一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法技术

本发明专利技术公开了一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法，涉及浅海石油平台领域，打桩帽结构包括外筒、内筒，内筒包括若干瓣弧形板，外筒内部顶面设置若干均匀分布的滑槽，滑槽的长度方向沿径向方向；弧形板与滑槽一一对应且滑动配合，各弧形板与对应的滑槽槽壁之间均连接弹性件，所有弧形板可拼接为完整的环形；还包括位于内筒内部的支撑装置，支撑装置用于与各弧形板的内壁接触。本发明专利技术提供了一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法，以解决现有技术中的打桩帽对隔水导管的适配性较差、且拆卸难度较大的问题，实现提高隔水导管打桩帽的通用性，同时在形变状态下也便于拆卸的目的。下也便于拆卸的目的。下也便于拆卸的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法


[0001]本专利技术涉及浅海石油平台领域，具体涉及一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法。

技术介绍

[0002]对于浅海海域的石油天然气开发，常采用自升式的钻井平台进行开发作业，自升式钻井平台就位之前，需要采用工程船舶提前布置好井口隔水导管，其布置方式是采用打桩船将隔水导管打桩入泥至设定深度。在打桩过程中，为了保护隔水导管，一般会在其顶部安放打桩帽。但是现有的打桩帽在使用时，无法适配不同壁厚的隔水导管，导致在不同油藏区块或不同海域作业时的通用性较弱；并且，打桩帽在使用过程中容易被捶打而产生不可逆的形变，导致打桩完成后的拆卸难度较大，现场甚至时常需要动用到机械切割方式对其进行拆卸，难免具有损伤隔水导管顶端的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构及其打桩方法，以解决现有技术中的打桩帽对隔水导管的适配性较差、且拆卸难度较大的问题，实现提高隔水导管打桩帽的通用性，同时在形变状态下也便于拆卸的目的。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，包括外筒、内筒，所述内筒包括若干瓣弧形板，所述外筒内部顶面设置若干均匀分布的滑槽，所述滑槽的长度方向沿径向方向；所述弧形板与滑槽一一对应且滑动配合，各弧形板与对应的滑槽槽壁之间均连接弹性件；所述弹性件用于向对应弧形板提供径向向内的拉力，所有弧形板可拼接为完整的环形；还包括位于所述内筒内部的支撑装置，所述支撑装置用于与各弧形板的内壁接触。
[0005]针对现有技术中打桩帽对隔水导管的适配性较差、且拆卸难度较大的问题，本专利技术提出一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，本结构在传统打桩帽外筒、内筒的双层结构基础上，将内筒设置为若干瓣弧形板的分体式结构，每瓣弧形板均各自独立，且每瓣弧形板均与一滑槽滑动配合。本申请中的滑槽设置在外筒的内部顶面，滑槽长度方向沿外筒的径向方向，因此使得各弧形板也能够沿径向进行滑动。弧形板通过弹性件与滑槽槽壁之间连接，在弹性件的弹力作用下，使得各弧形板始终具有向内收拢的趋势，可以拼接为一整体的环形的内筒。各弧形板所围绕的空间内设置支撑装置，在弹性件的弹力作用下，使得支撑装置始终与各弧形板保持接触，从内部对各弧形板进行支撑，以提高打桩过程中打桩帽的支撑能力；此外，本申请只需根据实际作业需要调整支撑装置的外径，即可调控各弧形板向外张开的程度，进而使得打桩帽能够适配不同壁厚的隔水导管，显著提高了在不同油藏区块或不同海域进行隔水导管打桩作业时的通用性。并且，现有技术中的打桩帽一旦发生严重变形，则存在较难从隔水导管上卸下的问题，而本申请在使用时，在打桩作业结束后，可以首先解除支撑装置对各弧形板的内部支撑，使各弧形板向内收缩靠拢，进而解除弧形
板外壁与隔水导管内壁之间的接触，使得打桩帽与隔水导管之间不再具有沿径向方向的限位结构，在此状态下，即使打桩帽发生了较为严重的形变，也能够相对轻易的将其从隔水导管上取出，无需再采用切割等方式进行处理，显著降低了对打桩帽的拆卸难度、降低了损伤隔水导管的风险。
[0006]进一步的，所述支撑装置包括与外筒相连的定位柱、套设在定位柱外的支撑筒，所述支撑筒与各弧形板的内壁接触；所述外筒、定位柱和支撑筒均同轴。
[0007]本申请中的支撑装置需要根据实际工况更换不同外径大小的支撑筒，因此设置支撑筒套设在定位柱外，由定位柱与外筒相连，再将所需的支撑筒连接在定位柱外即可，使得支撑装置中，通过支撑筒实现与各弧形板内壁的接触。
[0008]进一步的，所述外筒顶部开设第一螺纹通孔，所述定位柱外壁设置与所述第一螺纹通孔相匹配的第一外螺纹，定位柱与外筒之间通过螺纹连接。
[0009]所述支撑筒上开设第二螺纹通孔，所述第二螺纹通孔与定位柱外壁的第一外螺纹相匹配，所述支撑筒与所述定位柱之间通过螺纹连接。
