專利名稱：一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沉樁施工設(shè)備，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導(dǎo)管連接使用的自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋。
背景技術(shù)：
在海上石油勘探開發(fā)過程中，隔水導(dǎo)管管鞋是一個(gè)非常重要的部件，對(duì)隔水導(dǎo)管的順利下入起著非常重要的作用?，F(xiàn)有的導(dǎo)管鞋主要有兩種，一種是底部帶有傾角的管鞋，如圖2所示，這種管鞋具有較好的導(dǎo)向性，能夠在通過較軟的土層時(shí)更好的控制隔水導(dǎo)管方向，但由于底部帶有傾角，在其通過較硬地層時(shí)可能被損傷，從而使得隔水導(dǎo)管下入困難；另外一種是底部帶有牙齒的管鞋，如圖3所示，這種管鞋最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在不損傷管鞋和隔水導(dǎo)管本體的情況下順利地通過較硬地層，但缺點(diǎn)是在隔水導(dǎo)管剛下入時(shí)通過較軟地層不具備控制下入方向的功能。由此可見，現(xiàn)有的管鞋不能滿足適應(yīng)不同地層的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其能在下入過程中通過不同地層時(shí)有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，在通過軟地層時(shí)有較好的導(dǎo)向性，在通過較硬地層時(shí)有更好的通過性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案本發(fā)明為一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，該管鞋包括能夠分離地連接在一起的上部管鞋和下部管鞋，所述下部管鞋的底部為帶有一定角度傾角的斜切式結(jié)構(gòu)，下部管鞋套設(shè)于上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。當(dāng)隔水導(dǎo)管打入到上部較軟地層時(shí)由下部管鞋工作，具有較好導(dǎo)向性；在較硬地層中由上部管鞋工作，具有更好的貫入性，并且不損傷管鞋和隔水導(dǎo)管本體。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用兩層管鞋組合結(jié)構(gòu)模式，通過一定數(shù)量剪切銷釘連接(通常每90 度一個(gè))，根據(jù)地層計(jì)算所需銷釘尺寸，最終使得在管鞋下入快到較硬地層之前銷釘發(fā)生剪切，使帶有牙齒的上部管鞋開始工作。2、在較軟地層中通過時(shí)，使用下部帶有傾角的管鞋，使其在地層中通過具有更好導(dǎo)向性。3、在較硬地層中通過時(shí)，使用上部帶有牙齒的管鞋，使其不損傷管鞋情況下在地層中具有較好通過性。4、由于上部管鞋外側(cè)帶有一定數(shù)量的加強(qiáng)筋，在下部管鞋內(nèi)部相應(yīng)位置開有相同數(shù)量的槽口，在銷釘剪切后，上部管鞋通過下部管鞋進(jìn)入工作狀態(tài)，下部管鞋套在上部管鞋外最終留在地層中。
由上述可知，本發(fā)明的管鞋能夠自適應(yīng)地層環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于各種石油勘探開發(fā)領(lǐng)域中。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有底部帶有傾角的導(dǎo)管管鞋結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是現(xiàn)有底部帶有牙齒的導(dǎo)管管鞋結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，該管鞋包括能夠分離地連接在一起的上部管鞋和下部管鞋，所述下部管鞋的底部帶有一定角度傾角，所述下部管鞋套設(shè)于所述上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。該上部管鞋的底部和下部管鞋的頂部通過可分離結(jié)構(gòu)相連接，使得在管鞋下入到較硬地層時(shí)該分離結(jié)構(gòu)能夠斷開，使下部管鞋脫離上部管鞋而留在土層中，上部管鞋開始工作。下部管鞋和上部管鞋的組合式結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在上部較軟地層由下部管鞋工作，具有較好導(dǎo)向性；在較硬地層中有上部管鞋工作，具有更好的通過性，并且不損傷管鞋和隔水導(dǎo)管本體，由此可知，本發(fā)明具有地層自適應(yīng)性，可廣泛應(yīng)用于各種石油勘探開發(fā)領(lǐng)域中。所述上部管鞋的下部和下部管鞋的上部通過多個(gè)剪切銷釘連接在一起，所述銷釘?shù)某叽缡沟?，在管鞋下入到較硬地層時(shí)銷釘發(fā)生剪切，使帶有牙齒的上部管鞋開始工作。為了便于準(zhǔn)確理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，其為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該管鞋為應(yīng)用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導(dǎo)管連接使用的隔水導(dǎo)管管鞋。該管鞋設(shè)置有上下兩部分管鞋， 其中，下部管鞋1為底部帶有45度傾角的斜切式結(jié)構(gòu)，其底端面構(gòu)成橢圓形；上部管鞋2底端均勻設(shè)有一定數(shù)量牙齒6，牙齒的數(shù)量例如在40-60個(gè)之間。下部管鞋1套在上部管鞋2 上，并通過剪切銷釘7連接，通常該銷釘?shù)闹睆皆讦?