CN113323606A - 适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置及装配方法，其中，装置包括替打悬挂器，所述替打悬挂器的内腔中套设有激发衬套，所述替打悬挂器与所述激发衬套螺纹滑动连接，所述激发衬套内套设有弹簧套，所述弹簧套与所述激发衬套轴向滑动连接并将两者径向定位于所述的替打悬挂器内，所述弹簧套的下端部可用于套抓提吊低压井口，所述替打悬挂器被配置成当其相对激发衬套旋转时，驱动激发衬套轴向上下移动，以使弹簧套和激发衬套两者紧固连接或分离，进而实现低压井口的提吊或脱放。本发明无需人员、设备进行下水作业；无需钻一开表层井眼；有效降低作业难度，提高作业效率，同时减少环境污染。

Description

适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置及装配方法

技术领域

本发明涉及海上油气资源开采技术领域，具体是关于一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置及装配方法。

背景技术

现阶段海上油井的生产及作业，除深水井以外，其余大部分为海上平台进行作业，海上平台设计区块位置有可能位于民用航道或者军用航道等特殊情况，从而影响对海上油田的进一步开发。

传统的海上油气资源开采方法是通过固定平台或浮式生产设施，所需要的生产设备，如分离器和增压泵等，都位于上层，而开发深水或偏远海域时，建造传统的生产设施价格昂贵。

水下生产技术尤其对于边际油田的开发具有不可或缺的作用，边际油田地理位置及各项资源条件对于油田的开发都是巨大的挑战，因此水下井口及采油系统显得更加重要,而水下采油设备等安装作业离不开表层导管及水下井口。

现阶段将水下井口放置于水下泥线位置的作业有两种比较成熟的作业方式：第一种是泥线悬挂器结合回接装置，此类结构及作业工具需要安装采油树，工艺复杂、工期长较长；第二种是钻一开表层井眼，下入表层导管及低压井口，继续开钻及下套管，虽然作业工序简单，工期短，但其成本高。

由于上述两种方案在施工时需要先进行钻井一开作业，再在泥线位置放置低压井口、固井作业，最后下放高压井口等各种工具，因此在施工工程中还存在有下述问题：

1、钻井一开作业无任何防护，容易造成海洋污染；

2、钻井一开之前需要下井口基盘作为一开钻井定位，定位具有非常大的间隙，钻杆具有柔性，在一开作业过程中钻出的井眼歪斜导致表层导管不正等情况，影响施工效率；

3、表层导管需要固井作业，风浪条件下进行施工作业具有较高的难度，并且固井水泥中含有少量可对环境造成污染的成分，会进一步对环境造成污染。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一目的是提供一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，该连接装置采用组装式结构，锤入施工作业方法进行施工，无需人员、设备进行下水作业，无需钻一开表层井眼，有效降低作业难度，提高作业效率，同时减少环境污染。

