中。因此，方法可以包括提供足够体积的可固化的材料经过井套管以填充海床中的围绕井套管的孔以及在井口支撑部结构下方的缝隙/容积，例如在隔挡部内的。

井口支撑部结构可以在井套管已经被固定在孔中之后被固定至水床的表面上。

井口支撑部结构可以在井口支撑部结构已经被连接(例如刚性地)至井口头和/或井套管之后被固定至水床的表面上。

井口支撑部结构可以在井套管被固定入海床中之后被固定至水床的表面上。

如在本文中使用的术语刚性可以意指连接在使用中在由该连接经受的法向力下不挠曲至任何实质性的程度。刚性连接可以允许力在部件之间被传递。

井口支撑部结构可以使用可流动的可固化的材料例如水泥被固定至水床的表面上。该材料可以被定位在井口支撑部结构的下侧和水床的表面之间的缝隙中。可固化的材料可以填充缝隙并且被结合至井口支撑部结构的下侧和水床的表面二者。

缝隙可以是在井口支撑部结构下方的空隙/容积，即，容积在上表面以井口支撑部结构为边界，在下侧以水床为边界，并且在外侧以和井口支撑部结构的最外的边缘表面一致的位置为边界。

提供在井口支撑部结构下方的材料可以提供用于载荷被传递至海床的承载表面。

当井套管被定位和固定在孔中时井口支撑部结构可以被定位在水床上方的一距离从而在水床的表面和井口支撑部结构的下侧之间留下缝隙。

材料例如水泥可以当在非固态中时被放置入(例如填充)缝隙并且被允许固化以提供在水床和井口支撑部结构的下侧之间的刚性连接。材料可以直接地连接在水床和井口支撑部结构之间。材料一旦固化就可以提供在井口支撑部结构和水床之间的载荷路径。载荷路径可以能够取得弯曲力矩。弯曲力矩可以在压缩和/或张紧中被适应。

方法可以包括提供隔挡部(例如模具)以提供在水床的表面和支撑部结构之间的有界容积。隔挡部可以紧贴海床密封以创造在井口支撑部结构下方的被密封的容积。如果任何开口保留在隔挡部和海床之间，那么这些开口可以通过使用另外的密封装置例如沙袋覆盖开口被密封。

可固化的液体可以被提供入该有界的和/或被密封的容积中。这可以是为了确保可固化的材料例如水泥能够有效地填充该容积。这可以确保可靠的结合在井口支撑部结构和水床之间形成。

可以具有在可固化的材料和井口支撑部结构的下侧之间的完全的接触。因此，可以被确保的是具有在井口支撑部结构下方的足够的承载能力以允许力有效地从井口头除了井套管还经过支撑部结构被传递至海床。

隔挡部可以是或包括环(例如圆柱体或任何其他的形状，例如具有正方形的或不规则的形状的横截面的环)。环可以被定位为围绕井套管以形成容积，该容积在外侧以环为边界，在内侧以井套管为边界，在底部以水床的上表面为边界并且在顶部以井口支撑部结构的下侧为边界。

环可以例如是刚性的例如钢裙部。环可以具有等于或小于缝隙的高度的高度，这可以例如是约0.5m。

隔挡部可以通过穿透表面与水床密封。这种穿透可以仅至小的程度，例如仅略微地，使得其实现密封但是不足以将组件固定至海床。这可以例如当水床的表面包括砂或泥的薄层时发生。

如果在表面不具有或具有不足够的深度的软的层，那么隔挡部可以通过在尖端的水喷射穿透入土壤/砂中，所以隔挡部能够在结构的重量下略微地穿透海床。

环可以是塑料例如聚酯环。该环可以既是硬的又是弹性的。这具有优点，即紧贴不平坦的海床密封以形成可固化的材料被提供入其中的容积可以是可能的。

隔挡部可以包括用于与水床的表面密封的弹性管。

隔挡部包括柔性的裙部，例如高强度的塑料袋。裙部可以在其的下端部被加重和/或密封至海床，例如通过链环和/或砂袋，使得其紧贴水床密封。

隔挡部可以被固定(例如夹持)至井口支撑部结构上。例如，其可以被固定至井口支撑部结构的外侧表面。

隔挡部可以是位于或邻近井口支撑部结构的周缘的滑动环或小的裙部。隔挡部可以是在井口支撑部结构的下侧的裙部。当井口支撑部结构被定位在海床的表面上方时，裙部可以支托在海床上以创造可固化的材料能够被在其中供应的有界容积。

