CN103556972A - 一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法 - Google Patents

一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法 Download PDF

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顾纯巍
罗鸣
杜威
张勇
黄熠
郭永宾
汪俊锋
张可
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Abstract

本发明公开了一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法；其中，所述自安装式海底钻井基盘由桩基础、导向柱及井口导向框架组成，所述桩基础为吸力桩，所述吸力桩与导向柱通过所述井口导向框架连接为便于在吸力沉放过程中同时调平的整体结构，且所述井口导向框架上设有泵口，所述泵口用以安装抽取吸力桩内水的潜水泵；有益效果：本发明自安装式海底钻井基盘，可在浮筒辅助下水下拖航，到达安装位置后通过船上固有的小型吊装设备便可实现水中下放，并可在吸力桩负压沉放过程中完成基盘调平，无须打桩作业、无须使用专用调平器调平作业以及无须灌浆作业，简化了海上钻井基盘的安装程序，缩短了海上安装工期、降低了施工费用。

Description

一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法
技术领域
本发明涉及海洋钻井工程领域，具体地讲，涉及一种自安装式海底钻井基盘及其安装方法。
背景技术
    海洋石油开发中，为缩短海上安装工期,节省投资费用，通常采用在海底基盘上进行预钻井的方案。预钻井完成后，临时封井，然后进行导管架及上部组块的安装，最后用平台上的修井机进行回接及完井作业。由于钻井作业和平台结构设施的工程设计与建造可同时进行，此方案大大缩短了投产前的开发周期。海底钻井基盘是预钻井作业的结构设施，传统的海底钻井基盘采用打入桩固定于海底。一般的做法是先用大型浮吊将海底钻井基盘吊装到海底，然后沿基盘套筒打桩；打桩完成后通过专用调平器调整海底钻井基盘的水平度，然后桩与基盘套筒间灌浆固定。打入桩在基盘套筒以上的部分作为导管架与井口基盘对接的导向柱，承受来自导管架安装时的撞击力。传统海底钻井基盘安装过程，有吊装作业、打桩作业、调平作业和灌浆作业，需要的施工装备有用于装载运输海底钻井基盘和桩的驳船、用于吊装海底钻井基盘和桩的浮吊、用于海底钻井基盘调平的专用调平器，以及打桩锤、灌浆设备等，不仅施工工期较长，而且施工费用高昂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足而提供的一种无须打桩作业、无须使用专用调平器调平作业以及无须灌浆作业等，能缩短海底钻井基盘的海上安装工期，并降低费用的自安装式海底钻井基盘及其安装方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种自安装式海底钻井基盘，它由桩基础、导向柱及井口导向框架组成，所述桩基础为吸力桩，所述吸力桩与导向柱通过所述井口导向框架连接为便于在吸力沉放过程中同时调平的整体结构，且所述井口导向框架上设有泵口，所述泵口用以安装抽取吸力桩内水的潜水泵。
下面对以上技术方案作进一步阐述：
优选地，所述导向柱穿过井口导向框架与所述吸力桩的顶部焊为一体。
优选地，所述潜水泵的排量可调。
优选地，所述吸力桩为三个，三个所述吸力桩呈等边三角形结构排列。
优选地，所述导向柱为两个，两个所述导向柱以任意排列方式焊接于其中两所述吸力桩的顶部。
优选地，一种上述所述自安装式海底钻井基盘的安装方法，它包括以下步骤：
S1、将所述自安装式海底钻井基盘自建造场地通过吊装设备吊装入水；
S2、将所述自安装式海底钻井基盘通过一牵引绳索与一浮筒相连，以使所述自安装式海底钻井基盘悬浮于水下；
S3、通过一拖轮将所述自安装式海底钻井基盘拖至施工位置；
S4、通过拖轮上固有的小型吊装设备下放所述自安装式海底钻井基盘； 
S5、所述自安装式海底钻井基盘依靠自身重力，以使所述吸力桩初始入泥，达到桩土密封条件后，通过所述潜水泵抽取吸力桩内的水，使所述吸力桩贯入海底土壤。
本发明的有益效果是：
 其一、本发明自安装式海底钻井基盘，可在浮筒辅助下水下拖航，到达安装位置后通过船上固有的小型吊装设备便可实现水中下放，并可在吸力桩负压沉放过程中完成基盘调平，无须打桩作业、无须使用专用调平器调平作业以及无须灌浆作业，从而简化了海上钻井基盘的安装程序。