本发明的第二目的是提供一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置的装配方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，包括替打悬挂器，所述替打悬挂器的内腔中套设有激发衬套，所述替打悬挂器与所述激发衬套螺纹滑动连接，所述激发衬套内套设有弹簧套，所述弹簧套与所述激发衬套轴向滑动连接并将两者径向定位于所述的替打悬挂器内，所述弹簧套的下端部可用于套抓提吊低压井口，所述替打悬挂器被配置成当其相对激发衬套旋转时，驱动激发衬套轴向上下移动，以使弹簧套和激发衬套两者紧固连接或分离，进而实现低压井口的提吊或脱放。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，当所述替打悬挂器逆时针旋转时，所述激发衬套轴向上移将所述弹簧套紧固连接，进而提吊低压井口；当所述替打悬挂器顺时针旋转时，所述激发衬套轴向下移将所述弹簧套分离，进而将低压井口脱放。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，在位于所述激发衬套上端口的替打悬挂器内壁上嵌套有锁紧环，当所述激发衬套轴向上移时，所述锁紧环受挤压逐渐移入激发衬套与弹簧套之间将两者紧固为一体，当所述激发衬套轴向下移时，所述锁紧环逐渐移出所述激发衬套与所述弹簧套之间并使两者分离。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，在所述低压井口下端设置有止挡弹簧套转动的承载环，所述承载环上端设置有止挡部，同时所述弹簧套下端设置有弹性部，所述弹簧套的弹性部插入所述承载环的止挡部以相互止挡。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，所述替打悬挂器为上下贯通的桶状结构，所述替打悬挂器内壁上设置有用于连接驱动激发衬套的内螺纹；同时所述替打悬挂器内壁上还设置有环状凸圈，在位于所述环状凸圈下侧的替打悬挂器内壁上设置有内锥面；所述激发衬套为筒状结构，所述激发衬套上端口内周设置有外锥面，在位于所述外锥面下侧的激发衬套内周面上开设有可嵌入锁紧环的第一凹槽；所述激发衬套的外周面上开设有至少一个L型通槽，同时所述激发衬套的外周面上还设置有与替打悬挂器上的内螺纹连接配合的外螺纹；所述弹簧套为筒状结构，所述弹簧套上端部外周面上开设有可嵌入锁紧环的第二凹槽，在位于所述第二凹槽下端的弹簧套外周面上设置有可分别嵌入所述激发衬套上L型通槽的定位凸起；所述弹簧套的弹性部为具有径向伸缩的延周向阵列设置的若干个梳状弹性齿条，所述每个梳状弹性齿条的下端具有提吊凸块；所述承载环为环状凸台结构，所述承载环的凸台外侧具有向外延伸的用于承载替打悬挂器的外环面，所述承载环的止挡部为所述外环面上周向阵列设置的可分别容纳每个梳状弹性齿条的齿槽；所述锁紧环为卡环状结构。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，所述激发衬套轴向上移时，所述替打悬挂器的内锥面、激发衬套的第一凹槽及弹簧套的第二凹槽围合形成闭合槽孔，所述锁紧环嵌入所述闭合槽孔时将激发衬套和弹簧套紧固连接；所述激发衬套轴向下移时，闭合槽孔分离，所述锁紧环脱离所述闭合槽孔时将弹簧套和激发衬套分离。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，所述激发衬套上的L型通槽圆周等距阵列设置于所述激发衬套的外周面上；所述弹簧套上的定位凸起圆周等距阵列设置于所述弹簧套的外周面上，所述弹簧套上的每个定位凸起可分别嵌入对应的L型通槽内且延L型通槽移动；所述弹簧套上的梳状弹性齿条圆周等距阵列设置，所述承载环上的齿槽圆周等距阵列设置，所述弹簧套上每个梳状弹性齿条可分别嵌入所述承载环上的齿槽内以相互止挡。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，在位于所述锁紧环上端的替打悬挂器内壁上开设有密封凹槽，所述的密封凹槽内嵌套有橡胶密封圈。

所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，优选地，所述锁紧环的环体上开设有缺口以形成C型卡环结构。

本发明所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置的装配方法，包括下述步骤：

1)装配组装装置：将替打悬挂器和承载环分别连接至对应的各表层导管上，将橡胶密封圈、锁紧环依次安装在替打悬挂器内，将弹簧套套装进激发衬套内并将两者作为整体安装进替打悬挂器内；

2)下放组装装置套压低压井口：将安装好的组装装置吊装至低压井口头上方，将弹簧套套压在低压井口上将低压井口套住；

3)下放组装装置对接承载环：继续下放组装装置至弹簧套下端接触承载环，顺时针旋转替打悬挂器至弹簧套的定位凸起移动到L型通槽的轴向通槽内，然后继续下放至替打悬挂器与承载环即将接触；

4)锁紧弹簧套：逆时针旋转替打悬挂器，驱动挤压锁紧环向内收缩移入激发衬套与弹簧套之间并将两者紧固连接；

5)向上提吊组装装置验证是弹簧套否锁紧：将替打悬挂器向上提拉至弹簧套接近低压井口，用弹簧套对低压井口进行提吊；满足提吊，执行下一步骤；不满足，执行步骤4)；

6)打桩施工：将组装装置下放至替打悬挂器接触承载环时，即可进行打桩作业施工。

7)拆卸：顺时针旋转上部表层导管使锁紧环复位，然后上提上部表层导管及组装装置，此时弹簧套向下滑落，遇到低压井口时脱开。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明的连接装置可对钻井平台与表层导管进行连接，具有可装配性，同时采用锤入施工作业方法替代钻入法作业进行施工，无需人员、设备进行下水，有效降低作业难度，提高作业效率，有利于解决海上风浪期作业时间有限的问题。

