專利名稱：一種自適應地層環(huán)境的管鞋的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種沉樁施工設備，特別是關于一種應用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導管連接使用的自適應地層環(huán)境的管鞋。
背景技術：
在海上石油勘探開發(fā)過程中，隔水導管管鞋是一個非常重要的部件，對隔水導管的順利下入起著非常重要的作用。現(xiàn)有的導管鞋主要有兩種，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向性，能夠在通過較軟的土層時更好的控制隔水導管方向，但由于底部帶有傾角，在其通過較硬地層時可能被損傷，從而使得隔水導管下入困難；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)點就是可以在不損傷管鞋和隔水導管本體的情況下順利地通過較硬地層，但缺點是在隔水導管剛下入時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不同地層的使用要求。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其能在下入過程中通過不同地層時有更強的適應能力，在通過軟地層時有較好的導向性，在通過較硬地層時有更好的通過性。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案本實用新型為一種自適應地層環(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)，下部管鞋套設于上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。當隔水導管打入到上部較軟地層時由下部管鞋工作，具有較好導向性；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管本體。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述上部管鞋的底端沿圓周方向均勻設有一定數(shù)量的牙齒。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述上部管鞋的下部和下部管鞋的上部通過多個剪切銷釘連接在一起，所述銷釘?shù)某叽缡沟茫诠苄氯氲捷^硬地層時銷釘發(fā)生剪切，使帶有牙齒的上部管鞋開始工作。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述上部管鞋的外周設置有一定數(shù)量的導向加強筋，所述下部管鞋的內(nèi)周設置有相同數(shù)量的導向槽，且各導向加強筋與導向槽的位置相對應。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述上部管鞋的內(nèi)周設置有折線狀的加強筋，所述加強筋的寬度為6-10mm。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述下部管鞋下部的傾角的取值范圍為30° 60°。[0013]如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述下部管鞋下部的傾角為45°。如上所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其中，所述管鞋為應用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導管連接使用的隔水導管管鞋。本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點I、本實用新型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)，根據(jù)地層計算所需銷釘尺寸，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，使用下部帶有傾角的管鞋，使其在地層中通過具有更好導向性。3、在較硬地層中通過時，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)量的加強筋，在下部管鞋內(nèi)部相應位置開有相同數(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，本實用新型的管鞋能夠自適應地層環(huán)境，可廣泛應用于各種石油勘探開發(fā)領域中。

圖I是本實用新型的一個具體實施實例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有底部帶有傾角的導管管鞋結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是現(xiàn)有底部帶有牙齒的導管管鞋結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提出一種自適應地層環(huán)境的管鞋，該管鞋包括以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式鎖定結(jié)構(gòu)相連接，使得在管鞋下入到較硬地層時該可分離式鎖定結(jié)構(gòu)能夠分開，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)可以實現(xiàn)在上部較軟地層由下部管鞋工作，具有較好導向性；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管本體，由此可知，本實用新型具有地層自適應性，可廣泛應用于各種石油勘探開發(fā)領域中。所述可分離式鎖定結(jié)構(gòu)為利用剪切力而達到分離目的的剪切鎖定結(jié)構(gòu)，例如可為剪切銷釘，所述上部管鞋的下部和下部管鞋的上部通過多個剪切銷釘連接在一起，所述銷釘?shù)某叽缡沟茫诠苄氯氲捷^硬地層時銷釘發(fā)生剪切，使帶有牙齒的上部管鞋開始工作。為了便于準確理解本實用新型的技術方案，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，其為本實用新型的一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該管鞋為應用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導管連接使用的隔水導管管鞋。該管鞋設置有上下兩部分管鞋，其中，下部管鞋I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底端均勻設有一定數(shù)量牙齒6，牙齒的數(shù)量例如在40-60個之間。下部管鞋I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I的內(nèi)壁開有一定數(shù)量的導向槽3，上部管鞋2外周對應布設有相同數(shù)量的加強筋4，使銷釘7剪切后，該下部管鞋I可以通過各導向槽3順著上部管鞋2的加強筋4滑動，并沿槽口通過上部管鞋2，從而留在土層中。該上部管鞋2外周的加強筋4通常數(shù)量范圍為20-30個(是個數(shù))，該上部管鞋2的內(nèi)層較佳布置有帶有折線狀的加強筋5，通常數(shù)量范圍為6-10 ;另外，考慮到下入地層時，上部管鞋2底部的受力最大，故該加強筋5至少分布于該上部管鞋2的下部，以加強該部位的強度。通常地，下部管鞋I底部傾角的取值范圍為30° 60°，經(jīng)實驗證明，當傾角為45°時，能使本實用新型的管鞋具有最佳的導向性能，因此，本實施例中該下部管鞋采用45°傾角的斜切式結(jié)構(gòu)。本實用新型在使用時，由于下部管鞋I在通過上部較軟地層時擁有較好的導向性，當管鞋下入到較硬地層時，剪切銷釘7發(fā)生剪切，上部管鞋2通過下部管鞋I外側(cè)使下部管鞋I留在土層中，上部管鞋2繼續(xù)工作，進入較硬地層，由于上部管鞋2帶有一定數(shù)量堅硬的牙齒6，并且外側(cè)布置有加強筋4，內(nèi)側(cè)布置有加強筋5，從而可以使隔水導管無損傷地通過較硬地層，并下入到設計深度；并且由于下部管鞋I和上部管鞋2之間具有很好的尺寸匹配特性(下部管鞋I的內(nèi)徑和上部管鞋2的外徑尺寸相同，并且下部管鞋I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管周土體擴散，不會造成管鞋的泥土堵塞現(xiàn)象。因此本實用新型的管鞋能使隔水導管適應不同地層并且無損傷地順利下入到設計深度中，縮小了海上施工的時間，并降低了施工成本。本實用新型不僅能夠應用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導管連接使用，而且還可應用于其他基礎施工中(陸地打樁作業(yè)作樁鞋使用)。上述各實施例中，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，凡是基于本實用新型技術方案上的變化和改進，不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求1.一種自適應地層環(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I所述的一種自適應地層環(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剪切銷釘連接在一起。
4.如權(quán)利要求I所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的外周設置有一定數(shù)量的導向加強筋，所述下部管鞋的內(nèi)周設置有相同數(shù)量的導向槽，且各導向加強筋與導向槽的位置相對應。
5.如權(quán)利要求I所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述上部管鞋的內(nèi)周設置有折線狀的加強筋，所述加強筋的寬度為6-10_。
6.如權(quán)利要求I所述的一種自適應地層環(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I所述的一種自適應地層環(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I至7任一項所述的一種自適應地層環(huán)境的管鞋，其特征在于，所述管鞋為應用于海上石油勘探開發(fā)過程中與隔水導管連接使用的隔水導管管鞋。
專利摘要本實用新型公開了一種自適應地層環(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)，所述下部管鞋套設于所述上部管鞋外周，且同心布置，構(gòu)成組合式管鞋。本實用新型可以實現(xiàn)在上部較軟地層由下部管鞋工作，具有較好導向性；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管本體。本實用新型可廣泛應用于各種石油勘探開發(fā)領域和基礎施工行業(yè)中。
文檔編號E21B17/14GK202380990SQ20112049057
公開日2012年8月15日 申請日期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 申請人:楊智愷