一种吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺的制作方法

本发明涉及矿山井筒建设领域，具体涉及一种吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺。

背景技术：

1、钻井法凿井施工过程中，现行的钻井井壁连接方式为上、下节井壁法兰盘双侧焊接。在井壁悬浮下沉安装过程中，组装下一节井壁前，须切除悬浮井壁节(下节井壁)上法兰盘突出的吊环部分，以便于悬吊井壁(上节井壁)与悬浮井壁节(下节井壁)的法兰面对接，然后找平内外焊接，如此循环，直至完成全部井壁安装。

2、现行焊接连接方式只能对井壁内外侧法兰边缘位置进行焊接，而上、下节井壁法兰之间仅是接触没有连接，这样焊缝实际承担了节间位置处的全部的拉力、剪力和部分压力，而节间结构刚度弱于井壁节，从而使得井壁节间位置通常成为薄弱环节，已有钻井井壁节间焊缝拉裂的相关工程事故案例。

3、目前，缺少对钻井井壁法兰面加强连接的相关研究和工程实践，因此，有必要研究保留并利用井壁吊环参与承担荷载传递的相关技术与施工工艺。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，该工艺能够提升井壁安装的施工效率，充分利用井壁内预埋吊环承载的潜力，防止钻井井壁节间焊缝拉裂。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，悬浮井壁节位于井筒内的安装位置，待安装井壁节位于所述悬浮井壁节正上方且与所述悬浮井壁节相对固定，其特征在于，所述悬浮井壁节上法兰盘上盘面凸出的吊环插入到所述待安装井壁节下法兰盘上的吊环舱容纳腔内。吊环舱容纳腔容纳了吊环，使得吊环的切割工序被省去，保留下来的吊环在传递竖向荷载的同时也能够起到水平抗剪块的作用，加强井壁节之间的连接。

4、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，环绕所述待安装井壁节安装有注浆排气总管，每个所述吊环舱容纳腔均导通连接有注浆排气管，每个所述注浆排气管远离所述吊环舱容纳腔的一端分别与所述注浆排气总管流体导通，注浆排气引出管的一端与所述注浆排气总管流体导通、另一端向着远离所述待安装井壁节轴线的方向至少延伸至井壁加工外模板内表面；在所述悬浮井壁节和所述待安装井壁节制作加工的时候，所述注浆排气引出管邻近所述井壁加工外模板的管口用胶塞封堵；在所述井壁加工外模板拆除之后，将封堵所述注浆排气引出管管口的胶塞拆除并确保所述注浆排气引出管排气通畅。在井壁节吊装完成后进行盘间注浆时，各个吊环舱容纳腔中的空气依次经注浆排气管、注浆排气总管、注浆排气引出管排出吊环舱容纳腔，因而在组立外模板和井壁混凝土浇筑时，注浆排气引出管的管口需要被胶塞封堵，以免被混凝土堵塞，影响后续注浆排气过程。

5、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，所述注浆排气管的一端与所述吊环舱容纳腔的顶部空间流体导通、另一端与所述注浆排气总管流体导通。

6、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，所述注浆排气总管位于所述注浆排气管的上方。

7、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，将所述待安装井壁节的下法兰面与所述悬浮井壁节的上法兰面找平调整，将所述待安装井壁节的下法兰盘与所述悬浮井壁节的上法兰盘焊接固定，对所述待安装井壁节的下法兰盘与所述悬浮井壁节的上法兰盘之间缝隙进行注浆填充时，浆液会由吊环舱容纳腔底部开口端进入吊环舱容纳腔内，吊环舱容纳腔内空气由与吊环舱容纳腔流体导通的注浆排气管排出吊环舱容纳腔，并依次经由注浆排气总管和排气引出管排出，直至吊环舱容纳腔内全部充满浆液由注浆排气引出管冒出，用环氧水泥砂浆封闭注浆排气引出管管口。

8、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，包括如下步骤：

9、步骤a：井壁下法兰盘下料加工时，在对应吊环的位置处切割方孔，方孔的尺寸与节间连接装置的吊环舱容纳腔底口端外尺寸吻合；

10、步骤b：在绑扎完井壁内圈钢筋后，将节间连接装置安放到下法兰盘对应的方孔内，节间连接装置的吊环舱容纳腔底口与下法兰盘下盘面平齐，将节间连接装置与下法兰盘焊接固定；

