RU2624841C1 - Underwater drilling module for drilling oil and gas wells - Google Patents
Underwater drilling module for drilling oil and gas wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624841C1 RU2624841C1 RU2016114701A RU2016114701A RU2624841C1 RU 2624841 C1 RU2624841 C1 RU 2624841C1 RU 2016114701 A RU2016114701 A RU 2016114701A RU 2016114701 A RU2016114701 A RU 2016114701A RU 2624841 C1 RU2624841 C1 RU 2624841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- drill
- pipes
- drill pipes
- drill string
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
- E21B15/02—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts specially adapted for underwater drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/01—Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым модулям, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин на шельфах морей.The invention relates to the mining industry, in particular to drilling modules designed for drilling oil and gas wells on the shelves of the seas.
Известно техническое решение «Буровая установка, установленная на морском дне и предназначенная для бурения нефтяных и газовых скважин», где буровая установка, предназначенная для бурения нефтяных и газовых скважин, снабжена буровым модулем, и установлена на дне моря и имеет водонепроницаемую цилиндрическую конструкцию и бункера для хранения бурильных труб, в которых расположены заменяемые кассеты с бурильными трубами, при этом верхние части цилиндрической конструкции и бункеров снабжены соответствующими уплотняющими люками для установки и извлечения оборудования. Буровой модуль спроектирован как отдельный модуль и содержит главную конструкцию с вертикальными направляющими для бурильной машины, подъемный механизм для перемещения бурильной машины, бурильную машину для вращения бурильной колонны, робот для перемещения труб, оснащенный подъемным и захватным устройством (см. патент RU №2365730 С2 МПК Е21В 7/124, Е21В 15/02).The technical solution “Drilling device installed on the seabed and intended for drilling oil and gas wells” is known, where a drilling rig designed for drilling oil and gas wells is equipped with a drilling module and is installed at the bottom of the sea and has a waterproof cylindrical structure and silos for storing drill pipes in which replaceable cassettes with drill pipes are located, while the upper parts of the cylindrical structure and bunkers are equipped with corresponding sealing hatches for installation equipment recovery and extraction. The drilling module is designed as a separate module and contains the main structure with vertical guides for the drilling machine, a lifting mechanism for moving the drilling machine, a drilling machine for rotating the drill string, a robot for moving pipes, equipped with a lifting and gripping device (see patent RU No. 2365730 C2 MPK ЕВВ 7/124, Е21В 15/02).
Недостатком данного технического решения является то, что для обеспечения работы бурового модуля требуется дополнительная водонепроницаемая цилиндрическая конструкция с соответствующими уплотняющими люками для установки и извлечения оборудования, а также дополнительные уплотняющие устройства в нижней части водонепроницаемой цилиндрической конструкции, обеспечивающие проход бурильной колонны при строительстве скважины, что увеличивает стоимость подводного бурения.The disadvantage of this technical solution is that to ensure the operation of the drilling module requires an additional waterproof cylindrical structure with appropriate sealing hatches for installing and removing equipment, as well as additional sealing devices in the lower part of the waterproof cylindrical structure, allowing passage of the drill string during well construction, which increases the cost of underwater drilling.
Известно техническое решение «Подводный буровой модуль для использования при бурении нефтяных и газовых скважин» (заявка WO 2004018826 МПК Е21В 15/02), взятое за прототип. Согласно изобретению подводный буровой модуль установлен на дне моря, имеет открытую рамную конструкцию, буровую вышку с вертикальными направляющими для бурильной машины, подъемный механизм для перемещения бурильной машины, бурильную машину для вращения бурильной колонны, средства для соединения/отсоединения бурильных труб в процессе добавления или удаления бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях, заменяемую кассету с бурильными трубами, устройство подачи и установки бурильных труб с захватными рычагами, систему циркуляции бурового раствора.Known technical solution "Underwater drilling module for use in drilling oil and gas wells" (application WO 2004018826 IPC Е21В 15/02), taken as a prototype. According to the invention, the subsea drilling module is installed at the bottom of the sea, has an open frame structure, a drilling tower with vertical guides for the drilling machine, a lifting mechanism for moving the drilling machine, a drilling machine for rotating the drill string, means for connecting / disconnecting drill pipes during the addition or removal drill pipes to / from the drill string during tripping, a replaceable cassette with drill pipes, a device for feeding and installing drill pipes with gripping arms, mud circulation system.
