海上钻井的隔水导管打桩装置.pdf

本发明公开了一种海上钻井的隔水导管打桩装置，包括模块钻机以及装在所述模块钻机上的打桩锤、吊卡部件，还包括隔水导管以及隔水导管打桩鞋，所述隔水导管具有用于所述隔水导管之间相互连接的接头，所述隔水导管打桩鞋连接在隔水导管的最前端。在本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置中，采用模块钻机代替作业费用昂贵的浮吊打桩设备，具有较好的经济效益。

1.  一种海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，包括模块钻机以及装在所述模块钻机上的打桩锤、吊卡部件，还包括隔水导管以及隔水导管打桩鞋，所述隔水导管具有用于所述隔水导管之间相互连接的接头，所述隔水导管打桩鞋连接在隔水导管的最前端。

2.  根据权利要求1所述的海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，所述隔水导管上的接头的外直径与所述隔水导管的管体的外直径相同，所述接头的外表面设有沿周向延伸的环形卡槽，所述吊卡部件具有与所述环形卡槽适配的凸齿。

3.  根据权利要求2所述的海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，所述接头的外表面具有一道或两道卡槽，所述吊卡部件包括两个半环部，两个半环部的一端通过销轴铰接，另一端设有锁固结构。

4.  根据权利要求4所述的海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，所述锁固结构包括设置在两个半环部上的连接耳，所述连耳上设有插孔，所述锁固结构还包括与所述插孔适配的插销。

5.  根据权利要求5所述的海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，所述锁固结构还包括保险绳，所述保险绳一端连接在半环部上，另一端连接在所述插销上。

6.  根据权利要求1所述的海上钻井的隔水导管打桩装置，其特征在于，所述隔水导管打桩鞋包括依次相连的连接部、锥形部、带有合金齿的头部，所述连接部的外直径与所述隔水导管的外直径相同。