2、本发明的连接装置可通过更换弹簧套单个配件，即可进行不同规格的表层导管作业；不仅可作为提吊工具使用，也可以作为打桩作业工具使用，适用性广泛。

3、本发明的连接装置回收作业方便，不需要潜水员及机械设备下水观测，在钻井平台即可观察脱开情况，当表层导管及低压井口下入完成后可通过上部管柱进行二开作业，形成泥浆循环通道，减少海上钻井作业污染。

附图说明

图1为本发明实施例的组装结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为本发明实施例替打悬挂器剖视结构示意图。

图4为本发明实施例激发衬套的剖视结构示意图。

图5为图4的A部局部放大示意图。

图6为图4的等轴侧视图。

图7为本发明弹簧套的剖视结构示意图。

图8为图7的等轴侧视图。

图9为图8的B部局部放大示意图。

图10为本发明的承载环的剖视结构示意图。

图11为图10的等轴侧视图。

图12为本发明的锁紧环结构示意图。

图13为本发明的锁紧环横截面结构示意图。

图中各附图标记为：

1-上部表层导管；2-替打悬挂器；021-密封凹槽；022-内锥面；023-内螺纹面；024-环状凸圈；3-激发衬套；031-外螺纹面；032-L型通槽；033-第一凹槽；034-外锥面；4-弹簧套；041-第二凹槽；042-定位凸起；043-梳状弹性齿条；0431-提吊凸块；5-低压井口；6-中部表层导管；7-承载环；071-外环面；072-齿槽；8-下部表层导管；9-锁紧环；091-缺口；10-橡胶密封圈。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1和图2所示，本发明提供的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，该连接装置包括替打悬挂器2，替打悬挂器2内腔中套设有激发衬套3，替打悬挂器2与激发衬套3螺纹滑动连接。激发衬套3内套设有弹簧套4，弹簧套4与激发衬套3轴向滑动连接并将两者径向定位于替打悬挂器2内，弹簧套4的下端部可用于套抓提吊低压井口5。替打悬挂器2被配置成当其相对激发衬套3旋转时，驱动激发衬套3上下移动，以使弹簧套4和激发衬套3两者紧固连接或分离，进而实现低压井口5的提吊或脱放。

在上述实施例中，优选地，当替打悬挂器2逆时针旋转时，激发衬套3轴向上移将弹簧套4紧固连接，进而提吊低压井口5；当替打悬挂器2顺时针旋转时，激发衬套3轴向下移将弹簧套4分离，进而将低压井口5脱放。

在上述实施例中，优选地，在位于激发衬套3上端口的替打悬挂器2内壁上嵌套有锁紧环9，当激发衬套3轴向上移时，锁紧环9受挤压逐渐移入激发衬套3与弹簧套4之间将两者紧固为一体；当激发衬套3轴向下移时，锁紧环9逐渐移出激发衬套3与弹簧套4之间并使两者分离。

在上述实施例中，优选地，在低压井口5下端设置有止挡弹簧套4转动的承载环7，承载环7上端设置有止挡部，同时弹簧套4下端设置有弹性部，弹簧套4的弹性部插入承载环7的止挡部以相互止挡。

需要说明的是，其中替打悬挂器2上端连通有上部表层导管1，承载环7上端通过中部表层导管6与低压井口5相连通，承载环7下端连通有下部表层导管8，替打悬挂器2、激发衬套3及弹簧套4依次嵌套设置在承载环7上端的中部表层导管6和低压井口5的外周。

在上述实施例中，优选地，替打悬挂器2为上下贯通的桶状结构，替打悬挂器2内壁上设置有用于连接驱动激发衬套3的内螺纹，替打悬挂器2内壁上设置有环状凸圈024，在位于环状凸圈下侧的替打悬挂器2内壁上设置有内锥面022。

激发衬套3为筒状结构，激发衬套3上端口内周设置有外锥面034，在位于外锥面034下侧的激发衬套3内周面上开设有可嵌入锁紧环9的第一凹槽033；激发衬套3的外周面上开设有至少一个L型通槽032，同时激发衬套3的外周面上还设置有与替打悬挂器2上的内螺纹连接配合的外螺纹。

弹簧套4为筒状结构，弹簧套4上端部外周面上开设有可嵌入锁紧环9的第二凹槽041，在位于第二凹槽041下端的弹簧套4外周面上设置有可分别嵌入激发衬套L型通槽032的定位凸起042。弹簧套4的弹性部为具有径向伸缩的延周向阵列设置的若干个梳状弹性齿条043，弹簧套4上每个梳状弹性齿条043的下端具有提吊凸块0431。