Бурильная колонна составлена из бурильных труб, соединяемых с помощью резьбовых соединений. Бурильные трубы размещены в заменяемой кассете для бурильных труб, при этом она установлена таким образом, что обеспечивает подачу и установку каждой бурильной трубы в бурильную колонну при ее монтаже или демонтаже. Передача бурильных труб между заменяемой кассетой с бурильными трубами и положением в буровой вышке обеспечена с помощью устройства подачи и установки бурильных труб с захватными рычагами.The drill string is composed of drill pipes connected by threaded connections. Drill pipes are placed in a replaceable drill pipe cassette, and it is installed in such a way that provides the supply and installation of each drill pipe in the drill string during its installation or dismantling. The transfer of drill pipes between the replaceable cassette with drill pipes and the position in the oil rig is ensured by means of a feed device and installation of drill pipes with gripping levers.
Недостатком данного технического решения является то, что в процессе бурения подводной скважины при добавлении или удалении бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях нарушаются технологические и экологические требования о недопустимости попадания бурового раствора в окружающую водную среду, а также смешивания бурового раствора с окружающей водной средой в процессе бурения подводной скважины.The disadvantage of this technical solution is that in the process of drilling a subsea well when adding or removing drill pipes to / from the drill string during tripping, the technological and environmental requirements for the inadmissibility of the drilling fluid entering the surrounding water environment, as well as mixing the drilling fluid with the surrounding water, are violated environment while drilling a subsea well.
Задачей изобретения является создание подводного бурового модуля, обеспечивающего выполнение технологических и экологических требований о предотвращении попадания бурового раствора в окружающую водную среду, а также смешивания бурового раствора с окружающей водной средой в процессе бурения подводной скважины при добавлении или удалении бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях.The objective of the invention is the creation of an underwater drilling module that ensures the implementation of technological and environmental requirements to prevent the penetration of the drilling fluid into the surrounding water environment, as well as mixing the drilling fluid with the surrounding water environment during drilling of an underwater well when adding or removing drill pipes to / from the drill string when hoisting operations.
Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении настоящего изобретения согласно формуле, заключается в повышении безопасности работы и повышении экологической безопасности работы устройства.The technical result provided by the implementation of the present invention according to the formula is to increase the safety of work and increase the environmental safety of the device.
Поставленная задача достигается тем, что подводный буровой модуль согласно настоящему изобретению имеет открытую рамную конструкцию и включает буровую вышку с вертикальными направляющими для бурильной машины, подъемный механизм для перемещения бурильной машины, бурильную машину для вращения бурильной колонны, средства для соединения/отсоединения бурильных труб в процессе соответственно добавления или удаления бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях, заменяемую кассету с бурильными трубами, устройство подачи и установки бурильных труб с захватными рычагами, элементы системы циркуляции бурового раствора, при этом дополнительно включает устройство вытеснения окружающей водной среды в систему буровых сточных вод и бурового раствора в систему циркуляции бурового раствора, а также снабжен элементами системы буровых сточных вод, которые закреплены на буровой вышке.The task is achieved in that the subsea drilling module according to the present invention has an open frame structure and includes a derrick with vertical guides for the drill, a lifting mechanism for moving the drill, a drill for rotating the drill string, means for connecting / disconnecting drill pipes in the process respectively adding or removing drill pipes to / from the drill string during tripping, replaceable drill pipe cartridge, device p supply and installation of drill pipes with gripping levers, elements of a drilling fluid circulation system, further comprising a device for displacing the surrounding aqueous medium in the drilling wastewater system and drilling fluid in the drilling fluid circulation system, and is also equipped with drilling wastewater system elements that are fixed to drilling rig.
Вытеснение окружающей водной среды из полости бурильных труб, присоединяемых к бурильной колонне, непосредственно перед их соединением с бурильной колонной позволяет предотвратить попадание окружающей водной среды в бурильную колонну и, как следствие, в систему циркуляции бурового раствора, в которой циркулирует буровой раствор в процессе бурения. В свою очередь, это повышает безопасность эксплуатации устройства.The displacement of the surrounding aqueous medium from the cavity of the drill pipes connected to the drill string immediately before their connection with the drill string prevents the ingress of the surrounding aqueous medium into the drill string and, as a result, into the mud circulation system in which the drilling fluid circulates during drilling. In turn, this increases the safety of operation of the device.
Вытеснение бурового раствора из полости бурильных труб, отсоединяемых от бурильной колонны, непосредственно после их отсоединения от бурильной колонны, позволяет предотвратить попадание бурового раствора, вытекающего из внутренней полости бурильных труб, отделяемых от бурильной колонны в процессе подъема бурильной колонны, в окружающую водную среду. В свою очередь, это повышает экологическую безопасность эксплуатации устройства.The displacement of the drilling fluid from the cavity of the drill pipe that is disconnected from the drill string immediately after they are disconnected from the drill string helps to prevent the drilling fluid flowing from the inner cavity of the drill pipe, separated from the drill string during the lifting of the drill string, into the surrounding aqueous medium. In turn, this increases the environmental safety of the operation of the device.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 схематически изображен изометрический вид подводного бурового модуля для бурения нефтяных и газовых скважин.In FIG. 1 is a schematic isometric view of an underwater drilling module for drilling oil and gas wells.