11、步骤c：待井壁外圈钢筋绑扎完成后，用短钢筋将锚固钢筋与井壁内外圈钢筋网绑扎连成整体，锚固钢筋固定安装在下法兰盘上且位于井壁外圈钢筋和井壁内圈钢筋之间；

12、步骤d：组立外模板，井壁混凝土浇筑，井壁成型后脱模；

13、步骤e：吊装井壁节，使得悬浮井壁节位于井筒内的安装位置，待安装井壁节位于所述悬浮井壁节正上方且与所述悬浮井壁节相对固定，所述悬浮井壁节上法兰盘上盘面凸出的吊环插入到所述待安装井壁节下法兰盘上的节间连接装置的吊环舱容纳腔内。

14、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，所述节间连接装置包括顶推螺栓、护套管、注浆排气管和吊环舱，所述注浆排气管固定连接在所述吊环舱上端，与所述吊环舱流体导通；所述节间连接装置内部左侧设有下楔体，所述节间连接装置右侧设有与所述下楔体相配合的上楔体，所述上楔体与一顶推螺栓相配合；所述吊环舱两侧设有下楔体舱和上楔体舱；下楔体呈舌状，舌尖薄窄，舌根宽厚，下楔体在舌根一端靠下位置水平方向设有孔道，所述下楔体上的孔道内有铰接轴穿过，所述铰接轴的两端安装在所述下楔体舱的舱壁上，在所述吊环进入所述吊环舱时，所述下楔体在下楔体舱和吊环舱内绕铰接轴旋转翻折，下楔体下底面平整，上斜坡表面设密集锯齿状防滑槽；上楔体前窄后宽，上、下为斜面，上楔体顶斜坡面断面呈圆弧状，上楔体底斜坡面设密集锯齿状防滑槽，上楔体后端面设t形槽道，槽道下端开口，上端为半圆t槽且封闭，上楔体借助半圆t槽挂于顶推螺栓前端圆台上；所述顶推螺栓外沿轴向套设有护套管，所述顶推螺栓端部与t形槽道相配合并从所述护套管中作旋进旋出动作。

15、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，在井壁节开始制作时：在绑扎完井壁内圈钢筋后，在所述上法兰盘和所述下法兰盘之间的井壁节外表面靠近所述上法兰盘一侧焊接吊环，所述吊环顶部为圆弧段且穿过所述上法兰盘的方孔，所述方孔的尺寸与所述节间连接装置的吊环舱的尺寸相对应；

16、在绑扎井壁外圈钢筋前：将所述节间连接装置的所述顶推螺栓螺纹段均匀涂抹黄油，同时将所述下楔体抬起至最高位置，旋进所述顶推螺栓，使得所述上楔体向所述下楔体方向运动，直至所述顶推螺栓完全进入所述护套管内，并将所述护套管靠近所述顶推螺栓头部一端的开口用封堵物堵塞；将所述节间连接装置的吊环舱从所述下法兰盘的上盘面放入所述下法兰盘的方孔中，然后将所述节间连接装置与所述下法兰盘相接触的各个部位焊接在一起，之后绑扎井壁外圈钢筋组立外模板并浇筑井壁混凝土；

17、在井壁节吊装到位后：调整所述待安装井壁节的方位，使所述待安装井壁节的所述节间连接装置与所述井孔中的悬浮井壁节的所述吊环对准，而后将所述待安装井壁节放下，所述悬浮井壁节的所述吊环进入所述待安装井壁节的所述吊环舱，所述吊环舱内的所述下楔体被所述吊环顶面推动并绕着所述节间连接装置中的铰接轴旋转，退入所述下楔体舱内，让出吊环通道，待所述吊环顶部通过所述下楔体的舌尖部位时，所述下楔体在自重作用下回落复位，然后旋进所述顶推螺栓，所述顶推螺栓带动所述上楔体向所述下楔体移动并抬高，直至所述上楔体顶面与所述吊环顶端圆弧段底端充分抵紧。

18、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，所述下楔体舱与吊环舱之间、所述吊环舱与上楔体舱之间各被一个中间开有锁孔的锁孔板隔开，所述锚固钢筋固定在所述锁孔板远离所述吊环舱一侧的表面上。锚固钢筋的作用是增强井壁节与节间连接装置的连接，避免节间连接连接装置受力后焊缝断裂，脱离方孔位置。

19、上述的吊环参与承载的钻井井壁节间连接工艺，所述上楔体舱位于所述吊环舱与所述护套管之间；所述下楔体舱内容纳有下楔体，所述下楔体通过所述铰接轴铰接在所述下楔体舱内；所述上楔体舱内容纳有与所述顶推螺栓螺杆部竖向滑动连接的上楔体。

20、本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

21、1、本发明中的连接工艺无需切割吊环，提高了井壁悬浮下沉安装的施工效率。

22、2、使用本法明中的连接工艺可提高井壁节间的连接强度，防止焊缝处拉裂。