專利名稱：在船舶上用于無立管鉆井、修井、海底施工等的移動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具有船井的能夠動態(tài)定位的船舶上用于無立管鉆
井、修井(well intervention )、海底施工期間等的移動設(shè)備，更尤其涉及其組成。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，涉及海上油氣勘探或開釆的許多工序都是在專門設(shè)計的鉆井船舶或平臺上進行，鉆井船舶或平臺上具有供此時用的固定井架。另外，必須租用諸如平臺供給船(PSV)、錨定處理船(AHV)和多用途船(MPV)各種其他船舶類型。這些另外的船舶一般能夠動態(tài)定位，并具有船井。
毫無疑問，如果也能夠使用上述船舶類型，例如與烴類勘探期間的現(xiàn)有鉆井結(jié)合，是成本低廉的。這可能意味著對操作者來說增加利用所租用的容器，同時減少了在整個工序期間使用不同船舶類型的需要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的之一在于，減少在烴類勘探或開采期間這樣的昂貴鉆井船舶或平臺的使用，使得無立管鉆井、修井、海底施工等都可以在例如具有船井的已有能夠動態(tài)定位的船舶上進行。該目的是利用引言中所述類型的移動設(shè)備來實現(xiàn)的，正如權(quán)利要求1的特征部分所披露的，該設(shè)備包括位于船井上的兩個桅桿；在桅桿之間延伸并可移動地布置在桅桿上的叉形件(yoke );安裝在叉形件上的液壓頂部驅(qū)動裝置；和可安裝成與船井相連的鉆臺。同時還希望在所述船舶上具有空間經(jīng)濟性和最小重量增加，希望可以在船舶沒有大的改
3變和改裝的情況下安裝移動設(shè)備，以及希望具有低重心。
與具有固定井架的專門設(shè)計的鉆井船舶相比，低重心意味著設(shè)備
被降低相當(dāng)多，例如其總重量的約85%比船舶主曱板低4米，以及例如鉆臺本身被建造在距離主曱板l米之內(nèi)的水平上。對標(biāo)準(zhǔn)類型的井架來說，也減少了空間需求。
相應(yīng)的桅桿可以安裝在優(yōu)選預(yù)制類型的底座上，并可以利用至少一個液壓缸下放在船舶甲板上。因而，對于底座作業(yè)和桅桿的折疊來
說，所述船舶只需要極小的船舶特殊修改。此外，叉形件可以設(shè)計成寬度可調(diào)，從而容許桅桿底座變更位置。在從一個位置重新定位至另一個位置期間和在維修和安裝期間或拆除設(shè)備期間，帶有安裝的叉形件和頂部驅(qū)動裝置的桅桿折疊到船舶曱板上的一個位置具有顯而易見的優(yōu)點。
鉆臺可以形成容易分離的，且在中心具有一切口，用于安裝卡瓦(slip)。這容許鉆臺易于位移，例如，在必須移除鉆臺以進入整個船井的時候。切口也可以形成鉆臺中的通孔，例如，用于穿過鉆柱。在鉆臺上可設(shè)置鐵鉆工(roughneck),所述鐵鉆工可動地布置在鉆臺上，同樣還可設(shè)置氣動絞車、液壓操縱器臂等。應(yīng)該明白，當(dāng)這種類型的裝置將放在鉆臺上時，鉆臺的低總高度帶來了很多優(yōu)點。此外，桅桿底座可以作為可分離鉆臺的引導(dǎo)器。


現(xiàn)在參考附帶的視圖，這些視圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其
中
圖l是在船舶上的依照本發(fā)明的設(shè)備的縱向示意側(cè)視圖；圖2顯示了圖1中所示的設(shè)備從橫向看的視3顯示了圖1中所示的設(shè)備從頂端看的視4是依照本發(fā)明的設(shè)備在工作位置的透視圖；和圖5是依照本發(fā)明的設(shè)備在用為維修的下降位置或在船舶重新定位期間的透視圖。
