CN104245498B - 钻探船和使用所述钻探船的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在地表中钻探的钻探船,包括双作业线和悬挂托架从而使钻管柱在两个作业线之间移动,其中悬挂托架设置有静止的第一悬挂设备和可移动的第二悬挂设备,使得第二悬挂设备仅需要相对少量的侧向移动用以通过存在于作业线中的钻管柱并且允许第一悬挂设备接近和接合所述钻管柱。本发明还涉及用于将钻管柱更换成另一个钻管柱的方法,其中使用根据本发明的钻探船。
Description
技术领域
本发明涉及从钻探船在地表中钻探例如石油或天然气的钻探船。所述船例如通过本申请人名下的国际专利公开WO 99/11901已知。
背景技术
在WO 99/11901中公开了钻探船,所述钻探船包括船体,所述船体具有延伸通过船体的船井;钻探塔或钻探桅杆;和紧挨着钻探塔或钻探桅杆设置的辅助塔或辅助桅杆。钻探塔或钻探桅杆限定了竖直延伸通过船井的钻探作业线,沿着所述钻探作业线可以进行钻探。辅助塔或辅助桅杆限定了竖直延伸通过船井的建造作业线,沿着所述建造作业线可以建造或拆卸钻管柱,例如钻柱或套管柱。
钻探船进一步包括具有托架的悬挂组件,所述托架可以在第一位置和第二位置之间移动,所述第一位置靠近钻探塔或钻探桅杆,所述第二位置靠近辅助塔或辅助桅杆。托架上设置可旋转夹具块,所述可旋转夹具块支撑第一和第二夹具,所述第一和第二夹具两者被构造成固定悬挂在海中的钻管柱。
第一和第二夹具允许同时固定两个钻管柱并且通过夹具块相对于托架的旋转而迅速地将在钻探作业线中的钻管柱更换成另一个钻管柱,如WO 99/11901的图2和3中所示。在旋转夹具块之后,之前位于钻探作业线中的钻柱可以朝向建造作业线移动从而被拆卸。
钻探作业线和建造作业线彼此紧挨着并且能够在所述钻探作业线和所述建造作业线之间迅速地交换钻柱的优点在于,相对于设置用于钻探和建造的单个作业线并且不能同时进行钻探、建造或拆卸的情况,其节省了大量时间。
悬挂组件的缺点在于,在如现有技术文献WO99/11901中所述的更换操作的过程中,来回移动大量的质量。当将一个钻柱更换成另一个钻柱时,钻柱、夹具块和两个夹具均移动。这需要大量的驱动动力,更不用提由于钻柱的长度使得移动明显位于上端处的钻柱可能造成位于下端处的钻柱的不希望的行为(例如缠结行为或振荡行为)的事实。
发明内容
因此本发明的目的是在通过悬挂组件更换或交换钻管柱的过程中减少所述钻管柱的移动。
该目的通过本发明中的钻探船实现。根据本发明的钻探船的优点在于,除了钻管柱在第一和第二作业线之间的平移移动之外,仅需要第二悬挂设备的相对少量的侧向移动从而使得第二悬挂设备(有可能包括钻管柱)通过在第一或第二作业线中的钻管柱,因此减少进行更换操作所需的动力的量。在该操作过程中不需要第一悬挂设备的额外移动。这完全不同于WO99/11901中公开的已知钻探船,在所述已知钻探船中,第一和第二悬挂设备设置在夹具块的相对侧上,这从旋转观点来看是有利的,但是其不允许悬挂设备的缩回使得可以到达另一个悬挂设备而不用不适当地移动整个夹具块。在WO99/11901中,第一和第二夹具始终一起移动。
第一和第二悬挂设备能够固定和支撑管柱并且可以被构造成夹具的形式,但是在此需要特别提及的是,将悬挂设备构造成夹具的形式不是本发明必须的,而是任选的。
在一些应用中可能是这样的情况,一个悬挂设备相比于另一个悬挂设备始终固定相对轻的负载。则有可能将第一悬挂设备构造成固定相对重的负载而第二悬挂设备固定相对轻的负载。因此,重的负载尽可能地保持静止,使得当应用本发明时可以降低移动的质量、所需的动力和第二悬挂设备的复杂度。
钻管柱可以为通过在钻探操作中使用的钻柱元件形成的任何管柱,并且因此可以例如为具有安装在一端处的钻头的钻柱。钻管柱的另一个实例为套管元件柱或立管元件柱。本发明因此也适用于这些应用和钻探装备的相应用途。
在一个实施方案中,所述船包括适配成沿着第一和第二作业线的一者进行钻探的钻探系统,例如包括塔或桅杆、绞车、顶部驱动、吊重滑车和/或升沉补偿系统。优选地,钻探系统适配成沿着第二作业线进行钻探。
