CN219034687U - 一种水下钻井基盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水下钻井技术领域，具体涉及一种水下钻井基盘。其包括基盘筒体、以及沿基盘筒体轴向方向设置的套管组件，基盘筒体的底部开设有开口，套管组件上端较基盘筒体的上端向上伸，套管组件上端形成对外连接口；套管组件包括安装在基盘筒体上的表层套管和设于表层套管内的预斜套管，预斜套管的下端由上至下逐渐偏离表层套管的轴心；预斜套管的下端管口和表层套管的下端管口位于基盘筒体底部的开口；表层套管的轴线与基盘筒体的轴线相适配。本实用新型的基盘筒体和套管组件相配合，可适用于深海浅层建井，预斜套管的下端预先弯曲一定角度，配合钻头设备使用时钻出来的井道的井斜角更大，对深海浅层油气资源开发利用更充分。

Description

一种水下钻井基盘

技术领域

本实用新型属于水下钻井技术领域，具体涉及一种水下钻井基盘。

背景技术

近年来，石油石化工业又有了快速发展，先进技术不断涌现；海洋石油勘探开发、天然气开发与利用在行业发展和国民经济中的地位越来越重要。随着海洋石油、天然气的大力开发,钻井技术的研究至关重要。海洋钻井指在海洋区域进行石油天然气勘探开发钻井作业的总称。根据海域划分为：⑴浅海区钻井作业一般指靠近海岸、水深在2～5m范围的海域；⑵近海区钻井作业一般指浅海区外围离岸较远、水深在5～450m的海域；⑶远海区钻井作业一般指远离海岸、水深超过450m以上的海域。海洋钻井根据水深一般划分为：①500m以内为浅水；②500m～1500m为深水；③1500m以上为超深水。一般在深海浅层也具备可观的油气资源，但是由于深海浅层未成岩地层强度不高，土质松软且土层较厚，如果直接采用表层套管和钻井用的钻头设备，在钻井过程中易发生坍塌，因此较难在深海浅层建井。再者，采用现有技术中通过垂直的表层套管、钻头设备相配合的方式钻出来的井道在相同的井井底深度时，井道的井斜角小(井斜角是井底偏离垂向的程度，表示着井底的水平程度，越大越好，即越接近90°越好)，导致对深海浅层油气资源开发利用不理想。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种水下钻井基盘。本实用新型提供的水下钻井基盘，基盘筒体和套管组件相配合，可适用于深海浅层建井，预斜套管的下端预先弯曲一定角度，配合钻头设备使用时钻出来的井道的井斜角更大，对深海浅层油气资源开发利用更充分。

本实用新型提供一种水下钻井基盘，其包括基盘筒体、以及沿所述基盘筒体轴向方向设置的套管组件，所述基盘筒体的底部开设有开口，所述套管组件上端较所述基盘筒体的上端向上伸，所述套管组件上端形成对外连接口；所述套管组件包括安装在所述基盘筒体上的表层套管和设于所述表层套管内的预斜套管，所述预斜套管的下端由上至下逐渐偏离所述表层套管的轴心；所述预斜套管的下端管口和所述表层套管的下端管口位于所述基盘筒体底部的开口；所述表层套管的轴线与所述基盘筒体的轴线相适配。

优选地，所述表层套管的上端管口安装有低压井口头，所述低压井口头高于所述基盘筒体上表面，所述预斜套管的上端管口安装有高压井口头，所述高压井口头高于所述预斜套管的上端管口，所述高压井口头和所述低压井口头相互配合形成所述对外连接口。

优选地，所述低压井口头内壁还形成有安装槽，所述套管组件还包括与设于所述安装槽内的安装齿块，所述安装齿块套设在所述预斜套管的上端，所述预斜套管的上端和所述表层套管的上端通过安装齿块固定连接，所述预斜套管的下端外侧壁和所述表层套管的下端内侧壁之间设有水泥层。

优选地，所述预斜套管的下端管口的高度为H1，所述表层套管下端管口的高度H2，所述基盘筒体底部开口的高度H3，H3-50mm≤H1≤H3+50mm，H3-50mm≤H2≤H3+50mm。

优选地，所述预斜套管上端形成有共轴段，所述预斜套管下端形成有预斜段，所述预斜段上端与所述共轴段下端连接，所述共轴段和所述表层套管同轴心，所述预斜段的轴心与所述表层套管的轴心所处朝下的夹角角度在5°以内。

优选地，所述基盘筒体的上端设有基盘顶盖，所述基盘顶盖开设有贯穿基盘顶盖上下表面的安装通孔，所述表层套管的上端贯穿所述安装通孔且与所述安装通孔连接，所述水下钻井基盘还包括斜撑，所述斜撑的一端与所述表层套管上端的外周壁连接，另一端与所述基盘顶盖的上端连接。

优选地，所述基盘顶盖上还设有排水孔和排气孔，所述排水孔和排气孔分别贯穿所述基盘顶盖上下表面；所述水下钻井基盘还包括排水管、泵接口、排气管和排气阀，所述排水管一端与所述排水孔连接，另一端与所述泵接口连接，所述排气管一端与所述排气孔连接，另一端与所述排气阀连接。