具體實施例方式
正如上面已經(jīng)提到的，本發(fā)明旨在用于能夠動態(tài)定位并具有船井
的已有PSV、 AHV、 MPV和類似船舶。但是，這不妨礙該設(shè)備同樣適用于投入使用在新建船舶上。在例如鉆井和修井期間適用的另 一種狀態(tài)是，船舶具有用于鉆井泥漿、散裝重晶石/高嶺土和散裝水泥的充足的貯槽容積。除此之外，還必須收容鉆井人員，例如，15張床。床的需求稍微小于海底施工作業(yè)。
依照本發(fā)明的設(shè)備旨在特別用于無立管鉆井、修井、海底施工期間在具有船井8的能夠動態(tài)定位的船舶上使用。該設(shè)備的主要組成包括位于船井8兩側(cè)的兩個桅桿1;在桅桿之間延伸并可移動地布置在桅桿上的叉形件6;安裝在叉形件上的液壓頂部驅(qū)動裝置7;和可定位在船井8之上的鉆臺3、 4。
在圖l和2中，通過舉例子的方式只顯示了從液壓頂部驅(qū)動裝置7向下延伸的一個鉆桿14和安裝在鉆桿下端的一個海底附件15。再舉例來說，海底附件可以由引導(dǎo)基座16和適當(dāng)直徑的導(dǎo)管17構(gòu)成。
各個桅桿1具有本領(lǐng)域中已知的任何具有足夠高度和載荷能力的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。選擇桅桿高度以便搬運例如長度為9-13米的鉆桿。桅桿的下端附著于桅桿底座2。該底座的尺寸設(shè)計成分布來自桅桿的載荷，不會導(dǎo)致過載和由此造成的對船舶甲板9及其下面的支撐結(jié)構(gòu)的破壞。該底座通過焊接或螺接附著。
為容許桅桿和位于其上的設(shè)備在水平位置放置在船舶曱板上，參見圖5，在底座2與桅桿1之間布置有至少一個液壓缸11，所述桅桿1可以利用合適的旋轉(zhuǎn)連桿10固定。液壓缸以任何合適的方式、例如使用樞軸節(jié)固定于底座和桅桿。當(dāng)然，使桅桿水平地平放在船舶曱板上或靠近船舶曱板放置的這種可能性對船舶從一個位置定位到另一個位置期間的穩(wěn)定是非常有利的。
叉形件6可以為任何合適的類型，如上所述，其布置成在實際作業(yè)過程中沿著桅桿1上下運動。沿桅桿的這種運動在本領(lǐng)域是公知的，可以這樣實施(在視圖中沒有顯示)，相應(yīng)的桅桿采用獨立的液壓桅桿缸形式，形成有鏈傳動部、齒條傳動部等。另外還可設(shè)定，叉形件為
寬度可調(diào)類型，例如，這意味著桅桿底座2的位置可變。
液壓頂部驅(qū)動裝置7安裝在叉形件6上。此外，如圖2所示，在頂部驅(qū)動裝置下方還設(shè)置扣環(huán)裝置12和升降裝置13。也可以設(shè)置任意適當(dāng)類型的升沉補償(未顯示)，其設(shè)置成與頂部驅(qū)動裝置相連。
鉆臺3、 4優(yōu)選是可分離的，這意味著，需要時，通過推動鉆臺半使之分開而不是首先選擇移除例如鉆柱，就可以露出整個船井8。應(yīng)當(dāng)理解，鉆臺半能夠可位移地支撐在桅桿底座2上。每個鉆臺半制成具有切口。因而，當(dāng)定位在船井上方時，鉆臺上即形成一通孔。標(biāo)準(zhǔn)鉆臺通常具有約1.32米的最大開度。在相應(yīng)的鉆臺半3、 4的鉆臺開口中還安裝有卡瓦(未顯示)。另外，鉆臺還包括鐵鉆工5。鐵鉆工例如使用未示出的導(dǎo)軌而優(yōu)選可動地布置在鉆臺上。由于鉆臺位于靠近船舶甲板9的水平上，這允許例如利用滑橇而易于搬運鉆井甲板上的其他諸如操縱器臂、氣動絞車等的工具(在視圖中未顯示)。