[0010]在外筒顶部开设第一螺纹通孔，将定位柱旋入其中即可实现定位柱与外筒之间的螺纹配合。同时，定位柱外壁的第一外螺纹，还可用于与支撑筒之间的可拆卸连接，便于更换不同尺寸的支撑筒。本方案在使用时，首先将定位柱旋入支撑筒上的第二螺纹通孔内，实现定位柱与支撑筒的连接，然后再将定位柱顶端旋入外筒上的第一螺纹通孔内，从而实现定位柱、外筒和支撑筒三者的稳定装配。
[0011]当本申请打桩帽的外筒或内筒变形不便拆卸时，本方案可以向下旋转定位柱，使得定位柱与支撑筒同步下行，直至支撑筒脱离各弧形板内部区域，此时各弧形板可向内收缩，解除了本申请打桩帽与隔水导管紧密贴合关系，进而能够方便的进行拆卸。
[0012]进一步的，所述弧形板的外壁两翼均设置柔性垫。本方案通过柔性垫增大弧形板与被打桩的隔水导管内壁之间的接触面积，有利于受力均匀稳定。
[0013]基于本申请打桩帽结构的打桩方法，包括：调节各弧形板外壁与外筒内壁之间间隙，使所述间隙等于待打桩的隔水导管的壁厚；将打桩帽扣在隔水导管顶端，开始打桩作业，直至隔水导管的入泥深度达到设计要求；卸下打桩帽。
[0014]其中优选的，外筒内径等于或略大于隔水导管的外径。
[0015]进一步的，调节各弧形板外壁与外筒内壁之间间隙的方法包括：选择支撑筒，使支撑筒半径与弧形板壁厚之和，等于隔水导管的内半径；将定位柱旋入支撑筒上的第二螺纹通孔内，使支撑筒与定位柱螺纹配合；自下而上将定位柱和支撑筒装入各弧形板之间，使定位柱顶端进入外筒顶部开设的第一螺纹通孔，向上旋入定位柱，使定位柱与外筒顶部螺纹配合，且定位柱顶面与外筒顶面齐平。
[0016]通过本方案的步骤，即可完成支撑筒、定位柱与外筒之间的连接配合。其中，定位柱顶面与外筒顶面齐平，以保证打桩过程中重锤稳定且均匀的向下施压，避免因锤击作用力完全作用在定位柱上而导致隔水导管入泥歪斜的工程事故。
[0017]进一步的，将定位柱和支撑筒装入各弧形板之间的过程中，限制各弧形板，使各弧形板在对应滑槽内沿径向向外滑动、所有弧形板与支撑筒不接触；当定位柱与外筒顶部螺纹配合后，解除对各弧形板的限制。
[0018]其中限制各弧形板，即是将各弧形板径向向外拉动，使各弧形板向外扩张，便于支撑筒进入各弧形板中间的区域并能够顺利转动。
[0019]进一步的，卸下打桩帽的方法包括：使用拆卸工具自顶部与定位柱连接；下旋拆卸工具，使定位柱脱离与外筒的螺纹配合；往下送入拆卸工具，直至支撑筒脱离各弧形板内部区域；上提，取出外筒和拆卸工具。
[0020]本方案采用拆卸工具实现打桩作业完成后，对隔水导管顶部的打桩帽的拆卸，其中拆卸工具用于与定位柱进行临时连接，其具体的连接方式在此不做限定。拆卸工具自外筒顶部与定位柱进行连接，在连接后下旋，带动定位柱同步下旋，直至定位柱上的第一外螺纹脱离与第一螺纹通孔的配合，之后直接下放拆卸工具，带动定位柱、支撑筒同步下行，直至支撑筒脱离各弧形板内部区域，即是直至解除支撑筒对各弧形板的支撑，此时各弧形板即可在对应的弹性件作用下向内收拢，使得各弧形板解除对隔水导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，包括外筒（1）、内筒，其特征在于，所述内筒包括若干瓣弧形板（2），所述外筒（1）内部顶面设置若干均匀分布的滑槽（3），所述滑槽（3）的长度方向沿径向方向；所述弧形板（2）与滑槽（3）一一对应且滑动配合，各弧形板（2）与对应的滑槽（3）槽壁之间均连接弹性件（4），所述弹性件（4）用于向对应弧形板（2）提供径向向内的拉力，所有弧形板（2）可拼接为完整的环形；还包括位于所述内筒内部的支撑装置，所述支撑装置用于与各弧形板（2）的内壁接触。2.根据权利要求1所述的一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，其特征在于，所述支撑装置包括与外筒（1）相连的定位柱（5）、套设在定位柱（5）外的支撑筒（6），所述支撑筒（6）与各弧形板（2）的内壁接触；所述外筒（1）、定位柱（5）和支撑筒（6）均同轴。3.根据权利要求2所述的一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，其特征在于，所述外筒（1）顶部开设第一螺纹通孔（7），所述定位柱（5）外壁设置与所述第一螺纹通孔（7）相匹配的第一外螺纹，定位柱（5）与外筒（1）之间通过螺纹连接。4.根据权利要求3所述的一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，其特征在于，所述支撑筒（6）上开设第二螺纹通孔（8），所述第二螺纹通孔（8）与定位柱（5）外壁的第一外螺纹相匹配，所述支撑筒（6）与所述定位柱（5）之间通过螺纹连接。5.根据权利要求1所述的一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构，其特征在于，所述弧形板（2）的外壁两翼均设置柔性垫（9）。6.基于权利要求1~5中任一所述的一种海上钻井平台隔水导管的打桩帽结构的打桩方法，其特征在于，包括：调节各弧形板（2）外壁与外筒（1）内壁之间间隙，使所述间隙等于待打桩的隔水导管的壁厚；将打...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁小力，胡启军，何乐平，邓淞尹，张稳进，何刘骋昊，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：