-40πιπι之間，下部管鞋1的內(nèi)壁開有一定數(shù)量的導(dǎo)向槽3，上部管鞋2外周對(duì)應(yīng)布設(shè)有相同數(shù)量的加強(qiáng)筋4，使銷釘7剪切后，該下部管鞋1可以通過各導(dǎo)向槽3順著上部管鞋2的加強(qiáng)筋4滑動(dòng)，并沿槽口通過上部管鞋2， 從而留在土層中。該上部管鞋2外周的加強(qiáng)筋4通常數(shù)量范圍為20-30個(gè)(是個(gè)數(shù))，該上部管鞋2的內(nèi)層較佳布置有帶有折線狀的加強(qiáng)筋5，通常數(shù)量范圍為6-10 ；另外，考慮到下入地層時(shí)，上部管鞋2底部的受力最大，故該加強(qiáng)筋5至少分布于該上部管鞋2的下部，以加強(qiáng)該部位的強(qiáng)度。通常地，下部管鞋1底部傾角的取值范圍為30° 60°，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)傾角為 45°時(shí)，能使本發(fā)明的管鞋具有最佳的導(dǎo)向性能，因此，本實(shí)施例中該下部管鞋采用45°傾角的斜切式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在使用時(shí)，由于下部管鞋1在通過上部較軟地層時(shí)擁有較好的導(dǎo)向性，當(dāng)管鞋下入到較硬地層時(shí)，剪切銷釘7發(fā)生剪切，上部管鞋2通過下部管鞋1外側(cè)使下部管鞋 1留在土層中，上部管鞋2繼續(xù)工作，進(jìn)入較硬地層，由于上部管鞋2帶有一定數(shù)量堅(jiān)硬的牙齒6，并且外側(cè)布置有加強(qiáng)筋4，內(nèi)側(cè)布置有加強(qiáng)筋5，從而可以使隔水導(dǎo)管無損傷地通過較硬地層，并下入到設(shè)計(jì)深度；并且由于下部管鞋1和上部管鞋2之間具有很好的尺寸匹配特性(下部管鞋1的內(nèi)徑和上部管鞋2的外徑尺寸相同，并且下部管鞋1的壁厚較薄，壁厚為 12. 7mm-25. 4mm之間)，從而使得下入過程中有利于導(dǎo)管周土體擴(kuò)散，不會(huì)造成管鞋的泥土堵塞現(xiàn)象。因此本發(fā)明的管鞋能使隔水導(dǎo)管適應(yīng)不同地層并且無損傷地順利下入到設(shè)計(jì)深度中，縮小了海上施工的時(shí)間，并降低了施工成本。本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導(dǎo)管連接使用，而且還可應(yīng)用于其他基礎(chǔ)施工中(陸地打樁作業(yè)作樁鞋使用)。上述各實(shí)施例中，還可以在結(jié)構(gòu)和連接上有其它變化，除了銷釘方式連接外，還可以采用其它的分離式鎖定結(jié)構(gòu)(如可以采用卡簧式連接方式)，實(shí)現(xiàn)上部管鞋和下部管鞋之間的鎖定和分離，再例如，上部管鞋和下部管鞋的剪切銷釘尺寸是可以變化的，凡是基于本發(fā)明技術(shù)方案上的變化和改進(jìn)，不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述管鞋包括能夠分離地連接在一起的上部管鞋和下部管鞋，所述下部管鞋的底部為具有一傾角的斜切式結(jié)構(gòu)，所述下部管鞋套設(shè)于所述上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的底端沿圓周方向均勻設(shè)有一定數(shù)量的牙齒。
3.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的下部和下部管鞋的上部通過多個(gè)剪切銷釘連接在一起，所述銷釘?shù)某叽缡沟?，在管鞋下入到較硬地層時(shí)銷釘發(fā)生剪切，使帶有牙齒的上部管鞋開始工作。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的外周設(shè)置有一定數(shù)量的導(dǎo)向加強(qiáng)筋，所述下部管鞋的內(nèi)周設(shè)置有相同數(shù)量的導(dǎo)向槽，且各導(dǎo)向加強(qiáng)筋與導(dǎo)向槽的位置相對(duì)應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的內(nèi)周設(shè)置有折線狀的加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋的寬度為6-10mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述下部管鞋底部的傾角的取值范圍為30° 60°。
7.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述下部管鞋底部的傾角為45°。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述管鞋為應(yīng)用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導(dǎo)管連接使用的隔水導(dǎo)管管鞋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)地層環(huán)境的管鞋，所述管鞋包括能夠分離地連接在一起的上部管鞋和下部管鞋，所述下部管鞋的底部為帶有一定角度傾角的斜切式結(jié)構(gòu)，所述下部管鞋套設(shè)于所述上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在上部較軟地層由下部管鞋工作，具有較好導(dǎo)向性；在較硬地層中由上部管鞋工作，具有更好的通過性，并且不損傷管鞋和隔水導(dǎo)管本體。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種石油勘探開發(fā)領(lǐng)域和基礎(chǔ)施工行業(yè)中。
文檔編號(hào)E21B7/20GK102400652SQ201110391118
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者楊智愷 申請(qǐng)人:楊智愷