除了如上所述依照本發(fā)明的設(shè)備的部件之外，可以簡要提及的是，還需要有例如，液壓單元、發(fā)電機(如果船舶沒有動力)、駕駛室、用于在設(shè)備與船舶甲板之間搬運管道的坡道(ramp)、用于在船舶甲板上的儲存地點與坡道之間提升管道的可動鉆管搬運吊車、設(shè)備容器、遠(yuǎn)程操縱潛水器(ROV)單元、鉆井和修井期間的泥漿泵、和移動式水泥攪拌機。
目的是應(yīng)當(dāng)盡可能多地使用船舶本身的系統(tǒng)，免得不必要地占用船舶上的曱板空間。依照本發(fā)明的設(shè)備還需要極小地改造船舶本身，通常僅僅是與桅桿底座有關(guān)的地方。
涉及使用依照本發(fā)明的移動設(shè)備的工序中最需要的是鉆井過程，其可以利用例如下列方式進行
一將松開的鉆井器具、套管、井頭、泥、水泥、重晶石和高嶺土裝載到船舶上。
—將船舶移動到鉆井位置，并動態(tài)定位在鉆井場所上方。
一部署ROV，使之朝海床下降。將一籃子應(yīng)答器利用氣動絞車向下輸送。利用鉆管搬運吊車，從船舶曱板的儲存空間抓取鉆管，并將其放在坡道上。利用升降裝置，從坡道上拿起鉆井組件，，將鉆井組件在卡瓦上放下，并由鐵鉆工排列布置，所述鉆井組件包括鉆頭、方向測量工具、鉆鋌和鉆桿。當(dāng)鉆井組件下到緊挨著海床上方時，鉆桿停止下鉆。
一鉆80.7cm的孔。核對船舶和鉆井組件的位置。在定位于底部以后，鉆孔至設(shè)計深度，通常在海床以下65-75米。該區(qū)段鉆進時帶有海水以及由泥漿泵泵送的粘性水基泥漿塞(plug)。海水從大海直接抽取，而粘性泥漿塞從泥漿|&槽泵出。鉆柱由頂部驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，新的鉆桿在下鉆期間不斷地引入。更具體地，鉆柱被放置在或懸撐在卡瓦上，旋開頂部驅(qū)動裝置，取來放在坡道上備用的新鉆桿，新鉆桿被放置在卡瓦上的鉆柱的頂部，鉆桿被鐵鉆工旋檸在一起，頂部驅(qū)動裝置被旋入新鉆桿，從卡瓦釋放鉆柱，持續(xù)鉆進，直到新鉆桿已經(jīng)下鉆。當(dāng)達(dá)到設(shè)計深度時，從孔中排除從泥漿貯槽泵出的配制泥漿。拉出鉆柱，而各個鉆桿彼此旋開，并被放入到船舶曱板上的存儲空間中。也就是說，拔起鉆柱，直到螺紋接頭位于鉆臺之上的正確高度，鉆柱被放到卡瓦上，鐵鉆工向前移動，旋開鉆桿，將鉆桿從卡瓦上的鉆桿箱中提出來，懸撐在升降裝置中的鉆桿通過用于將鉆桿引導(dǎo)至坡道的操縱器臂移動至坡道，當(dāng)將管下放在坡道上時，釋放升降裝置。利用ROV觀察鉆進過程。
一安裝76.2cm的導(dǎo)管。利用鉆管搬運吊車將導(dǎo)管放置在坡道上。利用升降裝置移動管，將其放在卡瓦上。取新管并裝入，待裝入的最后一根管是導(dǎo)管外殼。管通常具有約12米的長度。76.2cm的導(dǎo)管安裝/延伸在鉆桿上。91.4cm孔的進入由ROV監(jiān)測。如果在進入孔期間需要調(diào)整，則移動船舶。導(dǎo)管放置在孔的底部，導(dǎo)管外殼的頂部在海床之上大約1.5米。隨后通過泵送水泥，水泥穿過下井的鉆柱、即鉆柱，沿鉆柱向下，從鉆柱底部出來，然后向上到外部粘結(jié)導(dǎo)鉆柱，直到水泥在海床上流出來。利用海水排出水泥。排出后，在整個導(dǎo)管鉆柱外部及其底部內(nèi)5米都是水泥。在導(dǎo)管底部設(shè)有回流閥，其用以防止水泥流回導(dǎo)管中，由于水泥混合物的密度的原因，外部比內(nèi)部的壓力高。水泥在移動水泥攪拌機中混合。水泥從船舶的散裝水泥貯槽打到攪拌機的專用箱。當(dāng)水泥混合物具有希望的密度時，水泥混合物被