优选地，所述基盘顶盖上还设有多个吊装挂环。

优选地，所述水下钻井基盘包括两个所述套管组件，两个所述套管组件的下端端部的管口均与所述基盘筒体底部开口共面，两个所述套管组件均沿所述基盘筒体的轴心方向设置。

优选地，所述水下钻井基盘还包括加强肋板，所述加强肋板一端与所述基盘筒体的内壁连接，另一端与所述套管组件连接；和/或

所述加强肋板一端与其中一个套管组件连接，另一端与另一个套管组件连接。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为实施例提供的水下钻井基盘的结构示意图；

图2为另一视角的水下钻井基盘的结构示意图；

图3为实施例提供的水下钻井基盘剖视图；

图4为本实用新型的水下钻井基盘与普通的水下钻井基盘应用于钻井时井道效果对比图。

附图标识：基盘筒体101、基盘顶盖102、加强肋板103、套管组件104、斜撑105、排水孔106、排气孔107、排水管108、泵接口109、排气管110、排气阀111、吊装挂环112；低压井口头201、高压井口头202、预斜套管203、高强度水泥204、表层套管205。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1-图4，本实用新型提供一种水下钻井基盘，其包括基盘筒体101、以及沿基盘筒体101轴向方向设置的套管组件104，基盘筒体101的底部开设有开口，套管组件104上端较基盘筒体101的上端向上伸，套管组件104上端形成对外连接口；套管组件104包括安装在基盘筒体101上的表层套管205和设于表层套管205内的预斜套管203，预斜套管203的下端由上至下逐渐偏离表层套管205的轴心，预斜套管203的下端形成相较表层套管205的轴心弯曲的部分；进一步，预斜套管203上端形成有共轴段，预斜套管203下端形成有预斜段，预斜段上端与共轴段下端连接，共轴段和表层套管205同轴心，预斜段的轴心与表层套管205的轴心所处朝下的夹角角度在5°以内，一般夹角角度范围1°至5°。预斜套管203的下端管口和表层套管205的下端管口位于基盘筒体101底部的开口；表层套管205的轴线与基盘筒体101的轴线相适配，一般表层套管205平行于基盘筒体101的轴心。

在使用时，先用吊机与基盘顶盖102上的吊装挂环112连接，吊机将水下钻井基盘吊装入水，入水过程中通过排水孔106、排气管110和排气阀111的设置可将基盘筒体101内腔的气体排出，基盘顶盖102朝上开口朝下放置在海底，通过排水孔106、排水管108和泵接口109的设计可将基盘筒体101内腔的水抽出，进而使基盘贯入土层，从而使得水下钻井基盘可很好地安装在深海浅层上。钻井设备与对外连接口连接，钻井设备的钻头由外连接口沿预斜套管203的管道滑入，由于预斜套管203的下端预先倾斜设置，钻井设备的钻头在水下钻井基盘处已经得到一定倾斜，所以在钻井时与较直接采用垂直的表层套管205相比，钻出来的井道的井斜角更大，对深海浅层油气资源开发利用更充分。另一方面，通过直径更小的预斜套管203弯曲，而不采用表层套管205弯曲方式进行弯曲，使得水下钻井基盘下端贯入深海浅层上时，受到的阻力更小，表层套管205外径一般为30in(in是英制单位，1in＝25.4mm)或36in，为达到一样的预斜效果而在底面产生的投影面积较大，经定量计算其对于端部贯入阻力的增幅达到110％以上，对安装产生了较大的影响。预斜套管203外径13.375in，其可在表层套管205内部造斜即可达到效果，且对于贯入阻力的增幅较小，相比之下有明显的提升效果。

优选实施例中，表层套管205的上端管口安装有低压井口头201，低压井口头201高于基盘筒体101上表面，预斜套管203的上端管口安装有高压井口头202，高压井口头202高于预斜套管203的上端管口，高压井口头202和低压井口头201相互配合形成对外连接口。现有技术中，大部分的钻井设备和表层套管205是配套使用的，表层套管205具有与钻井设备相适配的接口和对应的管径尺寸，本实用新型保留表层套管205以使表层套管205可以适配市面上主要的钻井设备，通过高压井口头202和低压井口头201更方便使用。进一步地，低压井口头201内壁还形成有安装槽，套管组件104还包括与设于安装槽内的安装齿块，安装齿块套设在预斜套管203的上端，预斜套管203的上端和表层套管205的上端通过安装齿块固定连接，预斜套管203的下端外侧壁和表层套管205的下端内侧壁之间设有水泥层204，一般填充满高强度水泥，以将预斜套管203的下端和表层套管205的下端固定，同时还能防止工作时泥沙进入到预斜套管203和表层套管205之间的腔体内。进一步地，预斜套管203的下端管口的高度为H1，表层套管205下端管口的高度H2，基盘筒体101底部开口的高度H3，H3-50mm≤H1≤H3+50mm，H3-50mm≤H2≤H3+50mm，一般H1＝H2＝H3，即预斜套管203的下端管口、表层套管205下端管口和基盘筒体101底部开口共面。

