江苏省水文地质海洋地质勘查院 江苏淮安 223005
一、概述
随着国家对海洋开发的日益重视，海洋勘察任务也随之增多。海洋钻探会受涌浪及潮汐的影响，易造成冲洗液难以回收、套管起拔时段受控于潮汐, 涌浪等问题，在一些潮差较大的海域使用传统的“增减套管”方法难以施工。经过多年的摸索，总结出一种可行的施工工艺，简称：“伸缩套管”。其具有伸缩性、海浪补偿、强力起拔套管、密封止水回收冲洗液等优点，现详述如下。
二、钻探平台搭建及套管选
1、钻探平台搭建
（1）、在海洋上进行钻探施工首先要选择抗风浪能力强、具有自航能力、配备4~8只绞锚机、锚及锚索的船只。
（2）、钻探平台选择外挂式，在涌浪大的情况下可以将套管与船舶保持一定的距离，确保施工船舶及设备的安全。
（3）、搭建平台的材料宜选用16﹟国标槽钢，平台承载强度应大于钻机最大起拔力的3倍，在孔口、钻塔底座等受力部位应重点加固。
2、套管选择
（1）、外套管宜选择满足施工口径要求的厚壁套管，管材应具有抗弯曲、抗腐蚀等性能（建议采用Φ178厚壁套管）。
（2）、内套管建议采用Φ146厚壁套管，套管两头车公母丝扣用于套管连接，连接处应平滑，便于在外套管中自由滑动。
三、伸缩套管的工作原理及安装维护
1、伸缩套管的工作原理
Φ178厚壁套管固定在水下的土层中，正常钻进时Φ146厚壁套管固定在钻机的孔口，随潮汐的变化和涌浪的起伏，Φ146套管在Φ178套管内上下自由活动，橡胶圈防止冲洗液漏失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钻孔结束后，在孔口只需提升Φ146厚壁套管，由Φ178厚壁套管内侧和Φ146厚壁套管外侧预先焊接的挡圈互相作用，Φ178厚壁套管亦被提离固定的土层。工作原理见图（一）。
图（一）伸缩套管的工作原理
2、伸缩套管的安装
（1）、 在外套管（Φ178，下同）下入预计深度后，在孔口将伸缩套管用丝扣连接到外套管上，上下提动内套管（Φ146，下同），将外套管固定到土层中，并确保外套管底部与土层间没有环状间隙，防止冲洗液漏失，并根据施工水域的潮差，留足外套管至平台面的距离。
（2）、根据潮差计算需要下入内套管的长度，将内管口固定在孔口，连接三通便于回收冲洗液。
（3）、在外套管挡圈及橡胶圈周围加入足量的黄油，减少内套管在上下活动时对橡胶圈的磨损。
（4）、在伸缩套管口（即外套管）上连接外接箍，一旦强力起拔时内套管从外套管中滑落，可直接上套管接头提升外套管。
3、伸缩套管的维护
（1）、在套管起拔完毕后及时将伸缩套管取出，用淡水清洗，保持套管表面光滑，并涂抹油脂防止锈蚀，一旦发现锈蚀应及时清除。
（2）、根据橡胶圈的磨损程度及时更换。
（3）、检查外套管连接丝扣是否完好，防止脱扣，造成套管丢失。
四、伸缩套管的优点
1、不用频繁增减套管，节约辅助时间，减少工人的劳动强度，提高钻进效率。
2、结构简单，便于制作和维护。
3、提高冲洗液回收率，减少环境污染。
4、不受限于涨落潮，可随时起拔外套管。
5、可以反锤内套管，利于强力提拔外套管。
6、外套管相对固定，可作为标准贯入等原位测试的参照。
五、应用实例
外海海上风电项目多位于离岸10～70km海域，理论水深25～65m，最大潮差5.5～6米。作业环境为无掩护外海施工，夏季台风多发，冬季季风频繁，施工区多涌大流急，海水流向、涌浪方向及风向各不相同且极易变化。在恶劣气候影响下，施工船舶起伏剧烈，给钻探施工造成很大困难。针对该情况，采用自主研发的伸缩套管的技术，取得了波浪补偿的作用，极大降低了船舶摆动对钻探施工的影响；其次，减少了起下套管的数量，节约了时间成本和人力成本；第三，外套管起拔不用待到落潮，减少了等待时间；第四，施工区海水深，外套管自重大，采用反锤内管法，可强力提拔外套管。
在外海风电勘察中，针对恶劣海况，采用伸缩套管技术，很好地克服了困难，解决了传统钻机在海上钻探的性能缺陷，伸缩套管技术代替了海洋钻机的大部分性能，通过实际的成功案例进一步验证了该技术的优越性和易操作性，创造了较好的经济效益和社会效益。
论文作者:王立晗
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/4
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