[發明專利]深水筒型基礎及其水下安裝方法

在審

• 申請號: 201710513602.0
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107268671A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 闞長賓;楊進;王占勝;于曉聰;胡昌蓬;許鑫;周波;吳怡;徐國賢;趙育祥;胡南丁;孟菊;劉爽;曲雯
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E02D27/52
• 分類號: E02D27/52
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 黨曉林,陳燁

技術領域

本發明涉及深水、超深水油氣田開發工程建設及水下工程技術領域，特別涉及一種深水筒型基礎及其水下安裝方法。

背景技術

筒型基礎最早是在20世紀60年代提出，80年代初才開始在工程中獲得實現，后續由于其經濟性、有效性、可靠性及結構的工程技術優越性在此之后得到迅速發展。目前，筒型基礎已是應用最為廣泛的一種錨泊、系泊基礎，廣泛應用于導管架平臺基礎、半潛式平臺基礎、深水水下生產系統基礎等中。

在結構上，筒型基礎一般為頂端封閉、下端敞開的倒置筒狀或倒置杯狀的鋼制結構。按照施工安裝方法分類，筒型基礎的海上貫入施工安裝方法主要有壓入法和吸入法兩種形式。

其中，壓入法施工過程主要靠在筒型基礎上施加一定的壓入載荷，隨著筒型基礎內的水逐漸排出而將整個筒型基礎側壁嵌入海底土體中，然后封閉排水口靜置后完成施工過程。

吸入法施工是利用負壓原理，首先吊放筒型基礎至海底并依靠自重使土體下緣嵌入土體中；當筒內形成封閉狀態后，借助設置在頂端筒蓋上的潛水泵向外抽水，并使同一時間內抽出的水量超過自底部滲入筒內的水量，造成筒型基礎內部壓力降低。當由筒型基礎的內、外壓差形成的壓入作用力作用在上筒蓋后，且該垂直向下的壓力超過海底泥土對筒型基礎側壁阻力時，筒型基礎即被不斷的壓入海底土體中。當筒蓋地面與海底泥面接觸而使垂向方向達到力學平衡時筒型基礎貫入工作結束。

然而，隨著水深的增加，筒型基礎的施工安裝方法將有一定的局限性，或者說，目前的筒型基礎利用現有的施工安裝方法還無法滿足深遠海安裝與施工的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種深水筒型基礎及其水下安裝方法，可應用深水鉆井平臺的井架及鉆桿配合作業，實現對筒型基礎進行深水水下安裝作業,滿足深遠海安裝與施工的需要。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

一種深水筒型基礎，包括：

中空的筒體，所述筒體具有相對的頂端和底端，其中，所述頂端為封閉端，所述底端為敞口端；在所述頂端設置有用于連接鉆桿送入工具的連接頭；其中，所述鉆桿送入工具能向設置有所述連接頭的筒體施加軸向和周向載荷；

所述筒體的側壁上設置有螺旋翼板；所述螺旋翼板的旋轉方向與所述鉆桿送入工具的旋轉方向相同；其中，所述螺旋翼板具有相對的起始上端和終止下端，所述終止下端至所述敞口端具有預定距離；

所述筒體上還設置有排水閥，所述排水閥與所述筒體內部相連通，能將所述筒體內部的水排出；

所述筒體上還設置有懸吊件。

在一個優選的實施方式中，所述連接頭具有相對的上端和下端，所述連接頭的上端形成有導向部。

在一個優選的實施方式中，所述連接頭與所述鉆桿送入工具的連接方式為卡接，所述鉆桿送入工具的末端設置有卡鉤結構；所述連接頭內設置有卡槽結構，所述卡鉤結構能卡合在所述卡槽結構內。

在一個優選的實施方式中，所述卡槽結構包括：在靠近所述連接頭的下端且沿著所述筒體自頂端至底端的軸向延伸方向形成的軸向槽和與所述軸向槽相貫通的徑向槽。

在一個優選的實施方式中，所述卡槽結構為多個，沿著所述連接頭的周向均勻分布。

在一個優選的實施方式中，所述懸吊件為多個，多個所述懸吊件均勻分布在所述頂端。

在一個優選的實施方式中，所述排水閥的個數為多個，多個所述排水閥均勻分布在所述頂端。

在一個優選的實施方式中，所述螺旋翼板為雙螺旋結構。

在一個優選的實施方式中，所述螺旋翼板為多螺旋結構。

一種深水筒型基礎的水下安裝方法，包括：

將筒型基礎鉆桿送入工具與深水筒型基礎的連接頭相連接，并打開所述深水筒型基礎上的排水閥；

依次連接加重鉆鋌和送入鉆桿形成用于將所述深水筒型基礎下入海底泥面的鉆桿管柱；

利用所述深水筒型基礎的自重將筒型基礎的側壁下緣沉入海底土體至預定深度；

釋放鉆井平臺大鉤懸重，使帶有加重鉆鋌桿桿柱的部分重力施加于所述深水筒型基礎的頂端；當所述深水筒型基礎的側壁上的螺旋側翼的終止下端與海底土體接觸后，保持所述大鉤懸重載荷，至所述深水筒體基礎的重力與摩擦力平衡；

維持所述大鉤懸重在預定值，并以預定轉速轉動并下送鉆桿管柱至所述深水筒型基礎的頂端接觸海底土體；

解脫鉆桿送入工具，上提鉆桿管柱，關閉所述深水筒型基礎上的排水閥。

在一個優選的實施方式中，所述鉆桿管柱的旋轉方向為順時針，與所述螺旋翼板的螺旋方向相同。