优选实施例中，基盘筒体101的上端设有基盘顶盖102，基盘顶盖102开设有贯穿基盘顶盖102上下表面的安装通孔，表层套管205的上端贯穿安装通孔且与安装通孔连接，水下钻井基盘还包括斜撑105，斜撑105的一端与表层套管205上端的外周壁连接，另一端与基盘顶盖102的上端连接。斜撑105一般为三角形的铁制构件，多个斜撑105、相垂直的两个端面分别与表层套管205外侧壁及基盘顶盖102上端面相接。通过斜撑105和安装通孔的相互配合可将套管组件104固定在基盘筒体101上。进一步，基盘顶盖102上还设有排水孔106和排水孔106，排水孔106和排水孔106分别贯穿基盘顶盖102上下表面；水下钻井基盘还包括排水管108、泵接口109、排气管110和排气阀111，排水管108一端与排水孔106连接，另一端与泵接口109连接，排气管110一端与排水孔106连接，另一端与排气阀111连接。通过排水孔106、排水管108和泵接口109的设计可将基盘筒体101内腔的水抽出来；通过排水孔106、排气管110和排气阀111的设置可将基盘筒体101内腔的气体释放出来。

优选实施例中，水下钻井基盘包括两个套管组件104，两个套管组件104的下端端部的管口均与基盘筒体101底部开口共面，两个套管组件104均沿基盘筒体101的轴心方向设置。两个套管组件104的设置可提供两个钻井工位。进一步地，水下钻井基盘还包括加强肋板103，加强肋板103一端与基盘筒体101的内壁连接，另一端与套管组件104连接；和/或加强肋板103一端与其中一个套管组件104连接，另一端与另一个套管组件104连接。加强肋板103的设置使得套管组件104之间以及和基盘筒体101之间的稳定性更强。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水下钻井基盘，其特征在于，包括基盘筒体、以及沿所述基盘筒体轴向方向设置的套管组件，所述基盘筒体的底部开设有开口，所述套管组件上端较所述基盘筒体的上端向上伸，所述套管组件上端形成对外连接口；所述套管组件包括安装在所述基盘筒体上的表层套管和设于所述表层套管内的预斜套管，所述预斜套管的下端由上至下逐渐偏离所述表层套管的轴心；所述预斜套管的下端管口和所述表层套管的下端管口位于所述基盘筒体底部的开口；所述表层套管的轴线与所述基盘筒体的轴线相适配。

2.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述表层套管的上端管口安装有低压井口头，所述低压井口头高于所述基盘筒体上表面，所述预斜套管的上端管口安装有高压井口头，所述高压井口头高于所述预斜套管的上端管口，所述高压井口头和所述低压井口头相互配合形成所述对外连接口。

3.如权利要求2所述水下钻井基盘，其特征在于，所述低压井口头内壁还形成有安装槽，所述套管组件还包括与设于所述安装槽内的安装齿块，所述安装齿块套设在所述预斜套管的上端，所述预斜套管的上端和所述表层套管的上端通过安装齿块固定连接，所述预斜套管的下端外侧壁和所述表层套管的下端内侧壁之间设有水泥层。

4.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述预斜套管的下端管口的高度为H1，所述表层套管下端管口的高度H2，所述基盘筒体底部开口的高度H3，H3-50mm≤H1≤H3+50mm，H3-50mm≤H2≤H3+50mm。

5.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述预斜套管上端形成有共轴段，所述预斜套管下端形成有预斜段，所述预斜段上端与所述共轴段下端连接，所述共轴段和所述表层套管同轴心，所述预斜段的轴心与所述表层套管的轴心所处朝下的夹角角度在5°以内。

6.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述基盘筒体的上端设有基盘顶盖，所述基盘顶盖开设有贯穿基盘顶盖上下表面的安装通孔，所述表层套管的上端贯穿所述安装通孔且与所述安装通孔连接，所述水下钻井基盘还包括斜撑，所述斜撑的一端与所述表层套管上端的外周壁连接，另一端与所述基盘顶盖的上端连接。

7.如权利要求6所述水下钻井基盘，其特征在于，所述基盘顶盖上还设有排水孔和排气孔，所述排水孔和排气孔分别贯穿所述基盘顶盖上下表面；所述水下钻井基盘还包括排水管、泵接口、排气管和排气阀，所述排水管一端与所述排水孔连接，另一端与所述泵接口连接，所述排气管一端与所述排气孔连接，另一端与所述排气阀连接。

8.如权利要求6所述水下钻井基盘，其特征在于，所述基盘顶盖上还设有多个吊装挂环。

9.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述水下钻井基盘包括两个所述套管组件，两个所述套管组件的下端端部的管口均与所述基盘筒体底部开口共面，两个所述套管组件均沿所述基盘筒体的轴心方向设置。

10.如权利要求1所述水下钻井基盘，其特征在于，所述水下钻井基盘还包括加强肋板，所述加强肋板一端与所述基盘筒体的内壁连接，另一端与所述套管组件连接；和/或

所述加强肋板一端与其中一个套管组件连接，另一端与另一个套管组件连接。

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