[發(fā)明專利]一種深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置及深水表層導(dǎo)管裝置

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• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114151023A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李炎軍;劉和興;傅超;徐一龍;熊永衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中海石油（中國）有限公司湛江分公司;中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: E21B17/01
• 分類號: E21B17/01;E21B43/013;E21B7/20;E21B7/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 臧微微;韓嫚嫚

本發(fā)明提供了一種深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置及深水表層導(dǎo)管裝置，包括：管體，限定一中心軸線；滑動套，能軸向滑動地套接在管體外；多個承載板，圍繞管體間隔布置，各承載板分別與管體鉸接，以繞鉸接點在一收回位置和一張開位置之間往復(fù)擺動，承載板處于張開位置時與中心軸線之間的夾角，大于處于收回位置時與中心軸線之間的夾角，各承載板分別與滑動套通過連動桿連接，滑動套的滑動運(yùn)動和承載板的擺動運(yùn)動通過連動桿傳遞和轉(zhuǎn)換。本發(fā)明通過設(shè)置能張開和收回的多個承載板，能有效提高地層承載力，自動化程度高，可操控性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，時效性高，經(jīng)濟(jì)成本低，安全可靠性高，可重復(fù)使用，為海上鉆井作業(yè)節(jié)省時間及成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋工程鉆井裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置及深水表層導(dǎo)管裝置。

背景技術(shù)

天然氣水合物，是天然氣和水在低溫高壓條件下形成的一種主要成分為甲烷的固體化合物，通常位于海底以下幾十米到300m以內(nèi)的淺部地層，超過90％的儲量分布于水深超過800米的深水海域。在海洋深水油氣田開發(fā)過程中，實施深水表層噴射鉆井作業(yè)時，鉆桿與鉆頭連接在一起形成噴射管柱，并由鉆頭噴嘴處噴射出高速流體沖擊擾動周圍地層以形成井眼，從而下入表層導(dǎo)管。

然而，在含天然氣水合物地層中進(jìn)行噴射下表層導(dǎo)管作業(yè)時，噴射范圍內(nèi)及其附近區(qū)域地層中的天然氣水合物將會發(fā)生分解，并不斷地釋放出大量的甲烷氣體和水，致使其分解區(qū)的孔隙壓力迅速上升，地層的有效應(yīng)力大幅度降低，進(jìn)而導(dǎo)致地層的強(qiáng)度及穩(wěn)定性大幅下降，表層導(dǎo)管與地層的側(cè)向摩阻力也隨之降低。而表層導(dǎo)管及其上的水下井口具有承擔(dān)井口載荷并懸掛各層套管的作用，其承載力主要由地層提供，當(dāng)井口載荷超過了水合物分解后地層所能夠提供的承載力，將導(dǎo)致井口下沉、甲烷逸散、海底沉陷等嚴(yán)重的作業(yè)事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及海洋環(huán)境污染。

為了提高地層的承載力，通常采用的方法是增加導(dǎo)管下入深度，延長導(dǎo)管下入后的等候時間，但此種方式時效性較差，經(jīng)濟(jì)成本較高，作業(yè)風(fēng)險及作業(yè)難度大，將給后續(xù)鉆井作業(yè)及深水油氣田生產(chǎn)留下巨大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置及深水表層導(dǎo)管裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)通過增加導(dǎo)管下入深度、延長導(dǎo)管下入后的等候時間來提高地層承載力所存在的時效性差，經(jīng)濟(jì)成本高，風(fēng)險系數(shù)大的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，包括：管體，限定一中心軸線；滑動套，能軸向滑動地套接在所述管體外；多個承載板，圍繞所述管體間隔布置，各所述承載板分別與所述管體鉸接，以繞鉸接點在一收回位置和一張開位置之間往復(fù)擺動，所述承載板處于所述張開位置時與所述中心軸線之間的夾角，大于處于所述收回位置時與所述中心軸線之間的夾角，各所述承載板分別與所述滑動套通過連動桿連接，所述滑動套的滑動運(yùn)動和所述承載板的擺動運(yùn)動通過所述連動桿傳遞和轉(zhuǎn)換。

如上所述的深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，其中，所述承載板處于所述收回位置時與所述中心軸線之間的夾角大于0°且小于或等于30°。

如上所述的深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，其中，所述承載板處于所述張開位置時與所述中心軸線之間的夾角不大于90°。

如上所述的深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，其中，所述承載板處于所述張開位置時與所述中心軸線之間的夾角等于90°。

如上所述的深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，其中，所述管體通過固定于其外側(cè)壁上的多個支承件與多個所述承載板鉸接，所述支承件使所述承載板與所述管體之間保持間隔。

如上所述的深水表層導(dǎo)管承載力加強(qiáng)裝置，其中，所述滑動套包括筒體和凸臺，所述筒體與所述管體滑動配合，所述凸臺由所述筒體的外側(cè)壁徑向向外凸出，且沿所述筒體的周向延伸，各所述連動桿分別與所述凸臺鉸接。