隔挡部可以包括上文的可选择的类型的隔挡部中的一个或更多个或全部。例如，其可以包括与塑料环和/或柔性的被加重的裙部组合的刚性的裙部。

例如，刚性的裙部可以被固定至井口支撑部结构的下侧并且柔性的环/裙部可以被固定至刚性的裙部的底部。柔性的环/裙部可以紧贴水床密封。

隔挡部内的容积可以在井口支撑部结构被所述一个或更多个底座支撑的同时被可固化的材料填充。

隔挡部可以是膨胀式封隔器。其可以被安装在支撑部结构下以在固化的同时将可固化的材料保持就位。

隔挡部可以被调节，例如被下降或被膨胀，以形成容积。

容积的大小可以被确定(例如被测量或估计)并且合适的体积的可固化的材料可以被提供以填充容积以及可选择地任何其他的期望被该材料填充的空隙。

方法可以包括使用可固化的材料满地填充在井口支撑部结构下方的缝隙/容积。对于满地填充，其可以意指容积被可固化的材料整个地填充，除了不可避免的水泡和/或空气泡或其他的陷入的材料的泡，即，容积被可固化的材料如在典型的海底操作中可实现的满地填充。

方法可以包括验证在井口支撑部结构下方的缝隙被可固化的材料填充。这可以帮助确保具有在井口支撑部结构和水床之间的可靠的结合，使得力能够有效地从井口支撑部结构被传递至水床。

验证在井口支撑部结构下方的缝隙已经被填充可以包括检查可固化的材料从缝隙到达和/或经过组件中的通风部。

组件可以包括一个或更多个用于检查在井口支撑部结构下方的缝隙/空隙已经被可固化的材料填充的通风部。方法可以包括将可固化的材料提供在井口支撑部结构下方的缝隙中(例如经过井套管，如上文讨论的)直到可固化的材料在通风部中的一个或更多个或全部被探测到。通风部可以例如是在井口支撑部结构中的量油尺孔。

通风部可以还提供用于流体例如水和/或空气离开隔挡部内的被密封的容积的路径，当其被可固化的材料填充时。

这些通风部和/或另外的通风部(例如回填管)可以被用于将可固化的材料提供入缝隙中。这可以代替使用已经经过井套管的可固化的材料填充缝隙或与提供经过井套管的可固化的材料共同使用，例如以将可固化的材料在缝隙中填满。

因此，通风部可以作为到缝隙的出口和/或入口起作用。

通风部可以延伸经过井口支撑部结构。

通风部可以围绕井套管和/或井口支撑部结构的圆周分布。例如，通风部可以是围绕井套管等距的。例如，在四个通风部的情况下，它们可以是90度隔开，并且在八个通风部的情况下，它们可以是45度隔开，等等。本发明可以帮助确保具有在井口支撑部结构的下侧和水床之间的可靠的连接(即，承载表面)。这可以被实现，因为可流动的可固化的材料例如水泥在孔的钻孔已经被完成之后被提供在井口支撑部结构下方的缝隙中。可固化的材料可以在井套管已经被固定入海床中之后或同时被提供在井口支撑部结构下方。这意味着可固化的材料可以填充任何孔或围绕已经被形成的孔可能已经发生的土壤冲刷的区域并且因此确保具有良好的用于力从井口支撑部结构被传递入水床中的载荷路径。

在井口支撑部结构下方的水床可以在可固化的材料被提供以将井口支撑部结构固定至海床上之前被疏浚。这可以帮助提高在井口支撑部结构下方的承载表面的水平容量。这可以意味着被施加至井口组件的横向和弯曲载荷(例如从海底立管设备至井口头)能够被更有效地吸收入海床中。