在一个实施方案中,钻探系统也被构造成沿着关联的第一或第二作业线建造或拆卸钻管柱。
在一个实施方案中,所述船包括适配成沿着第一和第二作业线的另一者建造或拆卸钻管柱的建造系统,例如包括塔或桅杆、绞车、吊重滑车等。优选地,建造系统适配成沿着第一作业线建造或拆卸钻管柱。
在一个实施方案中,建造系统也被构造成沿着关联的第一或第二作业线进行钻探。
在一个实施方案中,建造系统和钻探系统使用共用的塔或桅杆,例如使得第一和第二作业线分别在塔或桅杆的相对侧上延伸。这例如显示在国际专利公开WO2009/102196和WO2009/102197中,其中共用的桅杆设置在船井上方。通过将所公开的用于在两个作业线之间转移立管柱的支撑托架更换成根据本发明的悬挂托架,管柱可以容易地在这些船上交换同时需要最小的动力。
在一个实施方案中,船井可以包括两个船井开口,使得第一作业线延伸通过一个船井开口,而第二作业线延伸通过另一个船井开口,其中两个船井开口在塔或桅杆下方彼此连接从而允许悬挂托架从一个船井开口移动至另一个船井开口。
在一个实施方案中,第二悬挂设备设置在臂部上,所述臂部围绕竖直延伸的旋转轴线可旋转地安装至悬挂托架,使得第二悬挂设备可以在水平平面中移动。替代性地,臂部围绕水平延伸的旋转轴线可旋转地安装至悬挂托架,使得第二悬挂设备可以在相对于托架方向具有非零角度、优选垂直于托架方向的竖直平面中移动。优选地,第二悬挂设备的取向始终维持使得钻管柱当被第二悬挂设备固定时始终具有竖直取向。
在一个实施方案中,悬挂托架包括U形框架,所述U形框架具有两个支腿和连接两个支腿的框架构件,其中第一悬挂设备设置连接U形框架的两个支腿的框架构件上,并且其中第二悬挂设备可移动地安装至U形框架的支腿的一者。U形框架允许第一和第二悬挂设备从相同侧接近钻管柱,同时在固定钻管柱的过程中能够有效地支撑来自船的悬挂托架,因为U形框架的支腿可以用于提供围绕第一和第二悬挂设备的合适的支撑位置,例如围绕第一和第二悬挂设备分布的四个支撑点,当钻管柱被第一和/或第二悬挂设备固定时,所述支撑位置提供稳定的支撑而不在框架和船中引入大量的力或扭矩。
在一个实施方案中,U形框架的两个支腿之间的自由空间足够大从而允许通过钻管柱中的例如由防喷器(BOP)造成的局部凸出部分。在其中第二悬挂设备可以在所述空间中移动至第二悬挂设备阻挡局部凸出部分通过的位置的一些实施方案中,第二悬挂设备优选地可以移动至相对于悬挂托架的第三位置从而允许通过钻管柱中的所述局部凸出部分,其中优选地,第二悬挂设备在第三位置下设置在悬挂托架中、上方或下方从而完全利用自由空间。
在一个实施方案中,悬挂托架为滑动推车并且所述船包括滑动梁,悬挂托架能够沿着所述滑动梁在托架方向上移动。
悬挂托架优选包括驱动系统从而使悬挂托架在托架方向上移动。在悬挂托架为滑动推车从而沿着船上的滑动梁移动的情况下,驱动系统可以包括液压致动器和夹具支脚,其中夹具支脚能够夹住滑动梁并且液压缸能够使悬挂托架相对于夹具支脚移动。
使用两个作业线使得有可能在一个作业线中准备第二钻管柱而第一钻管柱用于在另一个作业线中钻探。第二钻管柱的构造无需等待到第一钻管柱已经完全升高至钻探船的时刻。
使用根据本发明的悬挂托架,当第一钻管柱的底侧(例如钻头)已经从钻孔中升起时,有可能同时固定两个钻管柱并且以有效的方式将第一钻管柱更换成第二钻管柱。可以通过将在下文描述的根据本发明的方法进行所述更换。
根据本发明的钻探船可以替代性地被描述成用于从钻探船在地表中钻探例如石油或天然气的钻探船,所述钻探船包括:
-船体,所述船体具有延伸通过船体的船井,
-第一作业线,所述第一作业线基本上竖直延伸通过船井;
-第二作业线,所述第二作业线基本上竖直延伸通过船井并且远离第一作业线;
-悬挂托架,其中悬挂托架可以在基本上水平的托架方向上移动;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
