[发明专利]一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备及方法

权利要求书

1.一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，包括钻井平台(1)、带喷射钻具的表层套管(4)和舱体型导向基座(2)，

所述表层套管(4)为刚性表层套管(4)，所述表层套管(4)的下端设置所述喷射钻具，所述表层套管(4)在重力作用下利用喷射下套管技术下入含浅层气或天然气水合物区域地层内钻设的直井筒；

所述舱体型导向基座(2)包括：

舱体型防喷罩(21)，所述舱体型防喷罩(21)的上端为封闭端，所述舱体型防喷罩(21)的封闭端设置有多个用于安装表层套管(4)的安装孔，所述表层套管(4)与所述安装孔密封连接，所述舱体型防喷罩(21)的下端为开放端，所述舱体型防喷罩(21)通过所述开放端罩设在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上，所述舱体型防喷罩(21)通过输气管路与所述钻井平台连接；

胶囊型底座(22)，所述胶囊型底座(22)与所述舱体型防喷罩(21)的开放端连接且沿所述舱体型防喷罩(21)的开放端设置，所述胶囊型底座(22)内能够充入海水、气体或水泥浆，所述胶囊型底座(22)能够与所述含浅层气或天然气水合物区域的地层接触用于密封所述舱体型防喷罩(21)的开放端与所述天然气水合物地层之间的缝隙同时使所述舱体型防喷罩沉在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上。

2.根据权利要求1所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述舱体型防喷罩(21)内设置有蹼型防喷器(3)，所述蹼型防喷器(3)位于所述舱体型防喷罩(21)内且与所述舱体型防喷罩(21)连接，

所述蹼型防喷器(3)包括法兰底座(31)、多个莲瓣形防喷瓣(32)和多个蹼型防喷瓣(33)，所述法兰底座(31)与所述舱体型防喷罩(21)的内壁连接，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)沿着所述法兰底座(31)的周向设置且所述莲瓣形防喷瓣(32)和所述蹼型防喷瓣(33)间隔排布，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)的一端与所述法兰底座(31)通过弹性铰链连接，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)远离所述法兰底座(31)的一端为自由端，所述蹼型防喷瓣(33)的自由端能够沿所述法兰底座(31)的周向方向发生收缩，带动与所述蹼型防喷瓣(33)连接的所述莲瓣形防喷瓣(32)的自由端沿着垂直于所述法兰底座(31)的轴线方向运动，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)能够在所述弹性铰链的回复力所述舱体型防喷罩(21)内气体压力的作用下与表层套管(4)的外壁贴合。

3.根据权利要求2所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述莲瓣形防喷瓣(32)的个数至少为四个，所述蹼型防喷瓣(33)的个数至少为四个，所述蹼型防喷瓣(33)的数量至少与所述莲瓣形防喷瓣(32)的数量相等，或者，所述蹼型防喷瓣(33)的数量是所述莲瓣形防喷瓣(32)的数量的两倍，相邻两个所述莲瓣形防喷瓣(32)之间设置两个所述蹼型防喷瓣(33)。

4.根据权利要求3所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述莲瓣形防喷瓣(32)为金属防喷瓣，所述蹼型防喷瓣(33)为橡胶防喷瓣。

5.根据权利要求3所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述法兰底座(31)与所述防喷罩(32)之间设置有密封圈。

6.根据权利要求5所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述密封圈的个数至少为两个。

7.根据权利要求2所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述舱体型防喷罩(21)为棱柱形舱体型防喷罩，所述胶囊型底座(22)沿所述舱体型防喷罩(21)的开放端设置，所述胶囊型底座(22)的数量与所述舱体型防喷罩(21)的棱边的数量相等。

8.一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井方法，其特征在于，采用权利要求1-7中任意一项所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备对含浅层气或天然气水合物区域的地层内钻井，包括步骤：

1)将舱体型导向基座(2)安置在规定井位，并建立浮标；

2)将钻井平台(1)漂浮置于舱体型导向基座(2)的上方就位，通过牵引链条连接所述钻井平台(1)与所述舱体型导向基座(2)，使所述钻井平台(1)维持一定的吃水深度；

3)连接所述舱体型导向基座(2)与所述钻井平台(1)之间的输气管线及电缆；

4)向所述舱体型导向基座(2)的胶囊型底座(22)内注入海水或者气体，调整所述舱体型导向基座(2)与含浅层气或天然气水合物区域的地层之间的密封；

5)将带喷射钻具的表层套管(4)通过蹼型防喷器(3)送入舱体型导向基座(2)内，带喷射钻具的所述表层套管(4)在含浅层气或天然气水合物区域地层内钻设直井筒；

6)将带喷射钻具的表层套管(4)钻设至预设深度后，停止喷射钻具钻进，可通过注水泥的方式，封固所述表层套管(4)与所述井筒之间的环空；

7)完成布置在所述舱体型导向基座上所有井筒的钻井施工后，可向所述胶囊型底座(22)内注入可凝固的水泥浆，提高舱体型导向基座(2)的稳固性及其对井筒的和水下生产设施的支撑能力。