     其二、本发明相对于传统的海上钻井基盘，其整个的安装过程不需要使用大型驳船、浮吊、打桩锤等装备，也不需要使用专用调平器，仅需要一条拖轮、一个辅助浮筒即可，可显著缩短海上安装工期、降低施工费用。
附图说明
图1是本发明自安装式海底钻井基盘的前视图；
图2是本发明自安装式海底钻井基盘的俯视图；
图3是本发明自安装式海底钻井基盘得水下拖航状态示意图；
图4是本发明自安装式海底钻井基盘吸力沉放调平后的状态示意图；
图5是本发明自安装式海底钻井基盘安装步骤流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
其中，吸力桩1；导向柱2；井口导向框架3；泵口4；潜水泵***5；浮筒6；拖轮7；水面8；海底土壤9。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。
如图1及图2所示，本发明提供的一种自安装式海底钻井基盘，它由桩基础、导向柱2及井口导向框架3组成，所述桩基础为吸力桩1，所述吸力桩1与导向柱2通过所述井口导向框架3连接为便于在吸力沉放过程中同时调平的整体结构，且所述井口导向框架3上设有泵口4，所述泵口4用以安装抽取吸力桩内水的潜水泵5。
需要说明的是，所述导向柱2穿过井口导向框架3与所述吸力桩1的顶部焊为一体。
同时，所述潜水泵5的排量可调，从而通过控制井口导向框架3上的所述潜水泵5的排量，即可来调整所述吸力桩1的入泥深度，从而，使得安装所述本发明提供的一种自安装式海底钻井基盘时，能够有效调整其水平度。
在本实施例中，所述吸力桩1为三个，三个所述吸力桩1呈等边三角形结构排列。同时，所述导向柱2为两个，两个所述导向柱2以任意排列方式焊接于其中两所述吸力桩1的顶部。
如图3及图4所示，在具体安装本发明提供的一种自安装式海底钻井基盘时，其安装方法包括以下步骤：
S1、将所述自安装式海底钻井基盘自建造场地通过吊装设备吊装入水；
S2、将所述自安装式海底钻井基盘通过一牵引绳索与一浮筒6相连，所述浮筒6浮于水面8，以使所述自安装式海底钻井基盘悬浮于水下；
S3、通过一拖轮7将所述自安装式海底钻井基盘拖至施工位置；
S4、通过拖轮7上固有的小型吊装设备下放所述自安装式海底钻井基盘； 
S5、所述自安装式海底钻井基盘依靠自身重力，以使所述吸力桩1初始入泥，达到桩土密封条件后，通过所述潜水泵5抽取吸力桩1内的水，使所述吸力桩1贯入海底土壤9。与此同时，通过控制井口导向框架3上的所述潜水泵5的排量，来调整所述吸力桩1的入泥深度，从而，能够有效调整其水平度。
综上所述，本发明自安装式海底钻井基盘，可在浮筒6辅助下水下拖航，到达安装位置后通过拖轮7上固有的小型吊装设备便可实现水中下放，并可在吸力桩1负压沉放过程中完成基盘调平，无须打桩作业、无须使用专用调平器调平作业以及无须灌浆作业，从而简化了海上钻井基盘的安装程序，且本发明相对于传统的海上钻井基盘，其整个的安装过程不需要使用大型驳船、浮吊、打桩锤等装备，也不需要使用专用调平器，仅需要一条拖轮、一个辅助浮筒即可，可显著缩短海上安装工期、降低施工费用。
以上所述内容仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种自安装式海底钻井基盘，其特征在于：它由桩基础、导向柱及井口导向框架组成，所述桩基础为吸力桩，所述吸力桩与导向柱通过所述井口导向框架连接为便于在吸力沉放过程中同时调平的整体结构，且所述井口导向框架上设有泵口，所述泵口用以安装抽取吸力桩内水的潜水泵。
2.根据权利要求1所述的自安装式海底钻井基盘，其特征在于：所述导向柱穿过井口导向框架与所述吸力桩的顶部焊为一体。
3.根据权利要求1所述的自安装式海底钻井基盘，其特征在于：所述潜水泵的排量可调。
4.根据权利要求1所述的自安装式海底钻井基盘，其特征在于：所述吸力桩为三个，三个所述吸力桩呈等边三角形结构排列。
5. 根据权利要求4所述的自安装式海底钻井基盘，其特征在于：所述导向柱为两个，两个所述导向柱以任意排列方式焊接于其中两所述吸力桩的顶部。
6.一种如权利要求1所述自安装式海底钻井基盘的安装方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1、将所述自安装式海底钻井基盘自建造场地通过吊装设备吊装入水；
S2、将所述自安装式海底钻井基盘通过一牵引绳索与一浮筒相连，以使所述自安装式海底钻井基盘悬浮于水下；
S3、通过一拖轮将所述自安装式海底钻井基盘拖至施工位置；
S4、通过拖轮上固有的小型吊装设备下放所述自安装式海底钻井基盘； 
S5、所述自安装式海底钻井基盘依靠自身重力，以使所述吸力桩初始入泥，达到桩土密封条件后，通过所述潜水泵抽取吸力桩内的水，以使所述吸力桩贯入海底土壤，完成安装。
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