承载环7为环状凸台结构，承载环7的凸台外侧具有向外延伸的用于承载替打悬挂器2的外环面071，承载环7的止挡部为外环面071上周向阵列设置的可分别容纳弹簧套4上每个梳状弹性齿条043的齿槽072。

锁紧环9为卡环状结构。

在上述实施例中，优选地，激发衬套轴向上移时，替打悬挂器的内锥面022、激发衬套的第一凹槽033及弹簧套的第二凹槽041围合形成闭合槽孔，锁紧环9嵌入闭合槽孔时将激发衬套3和弹簧套4紧固连接；激发衬套轴向下移时，闭合槽孔分离，锁紧环9脱离闭合槽孔时将激发衬套3和弹簧套4分离。

在上述实施例中，优选地，激发衬套上的L型通槽032圆周等距阵列设置于激发衬套3的外周面上，弹簧套上的定位凸起042圆周等距阵列设置于弹簧套4的外周面上，每个定位凸起042可分别嵌入对应的L型通槽032内并可延L型通槽移动，弹簧套4上的梳状弹性齿条043圆周等距阵列设置；承载环7上的齿槽072圆周等距阵列设置，弹簧套4上每个梳状弹性齿条043可分别嵌入承载环7上对应的齿槽072内以相互止挡。

在上述实施例中，优选地，在位于锁紧环9上端的替打悬挂器2内壁上开设有密封的凹槽021，密封凹槽021内嵌套有橡胶密封圈10。

需要说明的是，如图3所示，其中替打悬挂器2桶状结构的内腔呈钟型，其内腔下端径向从上到下依次成台阶状递增。替打悬挂器内的密封凹槽021上下间隔设置为2层，2层密封凹槽021相互平行。每层的密封凹槽021内均嵌入橡胶密封圈10。当低压井口5移动至替打悬挂器2上端时，2层橡胶密封圈10上下分别嵌套于替打悬挂器2与低压井口5之间将两者径向密封。

在位于靠近下层密封凹槽021下端的替打悬挂器2内周面上设置有部分内螺纹面023，替打悬挂器2上的内螺纹设置在内螺纹面023上，内螺纹为左旋内螺纹。

替打悬挂器的内锥面022设置在内螺纹面023上端和下层密封凹槽021下端的替打悬挂器内周面上，替打悬挂器的内锥面022形成一定的倾斜角度与锁紧环9外形面相互贴合，以便锁紧环9受到激发衬套的外锥面034挤压时伸缩移动。替打悬挂器的环状凸圈024设置在替打悬挂器的内锥面022上端，替打悬挂器的环状凸圈024用于阻挡弹簧套4延激发衬套3上移进入替打悬挂器2上端部内腔。

如图4至图6所示，其中激发衬套3外周面具有与替打悬挂器上的内螺纹面023连接配合的外螺纹面031，激发衬套3外周面上的外螺纹则设置在外螺纹面031上，外螺纹为左旋外螺纹，其可与内螺纹面023上设置的左旋内螺纹配合连接。

激发衬套的L型通槽032延激发衬套3外周周向等距阵列设置有4个，4个L型通槽032依次轴向设置在激发衬套3的外周面上，每个L型通槽032均由径向通槽和轴向通槽连通组成，并且轴向通槽的长度大于与径向通槽的长度。激发衬套上的第一凹槽033下侧槽面具有与锁紧环9外形匹配的倾斜角度,第一凹槽033的下侧槽面可与锁紧环9外形面相贴合，第一凹槽033上侧的激发衬套3内周端部具有向外周倾斜的外锥面034，外锥面034倾斜角度与锁紧环9外形面可相互贴合，以便激发衬套的外锥面034向上挤压锁紧环9。

如图7至图9所示，其中弹簧套4上的第二凹槽041上、下侧槽面具有与锁紧环9外形匹配的倾斜角度，以便第二凹槽041上、下侧的槽面与锁紧环9外形面相互贴合。

弹簧套外周面上的定位凸起042延弹簧套4外周圆周等距阵列设置有4个，4个定位凸起042可分别嵌入激发衬套3上的4个L型通槽032内并与L型通槽032相互配合。每个定位凸起042的宽度略小于其嵌入的L型通槽032轴向通槽的宽度，定位凸起042的厚度略小于其嵌入的L型通槽032径向通槽的宽度，定位凸起042向外侧凸起的长度略小于其嵌入的L型通槽032的槽深，以便定位凸起042在L型通槽032轴向和径向移动。