На фиг. 2 изображен разрез устройства вытеснения.In FIG. 2 shows a section through a displacement device.
На фиг. 3 изображено устройство вытеснения с положением бурильных труб и перекрывающего устройства до вытеснения воды.In FIG. 3 shows a displacing device with the position of drill pipes and a blocking device before displacing water.
На фиг. 4 изображено устройство вытеснения с положением бурильных труб и перекрывающего устройства после вытеснения воды непосредственно перед соединением труб.In FIG. 4 shows a displacing device with the position of drill pipes and a blocking device after displacing water immediately before connecting the pipes.
Подводный буровой модуль состоит из открытой рамной конструкции 1, буровой вышки 2 с вертикальными направляющими 3 для бурильной машины 5, подъемного механизма 4 для перемещения бурильной машины 5, бурильной машины 5, устройства подачи и установки бурильных труб с захватными рычагами 6, устройства вытеснения 7, клинового захвата 8.The underwater drilling module consists of an
На буровой вышке 2 размещены элементы системы циркуляции бурового раствора 9 и элементы системы буровых сточных вод 10, системы циркуляции бурового раствора и буровых сточных вод в полном объеме на чертежах не показаны, под буровой вышкой 2 на открытой рамной конструкции 1 установлены заменяемые кассеты с бурильными трубами 11 и оборудование устья скважины, например блок противовыбросового оборудования 12.On the
Оборудование устья скважины является обязательным при строительстве скважин и не входит в состав предлагаемого изобретения.Wellhead equipment is mandatory in well construction and is not part of the proposed invention.
Бурильная машина 5 и клиновой захват 8, в том числе служат средствами соединения/отсоединения бурильных труб в процессе добавления или удаления бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях.The
Бурильная колонна составлена из бурильных труб, соединяемых с помощью резьбовых соединений.The drill string is composed of drill pipes connected by threaded connections.
Устройство вытеснения 7 состоит из центратора 13, корпуса верхней полости 14, в котором установлен уплотнительный элемент 15 и поршень 16, фланца 17 для подачи воды или бурового раствора для вытеснения, перекрывающего устройства 18, корпуса нижней полости 19, в котором установлен уплотнительный элемент 20 и поршень 21.The
Подводный буровой модуль работает следующим образом.Underwater drilling module operates as follows.
На дне устанавливается открытая рамная конструкция 1, например, с помощью вакуумных якорей, на которой монтируется буровая вышка 2 с необходимым оборудованием. Под буровой вышкой 2 устанавливаются заменяемые кассеты с бурильными трубами 11 и оборудование устья скважины, например блок противовыбросового оборудования 12.An
Бурильная труба из заменяемой кассеты с бурильными трубами 11 с помощью устройства подачи и установки бурильных труб с захватными рычагами 6 перемещается на ось скважины и закрепляется в бурильной машине 5. При опускании бурильной машины 5 с помощью подъемного механизма 4 для перемещения бурильной машины 5 нижний открытый конец бурильной трубы попадает через центратор 13 в верхнюю полость устройства вытеснения 7. Поршень 16 перемещается вверх, тем самым сдавливая уплотнительный элемент 15, который плотно обхватывает бурильную трубу. При этом перекрывающее устройство 18 находится в закрытом состоянии. Затем через фланец 17 подается буровой раствор, который заполняет корпус верхней полости 14 устройства вытеснения 7 и через открытый конец бурильной трубы вытесняет окружающую воду в бурильную машину 5, откуда она попадает в систему буровых сточных вод 10.The drill pipe from the replaceable cassette with
После выдавливания всего объема воды, находящегося в бурильной трубе, открывается перекрывающее устройство 18 и поданная бурильная труба за счет перемещения бурильной машины 5 опускается вниз и захватывается клиновым захватом 8 или с помощью бурильной машины 5 свинчивается с бурильной колонной, удерживаемой клиновым захватом 8 (выполняется соединение бурильных труб в процессе добавления бурильных труб в бурильную колонну).After squeezing out the entire volume of water contained in the drill pipe, the overlapping
Далее, производится бурение скважины. При необходимости наращивания бурильной колонны повторяются операции, описанные выше.Next, a well is drilled. If it is necessary to build up the drill string, the operations described above are repeated.