海上钻井的隔水导管打桩装置
技术领域
本发明涉及海上钻井打桩设备，更具体地说，涉及一种海上钻井的隔水导管打桩装置。
背景技术
隔水导管是海洋石油钻井作业中使用的一种器材，主要作用是在钻井时建立钻井液循环通道，支持套管和井口采油树的重量，下入方式一般分钻入式和锤入式，在海上油气田开发时多采用锤入式。海上生产平台隔水导管打桩作业通常在导管架安装结束后，采用浮吊进行打桩，但由于浮吊资源紧张，日费昂贵，常常会出现浮吊工期影响油田开发的问题。锤入式的隔水导管一般采用两种连接方式，一种是采用焊接方式，优点是接头的外径与导管的外径相同，便于导管的锤入和保证地层对导管外壁的粘附力，缺点是焊接所需要的时间较长，每个接头一般需要3-4小时才能完成，并且焊接的质量难以完全保证，对整个导管串的强度有较大影响；另一种是采用接头台肩悬挂导管，如图1所示，用丝扣连接的方式，优点是作业效率比较高，一般每个接头只需要2-3分钟即可完成连接，缺点是接头外径大于导管的外径，容易造成导管难以锤入至有效深度，并且降低了地层对导管外壁的粘附力，相应就降低了导管所能支持的重量。此外，隔水导管打桩鞋也是影响隔水导管打桩作业的一个重要因素，对隔水导管的顺利下入起着非常重要的作用。现有的隔水导管打桩鞋与隔水导管连接处具有一台阶面，在隔水导管的入泥过程中，不利于隔水导管周围的泥土的扩散，给隔水导管的下入带来较大的阻力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海上钻井的隔水导管打桩装置，已解决现有采用浮吊打桩成本较大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种海上钻井的隔水导管打桩装置，包括模块钻机以及装在所述模块钻机上的打桩锤、吊卡部件，还包括隔水导管以及隔水导管打桩鞋，所述隔水导管具有用于所述隔水导管之间相互连接的接头，所述隔水导管打桩鞋连接在隔水导管的最前端。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述隔水导管上的接头的外直径与所述隔水导管的管体的外直径相同，所述接头的外表面设有沿周向延伸的环形卡槽，所述吊卡部件具有与所述环形卡槽适配的凸齿。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述接头的外表面具有一道或两道卡槽。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述吊卡部件包括两个半环部，两个半环部的一端通过销轴铰接，另一端设有锁固结构。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述锁固结构包括设置在两个半环部上的连接耳，所述连耳上设有插孔，所述锁固结构还包括与所述插孔适配的插销。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述锁固结构还包括保险绳，所述保险绳一端连接在半环部上，另一端连接在所述插销上。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述隔水导管打桩鞋包括依次相连的连接部、锥形部、带有合金齿的头部。
在本发明所述的海上钻井的隔水导管打桩装置中，所述连接部的外直径与所述隔水导管的外直径相同。
实施本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置，具有以下有益效果：在本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置中，采用模块钻机代替作业费用昂贵的浮吊打桩设备，具有较好的经济效益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置的打桩锤的结构示意图；
图2是现有的隔水导管接头结构示意图；
图3是本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置的隔水导管的接头结构示意图；
图4a是本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置的吊卡部件的结构示意图；
图4b图a中A-A剖面图；
图5是本发明的隔水导管打桩鞋的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置利用模块钻机替代现有的浮吊打桩作业装置，并对隔水导管以及隔水导管打桩鞋进行了改进，提高了隔水导管打桩作业的效率。
参看图1至图5，本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置，包括模块钻机(未示出)以及装在所述模块钻机上的打桩锤3、吊卡部件2，还包括隔水导管1以及隔水导管打桩鞋4，隔水导管1具有用于所述隔水导管之间相互连接的接头I11、接头II12，隔水导管打桩鞋4连接在隔水导管1的最前端。
本发明中的模块钻机是目前海洋钻井使用的模块钻机，并未对其结构进行特殊改进，在此不再详述其结构。
图1示出了本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置的打桩锤3、吊卡部件2，以及隔水导管1，打桩锤3以及吊卡部件2通过绳索吊设在模块钻机上。
参看图3，为了方便隔水导管1的连接，在本发明中，对隔水导管的接头进行了改进，在本发明中，隔水导管1之间采用丝扣连接，连接时隔水导管的接头11插入另一隔水导管的接头II12，通过丝扣连接在一起，接头连接只需要2-3分钟即可完成，大大节省时间，提高了效率；同时为了减小锤入阻力，接头I11和接头II12的外径与隔水导管1的管体直径相同；为了方便的吊装隔水导管1，在隔水导管1的接头II12上设有沿周向延伸的卡槽13，吊卡部件2上具有与卡槽13适配的凸齿25，用于卡紧隔水导管1。卡槽13可以是一道或者多道，优选两道。
参看图4a和图4b，吊卡部件2包括两个半环部21、22，两个半环部21、22的一端通过接轴23铰接，另一端设置有锁固结构。该锁固结构包括设置在两个半环部21、22上的连接耳211、221，连接耳上设有插孔，插孔内插有插销24，以实现对连接部21、22的锁固。为了防止插销丢失， 在半环部21或半环部22上设有保险绳26，保险绳26与插销24连接。
参看图5，为了使隔水导管1更易锤入，本发明对隔水导管打桩鞋5也做了改进，如图所示，隔水导管打桩鞋5包括从上到下依次连接成一体的连接部51、锥形部52和带有合金齿的头部53。为了方便锤入，连接部51的外直径与隔水导管1的外直径相同，避免在接头处形成台阶，以给锤入带来阻力，锥形部52有利于锤入，而带有合金齿的头部53采用高强度的合金，具有更高的强度，在锤入的过程中不易卷曲变形。
本发明的海上钻井的隔水导管打桩装置，在作业时，还综合最小入泥深度的确定、可锤入性分析、打桩锤优化选型等技术，其中最小入泥深度确定考虑了群桩效应的影响，可减少锤入深度5-6米；可锤入性分析优化打桩锤型号，确保隔水导管锤入至设计深度。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。