当弹簧套4套在激发衬套3内时，定位凸起042嵌入L型通槽032中并可分别在L型通槽中延L型通槽032的轴向通槽轴向移动和延径向通槽径向移动。

弹簧套4下端的梳状弹性齿条043依次等间距圆周阵列设置围合成一周，梳状弹性齿条043下端的提吊凸块0431上端具有向内周方向延伸的上斜面，提吊凸块0431下端具有向内周方向延伸的下斜面。

当弹簧套4松弛向下移动时，在重力的作用下，弹簧套4上所有提吊凸块0431的下斜面带动梳状弹性齿条043向外逐渐扩张套设在低压井口5的外部，弹簧套4被激发衬套3约束锁紧向上移动时，提吊凸块0431的上斜面可依次将低压井口5下边缘圆周包围拉起。

如图10和图11所示，承载环7上的齿槽072延承载环7的外环面071周向等间距阵列设置围合成一周，齿槽072的数量与弹簧套4的梳状弹性齿条043数量相等并一一相互对应。承载环7的外环面071外径大于替打悬挂器2的下端面外径，以便承载环7承载支撑替打悬挂器2的载荷。

当替打悬挂器2或弹簧套4向下移动时，弹簧套4上的梳状弹性齿条043下端的提吊凸块0431分别嵌入承载环7上对应的齿槽072内以阻止弹簧套4相对于承载环7旋转，进而实现止挡弹簧套4转动。

在上述实施例中，优选地，在锁紧环9的环体上开设有缺口091以形成C型卡环结构。

需要说明的是，如图12和图13所示，其中锁紧环9采用弹性材料制作，锁紧环的外形与由激发衬套的第一凹槽033、弹簧套的第二凹槽041及替打悬挂器的内锥面022围合时形成的闭合槽孔相匹配，锁紧环9在受挤压力时可径向收缩嵌入闭合槽孔中，卸力时径向扩张恢复原状。锁紧环横截面的外形略大于围合后的闭合槽孔的横截面的外形，以便锁紧环9嵌入该闭合槽孔时，锁紧环9受到激发衬套3挤压而将弹簧套4紧固，锁紧环9移出闭合槽孔后激发衬套3和弹簧套4失去禁锢力而分离。

本发明的连接装置工作原理为：替打悬挂器2逆时针旋转时，由于激发衬套的定位凸起042嵌入弹簧套L型通槽032的轴向通槽内，弹簧套4下端的梳状弹性齿条043嵌入承载环7的齿槽072中，弹簧套4此时径向被承载环7止挡定位，激发衬套3相对于替打悬挂器2向上移动，从而驱动挤压锁紧环9径向收缩向激发衬套3上移后与弹簧套4和替打悬挂器2之间形成的闭合槽孔中移动，当锁紧环9嵌入闭合槽孔中时，锁紧环9相当于楔子将弹簧套4和激发衬套3紧固连接，同时弹簧套4的梳状弹性齿条043受到激发衬套3的约束无法张开，此时通过弹簧套4下端的梳状弹性齿条043可提吊低压井口和各表层导管。

当需要进行打桩作业时，通过下放替打悬挂器2与承载环7接触即可。打桩作业过程中替打悬挂器2会不断地将上部表层导管1的载荷传递至下部表层导管8，从而跳过低压井口5以避免对低压井口造成损伤。

当打桩作业、后续钻井施工作业完成后，需要对各表层导管回收拆卸时，可将上部表层导管1顺时针旋转指定的圈数以使锁紧环9复位移出弹簧套4与激发衬套3之间(由于上部表层导管1带动替打悬挂器2顺时针旋转，激发衬套3相对于替打悬挂器2向下移动，激发衬套3下移后与弹簧套4和替打悬挂器2之间围合的闭合槽孔分离，锁紧环9脱离闭合槽孔后复位)，然后直接上提表层导管1及连接装置，此时弹簧套4由于失去锁紧环9的禁锢力会向下滑落，当遇到低压井口5时会弹簧套4下端的梳状弹性齿条043自动张开从而达到脱放低压井口5的目的。

