[发明专利]一种用于无隔水管海底泥浆举升钻井的海底锚泊定位装置

说明书

一种用于无隔水管海底泥浆举升钻井系统泥浆返回管线的海底锚泊定位装置，其中包括下入工具、快速断脱吊钩、拉索、导引套、锚筒、锚芯等。下入海底时下入工具抓持导引套上端凸缘，下入到预定深度时，下入工具的钩爪张开释放导引套。工作时，锚芯可在锚筒内上下滑移用以补偿平台的升沉运动。锚筒底端的结构可平衡锚芯滑移运动时锚筒内与海底的压力。快速断脱吊钩可在钻井完毕或紧急撤离时实现泥浆返回管线与海底锚泊定位装置的快速脱离。该装置锚筒与锚芯均采用模块化设计，可根据需要将多段连接一起使用。该装置能够实现海底设备的水平定位，相比于常规锚泊方案成本较低、作业方便。

技术领域

本发明涉及海洋装备浮体锚泊机械领域，尤其涉及一种无隔水管钻井海底泥浆举升的泥浆返回管线海底锚泊，可实现海底水平定位，适合于实现作业装备在海底与其他装备或场所之间保持定位。

背景技术

无隔水管泥浆举升钻井技术是双梯度钻井技术的一个实现方案，可有效解决深水表层钻井难题。该技术不使用隔水管，钻杆与海水直接接触，依靠海底泵控制实现吸入模块内腔容纳的井眼返回泥浆与海水的封隔，并将井眼返回含岩屑泥浆通过泥浆返回管线举升到平台进行处理并再利用。作为泥浆返回平台的唯一通道，为钻井安全考虑，泥浆返回管线的海底定位尤为重要。

无隔水管泥浆举升钻井技术对泥浆返回管线底端定位提出的要求：1)泥浆返回管线底端与井口之间需保持一定距离，防止系统工作过程中管线与钻杆及井口装置接触碰撞；2)能够提供垂直方向的位移实现平台随波浪起伏的升沉补偿；3)能够克服海底复杂环境的影响，比如泥沙堵塞等；4)紧急情况下能够实现泥浆返回管线与海底的快速脱离。

目前常用的深水锚泊定位多使用重力锚或吸力锚方案，本发明在成本及作业方面具有较大优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可适用于深水环境，可实现海底定位、快速撤离及便于下放安装的锚泊定位装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：海底锚泊定位装置的主要组成部分有下入装置组件、快速断脱吊钩组件、导引套、锚筒、锚芯、拉索等。

下入装置组件专门设计用于下放泥浆返回管线时夹持导引套，支撑锚筒及锚芯等部件的重量，并在锚筒刺入海底预定深度后能释放导引套，而后依靠拉索与锚芯相连接。下入装置组件的上部与泥浆返回管线底端连接。

快速断脱吊钩组件主要用于紧急撤离井场情况下的泥浆返回管线与锚芯脱离，借助于ROV实现扳动吊钩手柄使吊钩与拉索分离。

导引套主要用于在锚泊定位装置下放海底过程中容纳拉索及快速断脱吊钩等部件，在系统工作时导引锚芯上下移动以进行平台升沉运动补偿。

锚筒前端锥形结构利于下放时刺入海底预定深度，锚芯在其内部空腔可上下滑移。锚筒结构上采用分段制造连接而成。

锚芯分段制造，各段依靠螺纹结构连接。其上开有轴向凹槽防止泥沙堵塞锚筒与锚芯的间隙。锚芯与锚筒接触顶部有聚四氟乙烯密封材料，可对锚筒内腔与海水之间实现封隔。密封型式采用分段环形密封。

拉索采用高强度柔性材料制造，用于连接下拉工具和锚芯。

本发明与现有深海锚泊定位设备相比具有以下优点：1、便于下放，借助于泥浆返回管线的下放即可完成；2、海底刺入性良好，借助于本身重力及泥浆返回管线施加到导引套上端的压力刺入海底泥线下预定深度；3、可实现泥浆返回管线对平台升沉运动的补偿；4、成本相对于其他常用的锚泊方案较低；5、对水深的适应性好，理论上不受水深限制；6、借助于回收工具可实现回收。

本发明不仅可用于泥浆返回管线底端的海底锚泊定位，也可用于其他需海底水平定位及升沉补偿的海洋装备。

附图说明

图1(a)为本发明装置下入状态的结构示意图。