海洋深水浮式钻井用可回收导向基座

本发明涉及海洋石油深水钻采技术领域。具体就是一种适于海洋深 水浮式钻井使用的可回收式导向基座装置，用于在海洋深水钻井时引 导钻具进入井眼以及水下井口头和套管挂水下装置的下入安装。

随着海洋石油勘探开发不断向深水发展，采用传统的平台完井方式 显得越来越不经济，甚至不现实，于是产生了深水浮式钻井和水下完 井方式。深水浮式钻井隔水管安装之前钻具进入井眼和浮式钻井时水 下井口头等水下装置的安装都需要引导装置，以便能顺利到井口位 置。导向基座即是提供这种引导作用的装置，引导装置(导向基座) 是海洋深水浮式钻井的重要设备。最好在其完成引导安装后要能方便 地回收。

中国专利公开号：CN101718175A，提供了一种“海洋深水钻井用 万向节装置”，包括上托板和下托板，下托板的一面与上托板.之间安 装有若干挠性元件，下托板的另一面安装有载荷板，挠性元件的两端 连接有上固定架和下固定架，上固定架与上托板连接，下固定架与下 托板连接，所有挠性元件均匀设置并围成一圈；所述的挠性元件的结 构是，在圆柱形的合成橡胶中设置有若干钢圈，在圆柱形的合成橡胶 的两端均固定有支撑销。该装置，能够实现补偿或平衡隔水管在下放、 回收过程中由于波浪对平台的摇摆及洋流等引起的偏移，以保证隔水 管串在安装、拆卸过程中的平稳性。

本发明的目的是：提供一种海洋深水浮式钻井用可回收导向基座， 实现在海洋深水浮式钻井时引导钻具进入井眼和水下井口头的安装。

本发明采用的技术方案是：海洋深水浮式钻井用可回收导向基座， 主要由导向柱、导向架、固定吊环、桁架、导向柱套筒、导向柱套筒 锁紧销、导向柱套筒支撑螺栓、锁紧环、套筒、筋板、底座和底座支 撑板组成。在圆筒形的底座的外壁上焊接有环形的支撑板，在支撑板 的下部与底座之间均匀分布焊接有筋板，筋板垂直于支撑板的下平面， 在底座的上端内壁上有圆锥面台肩；当套管头下入套筒内后，套管头 的下端能固定在底座上端内壁的环形台阶上。圆筒形的套筒下端套在 底座的上端，套筒的下端面在支撑板的上平面上；在套筒的顶部固定 有一个锁紧环，锁紧环能使套管头锁定；在套筒的外壁上焊接有四根 导向架，导向架采用采用的是工字形钢架，导向架放射状均匀分布在 底座的外壁上，导向架的一端垂直底座的外壁并且导向架的下平面与 套筒的下端面在同一平面内；相邻两个导向架之间焊接有一根桁架， 桁架采用的是工字形钢架，桁架的作用是提高导向架的刚性。每根导 向架另一端垂直焊接有一个导向柱套筒，在每个导向柱套筒内有一个 圆筒形的导向柱，在每个导向柱套筒的下端部有一个导向柱套筒支撑 螺栓，用以支撑导向柱；在每个导向柱套筒的中部有一个导向柱套筒 锁紧销，用以锁紧导向柱，使其不能从向柱套筒抽出。在套筒的外壁 上有四组泥浆循环孔，四组泥浆循环孔分别在套筒的外壁上并且在相 邻两根导向架之间；

在每个导向架上分别有通孔，在支撑板上有孔，导向架的通孔和支 撑板的孔相对并且直径相同(配钻)，导向架的通孔和支撑板的孔组 成回收脱离机构安装通孔，回收脱离机构安装通孔垂直于导向架上平 面；在回收脱离机构安装通孔内有回收脱离机构。回收脱离机构解锁 后能使套筒、导向架和导向柱与底座分离。

为了在回收过程中，底座和支撑板也能同时回收，所述的圆筒形的 底座和环形的支撑板焊接后切割成对称的两部分，底座分成两个半圆 形筒，支撑板分成两个半圆环形；在每根导向架的上平面焊接一个固 定吊环；在每根导向架的下平面焊接一个回收链吊环，在回收链吊环 上连接有第一回收链；在所述的筋板上有孔，通过筋板的孔连接有第 二回收链；第一回收链和第二回收链连接在一起。