本发明还提供一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置的装配方法，包括下述的作业步骤：

1)装配组装装置：将替打悬挂器和承载环分别连接至对应的各表层导管上，将橡胶密封圈、锁紧环依次安装在替打悬挂器内，将弹簧套套装进激发衬套内并将两者作为整体安装进替打悬挂器内；

2)下放组装装置套压低压井口：将安装好的组装装置吊装至低压井口上方，将弹簧套套压在低压井口上将低压井口套住；

3)下放组装装置对接承载环：继续下放组装装置至弹簧套下端接触承载环，顺时针旋转替打悬挂器至弹簧套的定位凸起移动到L型通槽的轴向通槽内，然后再继续下放至替打悬挂器与承载环接触；

4)锁紧弹簧套：逆时针旋转替打悬挂器，驱动挤压锁紧环向内收缩移入激发衬套与弹簧套之间并将两者紧固连接；

5)向上提吊组装装置验证是弹簧套否锁紧：将替打悬挂器向上提拉至弹簧套接近低压井口，用弹簧套对低压井口进行提吊；满足提吊，执行下一步骤；不满足，执行步骤4)；

6)打桩施工：将组装装置下放至替打悬挂器接触承载环时，即可进行打桩作业施工。

7)拆卸：顺时针旋转上部表层导管使锁紧环复位，然后上提上部表层导管及组装装置，此时弹簧套向下滑落，遇到低压井口时脱开。

需要说明的是：在步骤1)中：装配组装装置时，先将替打悬挂器2上端焊接至上部表层导管1下端，承载环7焊接至与低压井口5连接的中部表层导管6下端，再将橡胶密封圈10分别安装到替打悬挂器内的密封凹槽021内，锁紧环9安装至替打悬挂器内锥面022处，安装时使弹簧套4的定位凸起042分别嵌入激发衬套3的L型通槽032的径向通槽内，通过激发衬套上的外螺纹将激发衬套3逐渐旋进替打悬挂器2内腔中，至激发衬套3上端部与锁紧环9接触时为止；

在步骤2)中：由于组装装置的自重，下放时弹簧套4的梳状弹性齿条043下端的提吊凸块0431在重力载荷作用下会向外撑开，撑开后梳状弹性齿条043可顺利将低压井口5套住；

在步骤3)中：先下放组装装置至梳状弹性齿条043下端的提吊凸块0431嵌入承载环7上对应的齿槽072内为止，然后继续下放组装装置至替打悬挂器2的下端面与承载环7的外环面071快要接触时为止；

在步骤5)中：当弹簧套4可将低压井口5向上提吊起来，说明弹簧套4已经被锁紧环9紧固，即满足向上提吊低压井口5的要求；

在步骤6)中：替打悬挂器2的下端面与承载环7的外环面071相接触时，即替打悬挂器与承载环接触。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，包括替打悬挂器，所述替打悬挂器的内腔中套设有激发衬套，所述替打悬挂器与所述激发衬套螺纹滑动连接，所述激发衬套内套设有弹簧套，所述弹簧套与所述激发衬套轴向滑动连接并将两者径向定位于所述的替打悬挂器内，所述弹簧套的下端部可用于套抓提吊低压井口，所述替打悬挂器被配置成当其相对激发衬套旋转时，驱动激发衬套轴向上下移动，以使弹簧套和激发衬套两者紧固连接或分离，进而实现低压井口的提吊或脱放。

2.根据权利要求1所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，当所述替打悬挂器逆时针旋转时，所述激发衬套轴向上移将所述弹簧套紧固连接，进而提吊低压井口；当所述替打悬挂器顺时针旋转时，所述激发衬套轴向下移将所述弹簧套分离，进而将低压井口脱放。

3.根据权利要求2所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，在位于所述激发衬套上端口的替打悬挂器内壁上嵌套有锁紧环，当所述激发衬套轴向上移时，所述锁紧环受挤压逐渐移入激发衬套与弹簧套之间将两者紧固为一体，当所述激发衬套轴向下移时，所述锁紧环逐渐移出所述激发衬套与所述弹簧套之间并使两者分离。

4.根据权利要求3所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，在所述低压井口下端设置有止挡弹簧套转动的承载环，所述承载环上端设置有止挡部，同时所述弹簧套下端设置有弹性部，所述弹簧套的弹性部插入所述承载环的止挡部以相互止挡。