向下泵送至鉆柱中。在張力下保持導(dǎo)管，直到水泥凝固約6小時。然后釋放運行的鉆柱/鉆桿，并可以拔起擺放在船舶甲板上。
—在安裝和粘結(jié)76.2cm的導(dǎo)管之后，通常從導(dǎo)管的底部下鉆66cm的孔。當(dāng)完成這個額外的孔時，安裝和粘結(jié)50.8cm的套管。鉆井的進行與如上所述的安裝和粘結(jié)相同。套管柱的頂管為井頭的形式。在船舶離開完成的鉆孔之前，在井頭頂部放置防拖網(wǎng)保護蓋。該蓋可以利用氣動絞車放入適當(dāng)位置。
—如果不再利用依照本發(fā)明的移動設(shè)備進行更多的處理，船舶則上岸以拆除設(shè)備，這需花費約兩天。
_當(dāng)昂貴的鉆機最后到達(dá)如上所述準(zhǔn)備好的同一位置時，BOP(防噴器)和立管可以直接連接于已經(jīng)安裝的井頭，同時利用氣動絞車并行取回保護蓋。因而，與常規(guī)操作相比，成本節(jié)省明顯，現(xiàn)有的鉆機解決了鉆孔的所有鉆進。
8
權(quán)利要求
1.在具有船井(8)的能夠動態(tài)定位的船舶上在無立管鉆井、修井、海底施工等期間使用的移動設(shè)備，其特征在于，該移動設(shè)備包括位于船井(8)上的兩個桅桿(1)；在桅桿之間延伸并可移動地布置在桅桿上的叉形件(6)；安裝于叉形件上的液壓頂部驅(qū)動裝置(7)；和能夠安裝成與船井(8)相連的鉆臺(3，4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，其特征在于，相應(yīng)的桅桿(1)布置在底座(2)上。
3. 如權(quán)利要求2所述的移動設(shè)備，其特征在于，相應(yīng)的桅桿(l)可借助于位于底座(2)與該桅桿之間的至少一個液壓缸(11)進行折疊。
4. 如權(quán)利要求3所述的移動設(shè)備，其特征在于，相應(yīng)的桅桿(l)通過旋轉(zhuǎn)連桿(10)連接于底座。
5. 如前述任一權(quán)利要求所述的移動設(shè)備，其特征在于，相應(yīng)的桅桿(1)為液壓桅桿缸的形式而用于移動叉形件(6)，該液壓桅桿缸具有鏈傳動部或齒條傳動部等。
6. 如前述任一權(quán)利要求所述的移動設(shè)備，其特征在于，叉形件(6)為寬度可調(diào)類型。
7. 如前述任一權(quán)利要求所述的移動設(shè)備，其特征在于，鉆臺(3，4)能夠移動地布置在底座(2)上。
8. 如前述任一權(quán)利要求所述的移動設(shè)備，其特征在于，鉆臺(3，4)是可分離的，在相應(yīng)的鉆臺半上制有切口 (12)。
9. 如權(quán)利要求8所述的移動設(shè)備，其特征在于，鉆臺(3， 4)包括鐵鉆工(5)。
10. 如權(quán)利要求9所述的移動設(shè)備，其特征在于，鐵鉆工(5)能夠移動地布置在鉆臺(3， 4)上。
全文摘要
一種在具有船井(8)的能夠動態(tài)定位的船舶上用于無立管鉆井、修井、海底施工等的移動設(shè)備，其包括位于船井(8)上的兩個桅桿(1)；在桅桿之間延伸并可移動地布置在桅桿上的叉形件(6)；安裝于叉形件的液壓頂部驅(qū)動裝置(7)；和可安裝成與船井(8)相連的鉆臺(3，4)。
文檔編號E21B19/00GK101675208SQ200880004769
公開日2010年3月17日 申請日期2008年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者T·豪格蘭 申請人:諾邵爾鉆井股份公司