一種快穿透隔水導管管鞋

《一種快穿透隔水導管管鞋》是中國海洋石油總公司、中海油研究總院、中國石油大學（北京）於2013年1月6日申請的發明專利，該專利申請號為2013100036297，公布號為CN103075117A，公布日為2013年5月1日，發明人是劉書傑、謝仁軍、楊進、周建良、王平雙、吳怡、魏倩、周波、文敏、周長所。

《一種快穿透隔水導管管鞋》特徵在於：它包括管鞋主體和與其一體成型的楔形結構，所述楔形結構底部呈錐角設定，所述錐角的角度為α；在所述楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有若干管鞋牙齒；從所述管鞋主體中上部至所述楔形結構底端，沿所述管鞋主體和楔形結構外周軸向還間隔設定有若干加強筋。該發明由於採用管鞋主體和與其一體成型的楔形結構，且楔形結構底部呈錐角設定，這樣當管鞋內形成土塞以後，管鞋處相當於一個楔形結構，在打樁過程中具有很好的導向性，並能有效提高管鞋穿透能力。該發明可廣泛套用於各種石油勘探開發領域及建築行業基礎施工中。

2021年6月24日，《一種快穿透隔水導管管鞋》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種快穿透隔水導管管鞋》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種快穿透隔水導管管鞋
• 申請日：2013年1月6日
• 申請號：2013100036297
• 申請公布日：2013年5月1日
• 申請公布號：CN103075117A
• 申請人：中國海洋石油總公司、中海油研究總院、中國石油大學（北京）
• 地址：北京市東城區朝陽門北大街25號
• 發明人：劉書傑、謝仁軍、楊進、周建良、王平雙、吳怡、魏倩、周波、文敏、周長所
• 類別：發明專利
• 專利代理機構：北京紀凱智慧財產權代理有限公司
• 代理人：徐寧、關暢
• Int. Cl.：E21B17/14

專利背景

在海上石油勘探開發過程中，要求隔水導管打樁作業在儘可能短的時間內把導管打入泥線以下設計深度。由於不同海域海底土性質千差萬別，土層強度變化很大，特別到了較深的高強度土層，在隔水導管打樁過程中貫入度很小，打樁時效很低。因此，如何提高管鞋穿透能力，增加打樁貫入度，節約打樁時間，提高海上打樁時效成為待解決的問題。

發明內容

專利目的

《一種快穿透隔水導管管鞋》的目的是提供一種快穿透隔水導管管鞋，它能有效提高管鞋穿透能力，增加打樁貫入度，節約打樁時間，提高海上打樁時效。

技術方案

《一種快穿透隔水導管管鞋》特徵在於：它包括管鞋主體和與其一體成型的楔形結構，所述楔形結構底部呈錐角設定，所述錐角的角度為α；在所述楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有若干管鞋牙齒；從所述管鞋主體中上部至所述楔形結構底端，沿所述管鞋主體和楔形結構外周軸向還間隔設定有若干加強筋。所述錐角的角度α小於90度。所述錐角的角度α根據海底土土質強度大小來確定，強度越大的地層，所述錐角角度α越小。所述楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有20~40個所述管鞋牙齒。在所述管鞋主體和楔形結構外周軸向間隔設定有10~20個所述加強筋。

改善效果

1、《一種快穿透隔水導管管鞋》由於採用管鞋主體和與其一體成型的楔形結構，且楔形結構底部呈錐角設定，這樣當管鞋內形成土塞以後，管鞋處相當於一個楔形結構，在打樁過程中具有很好的導向性，並能有效提高管鞋穿透能力。

2、《一種快穿透隔水導管管鞋》由於採用在楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有若干管鞋牙齒，隨著隔水導管入泥深度的增加，地層會變得越來越硬，這種帶有若干管鞋牙齒的楔形結構管鞋具有劈土效果，更容易使管鞋下部土體向兩邊擠開，大大提高其貫入度。

3、由於在打樁過程中會遇到較大的石塊或較大體積的堅硬物體等障礙物，《一種快穿透隔水導管管鞋》採用的楔形結構管鞋能夠在不損傷隔水導管主體的情況下具有良好的通過性。《一種快穿透隔水導管管鞋》可廣泛套用於各種石油勘探開發領域及建築行業基礎施工中。

附圖說明

圖1是《一種快穿透隔水導管管鞋》的整體結構示意圖；

圖2是圖1的主視圖；

圖3是圖1的側視圖；

圖4是《一種快穿透隔水導管管鞋》的快穿透隔水導管管鞋貫入過程中劈土示意圖。

技術領域

《一種快穿透隔水導管管鞋》涉及一種海上鑽井設備，特別是關於一種套用於海上石油勘探開發過程中與隔水導管連線使用的快穿透隔水導管管鞋。

權利要求

1.《一種快穿透隔水導管管鞋》特徵在於：它包括管鞋主體和與其一體成型的楔形結構，所述楔形結構底部呈錐角設定，所述錐角的角度為α，所述錐角的角度α小於90度；在所述楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有若干管鞋牙齒；從所述管鞋主體中上部至所述楔形結構底端，沿所述管鞋主體和楔形結構外周軸向還間隔設定有若干加強筋；所述錐角的角度α根據海底土土質強度大小來確定，強度越大的地層，所述錐角角度α越小。

2.如權利要求1所述的一種快穿透隔水導管管鞋，其特徵在於：所述楔形結構下端楔形面周緣處間隔設定有20~40個所述管鞋牙齒。

3.如權利要求1或2所述的一種快穿透隔水導管管鞋，其特徵在於：在所述管鞋主體和楔形結構外周軸向間隔設定有10~20個所述加強筋。

實施方式

如圖1~圖3所示，《一種快穿透隔水導管管鞋》包括管鞋主體1和與其一體成型的楔形結構2，楔形結構2底部呈錐角3設定，該錐角3的角度為α，這樣在打樁過程中，通過管鞋主體1底部的楔形結構2使隔水導管管鞋具有很好的導向性和快穿透能力。在楔形結構2下端楔形面周緣處間隔設定有若干管鞋牙齒4，通過錐角3和管鞋牙齒4可以有效提高《一種快穿透隔水導管管鞋》的快穿透隔水導管管鞋穿透能力。從管鞋主體1中上部至楔形結構2底端，沿管鞋主體1和楔形結構2外周軸向還間隔設定有若干加強筋5，以提高管鞋主體1和楔形結構2的整體強度。

上述實施例中，錐角3的角度α小於90度，α具體的角度需要根據海底土土質強度大小來確定，強度越大的地層，錐角3角度α越小。

上述各實施例中，楔形結構2下端楔形面周緣處間隔設定有20~40個管鞋牙齒4。

上述各實施例中，在管鞋主體1和楔形結構2外周軸向間隔設定有10~20個加強筋5。

《一種快穿透隔水導管管鞋》在使用時，如圖4所示，由與管鞋主體1一體成型的楔形結構2，使《一種快穿透隔水導管管鞋》在通過地層時擁有較好的導向性和貫入能力。隨著隔水導管入泥深度的增加，在隔水導管中慢慢產生土塞，形成的土塞外形輪廓和楔形結構2的輪廓相同，然後隨著隔水導管的下入，帶有楔形結構的土塞相當於一個高強度的楔子，起到一個劈開地層的作用，使隔水導管管鞋刺穿地層的能力大大增強。這樣會大大提高隔水導管打樁效率，縮短隔水導管打樁施工時間，提高油氣田的開發效益。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種快穿透隔水導管管鞋》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。