5.根据权利要求4所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，所述替打悬挂器为上下贯通的桶状结构，所述替打悬挂器内壁上设置有用于连接驱动激发衬套的内螺纹；同时所述替打悬挂器内壁上还设置有环状凸圈，在位于所述环状凸圈下侧的替打悬挂器内壁上设置有内锥面；

所述激发衬套为筒状结构，所述激发衬套上端口内周设置有外锥面，在位于所述外锥面下侧的激发衬套内周面上开设有可嵌入锁紧环的第一凹槽；所述激发衬套的外周面上开设有至少一个L型通槽，同时所述激发衬套的外周面上还设置有与替打悬挂器上的内螺纹连接配合的外螺纹；

所述弹簧套为筒状结构，所述弹簧套上端部外周面上开设有可嵌入锁紧环的第二凹槽，在位于所述第二凹槽下端的弹簧套外周面上设置有可分别嵌入所述激发衬套上L型通槽的定位凸起；所述弹簧套的弹性部为具有径向伸缩的延周向阵列设置的若干个梳状弹性齿条，所述每个梳状弹性齿条的下端具有提吊凸块；

所述承载环为环状凸台结构，所述承载环的凸台外侧具有向外延伸的用于承载替打悬挂器的外环面，所述承载环的止挡部为所述外环面上周向阵列设置的可分别容纳每个梳状弹性齿条的齿槽；

所述锁紧环为卡环状结构。

6.根据权利要求5所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，所述激发衬套轴向上移时，所述替打悬挂器的内锥面、激发衬套的第一凹槽及弹簧套的第二凹槽围合形成闭合槽孔，所述锁紧环嵌入所述闭合槽孔时将激发衬套和弹簧套紧固连接；所述激发衬套轴向下移时，闭合槽孔分离，所述锁紧环脱离所述闭合槽孔时将弹簧套和激发衬套分离。

7.根据权利要求6所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，所述激发衬套上的L型通槽圆周等距阵列设置于所述激发衬套的外周面上；所述弹簧套上的定位凸起圆周等距阵列设置于所述弹簧套的外周面上，所述弹簧套上的每个定位凸起可分别嵌入对应的L型通槽内且延L型通槽移动；所述弹簧套上的梳状弹性齿条圆周等距阵列设置，所述承载环上的齿槽圆周等距阵列设置，所述弹簧套上每个梳状弹性齿条可分别嵌入所述承载环上的齿槽内以相互止挡。

8.根据权利要求7所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，在位于所述锁紧环上端的替打悬挂器内壁上开设有密封凹槽，所述的密封凹槽内嵌套有橡胶密封圈。

9.根据权利要求8所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置，其特征在于，所述锁紧环的环体上开设有缺口以形成C型卡环结构。

10.一种基于权利要求1-9任一项权利要求所述的适用于水下井口及表层导管打桩施工连接装置的装配方法，包括下述步骤：

1)装配组装装置：将替打悬挂器和承载环分别连接至对应的各表层导管上，将橡胶密封圈、锁紧环依次安装在替打悬挂器内，将弹簧套套装进激发衬套内并将两者作为整体安装进替打悬挂器内；

2)下放组装装置套压低压井口：将安装好的组装装置吊装至低压井口头上方，将弹簧套套压在低压井口上将低压井口套住；

3)下放组装装置对接承载环：继续下放组装装置至弹簧套下端接触承载环，顺时针旋转替打悬挂器至弹簧套的定位凸起移动到L型通槽的轴向通槽内，然后继续下放至替打悬挂器与承载环即将接触；

4)锁紧弹簧套：逆时针旋转替打悬挂器，驱动挤压锁紧环向内收缩移入激发衬套与弹簧套之间并将两者紧固连接；

5)向上提吊组装装置验证是弹簧套否锁紧：将替打悬挂器向上提拉至弹簧套接近低压井口，用弹簧套对低压井口进行提吊；满足提吊，执行下一步骤；不满足，执行步骤4)；

6)打桩施工：将组装装置下放至替打悬挂器接触承载环时，即可进行打桩作业施工。

7)拆卸：顺时针旋转上部表层导管使锁紧环复位，然后上提上部表层导管及组装装置，此时弹簧套向下滑落，遇到低压井口时脱开。

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