Отсоединение бурильных труб от бурильной колонны в процессе удаления бурильных труб из бурильной колонны и промывка бурильных труб забортной водой происходит в обратном порядке. При этом вместо бурового раствора через фланец 17 подается морская вода, а выдавливание бурового раствора из бурильной трубы производится в систему циркуляции бурового раствора 9.Disconnecting the drill pipe from the drill string during removal of the drill pipe from the drill string and flushing the drill pipe with seawater occurs in the reverse order. In this case, instead of the drilling fluid, sea water is supplied through the
Таким образом, применение подводного бурового модуля в сочетании с устройством вытеснения позволяет обеспечить выполнение технологических и экологических требований о недопустимости попадания бурового раствора в окружающую водную среду, а также смешивания бурового раствора с окружающей водной средой в процессе бурения подводной скважины при добавлении или удалении бурильных труб в/из бурильной колонны при спускоподъемных операциях.Thus, the use of an underwater drilling module in combination with an extrusion device allows one to ensure the fulfillment of technological and environmental requirements regarding the inadmissibility of the drilling fluid entering the surrounding aquatic environment, as well as mixing the drilling fluid with the surrounding aqueous medium during drilling of an underwater well when drilling pipes are added or removed to / from the drill string during tripping.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114701A RU2624841C1 (en) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Underwater drilling module for drilling oil and gas wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114701A RU2624841C1 (en) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Underwater drilling module for drilling oil and gas wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2624841C1 true RU2624841C1 (en) | 2017-07-07 |
Family
ID=59312541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016114701A RU2624841C1 (en) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Underwater drilling module for drilling oil and gas wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624841C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669596C1 (en) * | 2017-12-07 | 2018-10-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Underwater drilling module |
RU2768525C2 (en) * | 2020-07-09 | 2022-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Судостроительный комплекс "Звезда" (ООО "ССК "Звезда") | Underwater pipe manipulator |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2140516C1 (en) * | 1998-06-19 | 1999-10-27 | Рао "Газпром" | Method of construction and technological complex of underwater mineral mining |
WO2004018826A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Hansen, Henning | Subsea drilling module for use in drilling of oil and gas wells |
EA200700090A1 (en) * | 2004-06-22 | 2007-10-26 | ВАРКО Ай/Пи, ИНК. | THE METHOD OF MOVING THE DRILLS AND THE DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
RU2365730C2 (en) * | 2005-07-05 | 2009-08-27 | Сибед Риг Ас | Drilling rig installed on sea bottom and designed for drilling of oil and gas wells |
RU2412328C2 (en) * | 2006-03-20 | 2011-02-20 | Сибед Риг Ас | Pressure tight connecting device for pipes of drill unit on sea bottom |
RU2533473C1 (en) * | 2013-08-16 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Underwater drilling rig |
-
2016
- 2016-04-15 RU RU2016114701A patent/RU2624841C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2140516C1 (en) * | 1998-06-19 | 1999-10-27 | Рао "Газпром" | Method of construction and technological complex of underwater mineral mining |
WO2004018826A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Hansen, Henning | Subsea drilling module for use in drilling of oil and gas wells |
EA200700090A1 (en) * | 2004-06-22 | 2007-10-26 | ВАРКО Ай/Пи, ИНК. | THE METHOD OF MOVING THE DRILLS AND THE DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
RU2365730C2 (en) * | 2005-07-05 | 2009-08-27 | Сибед Риг Ас | Drilling rig installed on sea bottom and designed for drilling of oil and gas wells |
RU2412328C2 (en) * | 2006-03-20 | 2011-02-20 | Сибед Риг Ас | Pressure tight connecting device for pipes of drill unit on sea bottom |
RU2533473C1 (en) * | 2013-08-16 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Underwater drilling rig |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669596C1 (en) * | 2017-12-07 | 2018-10-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Underwater drilling module |
RU2768525C2 (en) * | 2020-07-09 | 2022-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Судостроительный комплекс "Звезда" (ООО "ССК "Звезда") | Underwater pipe manipulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10329860B2 (en) | Managed pressure drilling system having well control mode | |
US11193340B2 (en) | Heave compensation system for assembling a drill string | |
CA2609027C (en) | Drilling rig placed on the sea bed and equipped for drilling of oil and gas wells | |
EP1507952B1 (en) | Underwater drilling rig | |
EP3221552B1 (en) | Annular isolation device for managed pressure drilling | |
EA032166B1 (en) | Wellbore drilling using dual drill strings | |
WO2004018826A1 (en) | Subsea drilling module for use in drilling of oil and gas wells | |
WO2007129899A1 (en) | Seabed rig with coiled tubing | |
RU2624841C1 (en) | Underwater drilling module for drilling oil and gas wells | |
WO2008100149A1 (en) | Method and device for erecting a drill rig on a sea bed | |
RU2669596C1 (en) | Underwater drilling module | |
US20180171728A1 (en) | Combination well control/string release tool | |
US20090014213A1 (en) | Separation Device for Material from a Power Tong on a Drilling Rig Situated on the Sea Bed | |
CN102505925B (en) | Conveying device for deep-water drilling tools | |
KR20160022535A (en) | Seabed drilling systme | |
KR20160041591A (en) | Subsea pipe handling unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180416 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201102 |