所述的导向基座回收脱离机构由解锁吊耳、卡爪螺母、卡爪、压缩 弹簧和柱塞组成。卡爪为圆柱体形，卡爪在回收脱离机构安装通孔内； 卡爪上端外壁有螺纹，卡爪上端螺纹连接有卡爪螺母，卡爪不能脱落 出回收脱离机构安装通孔；卡爪有阶梯形中心孔，在卡爪中心孔内有 一个T型圆柱体形的柱塞，柱塞的上端与卡爪上端中心孔互动配合， 在柱塞的上端有中心孔，柱塞上端的中心孔与解锁吊耳下端圆柱体过 盈配合，吊耳上端为扇形体，解锁吊耳上端有吊耳孔，解锁吊耳扇形 体的下端面座在卡爪螺母上端面上，柱塞不能自动滑落；在卡爪下部 大中心孔与柱塞外壁之间有环形空间，在卡爪下部大中心孔与柱塞外 壁之间的环形空间内有一个压缩弹簧，压缩弹簧的下端在柱塞的环形 台阶上，压缩弹簧的上端在卡爪阶梯形中心孔的环形台肩上；卡爪下 端壁上有个轴向开口，卡爪下端被分割成个分卡爪，分卡爪能够向内 收缩而使直径变小；在分卡爪下端外壁上有向外凸起台肩，分卡爪下 端向外凸起台肩的上端面为斜面；所述的支撑板的孔下端有圆锥面， 分卡爪下端向外凸起台肩的上端斜面与支撑板的孔下端圆锥面配合。 通过卡爪下端向外凸起台肩与支撑板锁紧在一起。

所述的底座上端内壁上的圆锥面台肩的斜度为45°，圆锥面台肩， 用以支撑表层套管头。底座内壁固定有两个凸键，用于与表层套管头 外壁上的定位槽配合，完成表层套管头的周向定位。

简述海洋深水浮式钻井用可回收导向基座的工作过程。参阅图2。 表层套管头安装在套筒11内，表层套管头坐落在底座16上端内壁的 圆锥面台肩21上，并由安装在套筒11上端的锁紧环10锁死。导向基 座随同表层套管头一起下入到海底泥线上，同时四根导向柱1顶端各 连接一根引导绳，为后续钻井进入井眼和井口头及套管挂等的安装提 供引导。导向基座安装到海底泥线后，依靠连接在导向柱1上的四根 引导绳对后续下入工具进行引导。需要回收导向基座时，下入专用回 收工具，将四个解锁吊耳17上提，从卡爪19内脱离，柱塞22在压缩 弹簧20的作用下从卡爪19内脱出并下落。卡爪19与导向基座一起随 回收工具一起上提，下端的向外凸起台肩26与支撑板23发生相对滑 动，分卡爪25径向收缩，卡爪19与支撑板23脱离。导向基座继续上 行，套筒11与底座16脱离。连接在桁架4上的第一回收链13与连接 在筋板14上的第二回收链15连在一起，底座16在第二回收链15的 牵引下随回收工具一起回收。

本发明的有益效果是：海洋深水浮式钻井用可回收导向基座，有回 收脱离机构，平时回收脱离机构使套筒11、导向架2和导向柱1与底 座16牢固结合在一起；当回收导向基座时，回收脱离机构解锁后能使 套筒11、导向架2和导向柱1与底座16分离，方便地实现导向基座的 整体回收。

图1是本发明海洋深水浮式钻井用可回收导向基座结构示意图。

图2是本发明可回收式导向基座结构局部剖示意图。

图3是导向基座回收脱离机构A剖面示意图。

图4是卡爪19半剖示意图。

附图序号说明：1-导向柱，2-导向架，3-固定吊环，4-桁架，5-导 向柱套筒，6-导向柱套筒锁紧销，7-导向柱套筒支撑螺栓，8-泥浆循环 孔，9-凸键，10-锁紧环，11-套筒，12-回收链吊环，13-第一回收链， 14-筋板，15-第二回收链，16-底座，17-解锁吊耳，18-卡爪螺母，19- 卡爪，20-压缩弹簧，21-圆锥面台肩，22-柱塞，23-支撑板，24-环形台 肩，25-分卡爪，26-向外凸起台肩。

实施例1：参阅图2。本发明海洋深水浮式钻井用可回收导向基座， 海洋深水浮式钻井用可回收导向基座，主要由导向柱1、导向架2、固 定吊环3、桁架4、导向柱套筒5、导向柱套筒锁紧销6、导向柱套筒 支撑螺栓7、锁紧环10、套筒11、筋板14、底座16和底座支撑板23 组成。