疏浚可以还用于减少组件正在被固定在其中的海床的不平坦度和/或导致其具有减少的坡度，例如距水平3度的坡度或更少。

在井口支撑部结构和水床之间的已固化的材料可以从井套管的外侧表面(朝向组件的中心)延伸至井口支撑部结构的周缘(朝向组件的外侧)。材料可以与井口支撑部结构的下侧的大部分(例如多于50％、70％、80％或90％)接触。这可以帮助确保载荷能够有效地从井口头被传递入海床中。

井套管可以是任何被直接地固定至水床的井套管，即，可以不具有在井套管的外侧的另外的套管。井套管可以是导管套管(其可以也被称为低压力井套管)、高压力井套管和/或悬挂在/直接地附接至井口支撑部结构的管。井套管可以是例如30"、36"或42"导管套管。

井口头可以是高压力井口头。这可以是海底立管系统设备例如采油树和/或bop被安装和/或闩锁至其上的井口头。井口头可以是用于接收高压力井口头的导管头。

如果井口头是高压力井口头并且井套管是导管套管，那么高压力头可以经过导管(即，低压力)头被间接地连接至导管套管。高压力头可以支撑在导管套管内侧移动的高压力井套管。

井口支撑部结构可以具有大于井套管的外径的外径。例如，井口支撑部结构的直径可以是井口套管的直径的至少二倍、三倍、四倍、五倍、十倍或二十倍。这可以帮助确保井口支撑部结构显著地增加组件和海床之间的接触面积。

组件可以包括井口头插座。井口头插座可以是井口支撑部结构的一部分、与井口支撑部结构一体、被固定和/或焊接至井口支撑部结构。

井口头插座可以用于接收井口头。井口头可以被定位和/或锁定入井口头插座中。组件例如可以包括螺栓连接至插座和/或支撑部结构的顶部的锁定环以将井口头锁定入插座中。

插座可以包括在插座内侧的配接环。配接环可以取决于待被接收在插座中的井口头的大小或几何形状被改变。插座可以经过配接环和锁定环被连接至井口头。

井套管可以被直接地固定至井口头插座的底部。井套管可以被直接地固定至井口头的被接收在插座中的底部。

井口头插座和/或井口支撑部结构(取决于插座是否存在)可以在至少两个轴向地分离的周向位置接触井口头。这是为了确保被施加至井口头的弯曲力矩能够被传递入井口支撑部结构中。轴向地分离的周向位置可以例如被定位为使一个朝向井口头的一个端部并且另一个朝向井口头的另一个端部。井口头可以在长度的大部分上被接触，例如其的整个长度。这是为了试图确保力能够被有效地传递入井口支撑部结构中。

组件可以包括用于井口支撑部结构的从或邻近井套管的外侧至或邻近井口支撑部结构的周缘的承载表面。

因为组件被布置为使得被施加至井口头的弯曲力矩能够至少部分地经过井口支撑部结构被传递至水床，所以从井口头被传递至井套管的力的量可以被减少。

被施加至井口头的力(例如从海底立管系统)可以经过井口支撑部结构和井套管二者被传递至海床。因此，可以具有经过井口支撑部和井套管二者的组合的承载容量，而非所有的力经过井套管被导向至海床。

井口支撑部结构可以包括多个从井套管和/或井口头径向地延伸出来的梁，例如工字梁。梁可以被固定至板上。该板可以帮助确保具有可固化的材料可以被在其下供应以将井口支撑部结构固定至海床的表面上的良好的表面。板可以提供有界容积的顶部表面，在其中可固化的材料被提供在井口支撑部结构的下方。

在本发明的说明书中可以使用术语“海底”和“海床”等等。然而，本发明在除了海的其他的水体中同样可适用，例如洋、湖、河等等。这些术语因此不应该被理解为仅是指水体是海的方案，而是代替地任何井可以被定位在其的底部的水体。本文的术语水床可以是海床。

附图说明

本发明的某些优选的实施方式现在将仅以例子的方式参考附图被描述，在附图中：

图1示出了先导孔的钻孔；

图2示出了组件被定位为使得井套管在该孔中并且井口支撑部结构在海床的表面上方；

图3a和3b示出了井口头插座的细节；

图4、5和6示出了具有不同的在井口支撑部结构和海床之间的底座的井口支撑部结构；

图7示出了被封隔器支撑的组件；

图8示出了当井套管被固定在海床中时的在安装期间的组件；

图9示出了在其中井套管被固定在海床中并且井口支撑部结构被固定至海床的表面上的组件；

图10示出了在其中在井口支撑部结构下方的海床已经被疏浚并且然后井口支撑部结构被固定至已疏浚的表面上的实施方式；

图11和12示出了具有另一个类型的底座的组件；

图13示出了具有又另一个类型的底座的组件；

图14a和14b图示了具有隔挡部的组件；并且

图15更详细地示出了隔挡部。

具体实施方式

本发明涉及海底井口组件1，海底井口组件1具体地被设计用于在硬土中的使用并且被设计从而试图最小化在井口支撑部下方的土壤冲刷的问题。

组件包括连接至导管头(也被称为低气压导管头)4的井套管(在这种情况下导管套管)2，高压力井口头6被安装在其中。

在使用中(虽然未在图中的任何中示出)，井口部件例如防喷器(bop)被安装和/或闩锁在高压力井口头6上。这可以导致弯曲力矩被施加至高压力井口头6，最终地经过导管套管2被传递至海床(或任何其他的井可以被定位所在的水床)3。这可以导致对导管套管2的损坏，如果被施加至导管套管2的力过于大的话。

为了减少被施加至导管套管2的力，提供井口支撑部结构8。该井口支撑部结构8提供用于力被传递至海床3的另一个载荷路径，而非全部的力经过导管套管2。井口支撑部结构8刚性地连接至导管套管2和导管头4和高压力井口头6。

图3a和3b示出了用于用以将组件的部件连接在一起的布置的一个选项。在该选项中组件包括井口头插座10。如在图3b中示出的，井口头插座10被固定至或与井口支撑部结构8的梁一体。井套管2被固定至插座10的底部。导管头10被定位在在配接环12上的导管头中并且被螺栓连接至插座10和/或井口支撑部8的顶部的锁定环14锁定就位。

配接环12可以是可互换的，使得标准大小的插座10能够被调节以能够接收各种大小和形状的井口头4、6。相似地，锁定环14可以被按需定制以固定各种大小和形状的井口头4、6。

在3b中示出的连接器布置能够提供部件之间的刚性连接，其允许横向和弯曲力矩被高效率地从高压力井口头6传递入在插座10中的导管头4中并且然后传递入支撑部结构8中，然后最终地被传递入海床3中。

井口支撑部结构8被胶合(即，灌浆)至海床3上，如在图9和10中示出的。

在安装程序中，首先，孔在硬海床3中被钻出，如在图1中示出的。然后具有被刚性地连接的井口支撑部结构8的导管套管2被定位，使得导管套管8在被钻出的孔内并且井口支撑部结构8被定位在海床3上方的小的距离d。

水泥被提供以填充在导管套管2和海床3中的被钻出的孔之间的缝隙。水泥一旦被固化，就将导管套管2刚性地连接至海床3。组件在在导管套管2和海床3中的被钻出的孔之间的水泥固化的同时被保持竖直和/或被调平。组件也可以在水泥被提供入孔3中之前被保持竖直和/或被调平。这可以通过使用在井口支撑部结构8和海床3之间的封隔器和/或某个支撑部/底座(即，调平装置)16经过钻柱保持组件1实现。底座16可以例如是如在图4中示意性地示出的并且如在图13中示出的液压千斤顶或滑动气缸，如在图5中示出的液压支脚，如在图6中图示的万向接头，和/或如在图11和12中示出的调平螺钉。

水泥可以然后被供应以填充在海床3和井口支撑部结构8的下侧之间的空隙(即，缝隙)。如例如在图8和9中示出的，模具18，例如滑动环或从支撑部结构8的底部围绕井口支撑部结构的外侧突出的裙部或膨胀式封隔器，可以被提供作为用于水泥的包围部从而确保在井口支撑部结构8下方的空隙的合适的填充。