在圆筒形的底座16的外壁上焊接有一块环形的支撑板23，在支撑 板23的下部与底座16之间均匀分布焊接有筋板14，筋板14垂直于支 撑板23的下平面，在底座16的上端内壁上有斜度为45°的圆锥面台 肩21；当套管头下入套筒11内后，套管头的下端能固定在底座16上 端内壁的环形台阶上。底座16的内径是888mm，高度为570mm。支 撑板23的厚度为21mm，外径为1500mm。圆筒形的底座16和环形的 支撑板23焊接后切割成对称的两部分，底座16分成两个半圆形筒， 支撑板23分成两个半圆环形。在每块筋板14上有一个孔，通过筋板 14的孔连接有第二回收链15。底座16内壁轴向对称固定有两个长方 形凸键9。

圆筒形的套筒11下端套在底座16的上端，套筒11的下端面在支 撑板23的上平面上；在套筒11的顶部固定有一个锁紧环10，锁紧环 10能使套管头锁定；在套筒11的外壁上焊接有四根导向架2，导向架 2采用的是工字形钢架，工字形钢架由厚度为20mm的钢板焊接成，工 字形钢架的横截面350高度mm，宽度200mm.，导向架2的长度 1206mm。导向架2放射状均匀分布在底座16的外壁上，导向架2的 一端垂直底座16的外壁并且导向架2的下平面与套筒11的下端面在 同一平面内；相邻两个导向架2之间焊接有一根桁架4，桁架4采用的 是工字形钢架，工字形钢架由厚度为20mm的钢板焊接成，横截面高 度300mm，宽度150mm.，每根桁架4的长度1900mm。桁架4的作用 是提高导向架2的刚性。每根导向架2另一端垂直焊接有一个导向柱 套筒5，在每个导向柱套筒5内有一个圆筒形的导向柱1，在每个导向 柱套筒5的下端部有一个导向柱套筒支撑螺栓7，用以支撑导向柱1； 在每个导向柱套筒5的中部有一个导向柱套筒锁紧销6，用以锁紧导向 柱1，使其不能从向柱套筒5抽出。在套筒11的外壁上有四组12个泥 浆循环孔8，两个泥浆循环孔8之间夹角为22.5°。四组泥浆循环孔8 分别在套筒11的外壁上并且在相邻两根导向架2之间；泥浆循环孔8 的直径为88mm。在每根导向架2的上平面焊接一个固定吊环3；在每 根导向架2的下平面焊接一个回收链吊环12，在回收链吊环12上连接 有第一回收链13；第一回收链13和第二回收链15连接在一起。

在每个导向架2上分别有一个通孔，导向架2的通孔中心线与套筒 11中心线之间的距离为640mm，通孔直径为140mm。在支撑板23上 有孔，导向架2的通孔和支撑板23的孔相对并且直径相同(配钻)， 导向架2的通孔和支撑板23的孔组成回收脱离机构安装通孔，回收脱 离机构安装通孔垂直于导向架2上平面；在回收脱离机构安装通孔内 有回收脱离机构。

所述的导向基座回收脱离机构由解锁吊耳17、卡爪螺母18、卡爪 19、压缩弹簧20和柱塞22组成。卡爪19为圆柱体形，卡爪19直径 为138mm。卡爪19在回收脱离机构安装通孔内。卡爪19上端外壁有 螺纹，卡爪19上端螺纹连接有卡爪螺母18，卡爪19不能脱落出回收 脱离机构安装通孔。卡爪19有阶梯形中心孔，在19卡爪中心孔内有 一个T型圆柱体形的柱塞22，柱塞22的上端与19卡爪上端中心孔互 动配合，在柱塞22的上端有中心孔，柱塞22上端的中心孔与解锁吊 耳17下端圆柱体过盈配合，吊耳上端为扇形体，解锁吊耳17上端有 吊耳孔，解锁吊耳17扇形体的下端面座在卡爪螺母18上端面上，柱 塞22不能自动滑落；在卡爪19下部大中心孔与柱塞22外壁之间有环 形空间，在卡爪19下部大中心孔与柱塞22外壁之间的环形空间内有 一个压缩弹簧20，压缩弹簧20的下端在柱塞22的环形台阶上，压缩 弹簧20的上端在卡爪19阶梯形中心孔的环形台肩24上；卡爪19下 端壁上有20个轴向开口，卡爪19下端被分割成20个分卡爪25，分卡 爪25能够向内收缩而使直径变小。在分卡爪25下端外壁上有向外凸 起台肩26，分卡爪25下端向外凸起台肩26的上端面为45°斜面。所 述的支撑板23的孔下端有45°圆锥面，分卡爪25下端向外凸起台肩 26的上端斜面与支撑板23的孔下端圆锥面配合。通过卡爪19下端向 外凸起台肩26与支撑板23锁紧在一起。