力能够因此从高压力井口6被传递至井口支撑部结构8并且然后经过在井口支撑部结构8下方的水泥被传递入海床3中。

在井口支撑部结构8下方的海床3可以被疏浚，如在图10中示出的。这可以提供在井口支撑部结构8的下侧和海床3的顶部之间的更大的空隙，使得已固化的水泥能够有效地在海床3的最上表面上方略微地延伸。如在图10的右手侧的三个箭头图示的，这可以允许在井口支撑部结构8下方的水泥的水平容量被增加。

图11和12示出了另一个井口组件1，包括多个(具体地在这种情况下三个)为调平螺钉的形式的底座16。这些螺钉16被设置为在井口支撑部结构8上并且穿过井口支撑部结构8。每个螺钉具有在其的上端部的rov扭矩工具20。这允许，一旦井套管2被定位在海床中的孔中，每个螺钉16的长度就被rov独立地调节。

图13示出了另一个井口组件1，包括某个数目的(在这种情况下四个)为液压调平气缸的形式的底座16。

如在图12和13中示出的，底座中的每个具有接触水床的衬垫20。每个衬垫20具有在其下侧上的棒22，棒22用于增加底座16和海床之间的摩擦从而减少底座16以及因此组件1在海床上打滑的风险。

底座16被用于将井口支撑部结构8保持距海床一距离以提供在井口支撑部结构8下方的可以被可固化的材料例如水泥填充的缝隙/容积。

这些组件1中的每个可以在井套管2已经被定位在海床中的孔中之后被底座16调平并且被保持在稳定的位置中。

这可以允许组件1以期望的取向被固定并且被稳定地保持以允许可固化的材料固化并且形成在井套管2和海床之间的可靠的结合。

虽然在图11、12和13中未示出，但是这些组件1可以与隔挡部18共同使用，隔挡部18用于形成在井口支撑部结构8下方的的封闭的容积，在其中可固化的材料被供应。

隔挡部18可以是如在图14a、14b和15中示出的。

图14b示出了经过在图14a中示出的隔挡部18的一部分的横截面。

图15示出了当其未附接至井口支撑部结构18时的隔挡部18。

该隔挡部18包括刚性的上部分24，例如钢环，和柔性的下部分26。刚性的上部分24可以被固定至井口支撑部结构8。柔性的下部分26可以被固定至刚性的上部分24并且可以在使用中紧贴海床密封。柔性的下部分可以具有被加重的下边缘，例如被链条、沙子和/或任何其他的重的材料加重，使得其紧贴海床密封。

海床、隔挡部18和井口支撑部结构8的下侧可以共同地界定在安装期间被可固化的材料例如水泥填充的缝隙(即，容积)。可固化的材料固化以形成在海床3和井口支撑部结构8的下侧之间的刚性连接。

期望的是可固化的材料整个地填充缝隙(即，填充容积的大部分，除了不可避免的空气泡或水泡)。

安装组件1的方法包括验证可固化的材料已经填充隔挡部18内的缝隙。这通过组件1具有多个延伸经过井口支撑部结构8进入在下方的容积中的通风部28被实现。在图11、12和13中示出的组件1中具有八个这样的通风部28，如在图11中最好地看到的。

方法可以包括使用可固化的材料例如水泥填充在井口支撑部结构8下方在隔挡部18内的缝隙，直到可固化的材料经过通风部28中的一个或更多个或全部返回。

另外地和/或可选择地，通风部28和/或在图中未示出的延伸入缝隙中(例如经过井口支撑部结构)的另外的通风部可以被使用以将可固化的材料供应入缝隙中。这可以可选择地或另外地用以使用经过井套管提供的可固化的材料填充缝隙。

组件1可以还包括连接至井套管内的环形部的多个水泥返回管线30，环形部被水泥填充，如在海底井口安装中已知的。因为组件被布置为使得被施加至井口头4、6的弯曲力矩能够至少部分地经过井口支撑部结构8被传递至海床3，所以从井口头4、6被传递至井套管2的力的量可以被减少。此外，考虑到井口支撑部结构8在孔已经被钻出并且导管套管已经被定位在海床中之后被胶合至海床3上，可以确保在井口支撑部结构8下方的可靠的承载表面，即使在硬土中。