其中第一悬挂设备固定至悬挂托架从而提供相对于悬挂托架的静置悬挂位置,使得第一悬挂设备可以通过悬挂托架在托架方向上的移动而沿着路径移动,所述路径至少与第一和第二作业线交叉从而允许第一和第二悬挂设备固定在第一和第二作业线的任一者处的钻管柱并且使所述钻管柱移动至第一和第二作业线的另一者,其中第二悬挂设备可以相对于悬挂托架至少在垂直于托架方向的水平方向上移动从而提供相对于悬挂托架的可移动悬挂位置,其中第二悬挂设备可以在相对于悬挂托架的第一位置和相对于悬挂托架的第二位置之间移动,在所述第一位置下第二悬挂设备在由第一悬挂设备和相应的路径端部限定界限的路径部分处设置在路径上,在所述第二位置下第二悬挂设备远离所述路径部分设置,并且其中悬挂托架和第二悬挂设备被构造成使得当第二悬挂设备设置在第二位置下时,在俯视图中观察所述路径部分是自由的,从而允许第一悬挂设备沿着所述路径部分接近和接合钻管柱。
根据本发明的钻探船可以替代性地被描述成用于从钻探船在地表中钻探例如石油或天然气的钻探船,所述钻探船包括:
-船体,所述船体具有延伸通过船体的船井,
-第一作业线,所述第一作业线基本上竖直延伸通过船井;
-第二作业线,所述第二作业线基本上竖直延伸通过船井并且远离第一作业线;
-悬挂托架,其中悬挂托架可以在基本上水平的托架方向上移动;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
其中悬挂托架和第一悬挂设备和第二悬挂设备的每一者被构造成使钻管柱在第一作业线和第二作业线之间移动同时悬挂所述钻管柱,其中第二悬挂设备可以相对于悬挂托架在具有垂直于悬挂托架的托架方向的水平分量的方向上移动,使得第二悬挂设备可以在相对于悬挂托架的第一位置和相对于悬挂托架的第二位置之间移动,在所述第一位置下第二悬挂设备能够通过悬挂托架在托架方向上的移动而到达第一和第二作业线,在所述第二位置下第二悬挂设备(可能支撑钻管柱)能够通过第一和第二作业线而不与可能存在于所述第一和第二作业线中的钻管柱干扰,其中第一悬挂设备固定至悬挂托架从而提供相对于悬挂托架的静置悬挂位置。
本发明还涉及使用根据本发明的钻探船的方法,所述方法从设置在缩回位置的悬挂托架开始包括如下步骤:
a)提供在第一作业线中的第一钻管柱;
b)提供在第二作业线中的第二钻管柱;
c)使悬挂托架从缩回位置移动至第一作业线;
d)使用第一和第二悬挂设备的一者固定第一钻管柱;
e)使悬挂托架从第一作业线朝向第二作业线移动;
f)提供在第二位置下的第二悬挂设备;
g)使在第二位置下的第二悬挂设备通过第二作业线;
h)使用第一和第二悬挂设备的另一者固定第二钻管柱;
i)将第一钻管柱设置在第二作业线中并且释放第一钻管柱;
j)提供在第一位置下的第二悬挂设备;
k)使悬挂托架从第二作业线移动至第一作业线;
l)将第二钻管柱设置在第一作业线中并且释放第一钻管柱;
m)使悬挂托架移动至缩回位置。
在一个实施方案中,所述步骤以如下顺序进行:a)–b)–f)–c)–d)–e)–j)–h)–i)–f)–g)–k)–j)–l)–m),其中第一钻管柱被第一悬挂设备固定,并且其中第二钻管柱被第二悬挂设备固定,并且其中之后的步骤e)和j)和之后的步骤k)和j)也可以以相反顺序进行。
在一个实施方案中,所述步骤以如下顺序进行:a)–b)–j)–c)–d)–e)–f)–g)–h)–j)–i)–k)–f)–l)–m),其中第一钻管柱被第二悬挂设备固定,并且其中第一钻管柱被第一悬挂设备固定,并且其中之后的步骤e)和f)和/或之后的步骤k)和f)和/或之后的步骤f)和l)也可以以相反顺序进行。
在一个实施方案中,第一钻管柱为钻柱,例如在一个端部处具有钻头的钻柱。
在一个实施方案中,第二钻管柱为钻柱,例如在一个端部处具有钻头的钻柱。
在一个实施方案中,第二钻管柱为套管柱。
本发明还涉及使用根据本发明的实施方案的钻探船的方法,所述方法从设置在缩回位置的悬挂托架开始包括如下步骤:
a)提供在第一作业线中的第一钻管柱;
b)提供在第二作业线中的第二钻管柱;
c)提供在第二位置下的第二悬挂设备;
d)使悬挂托架从缩回位置移动至第一作业线;
e)使用第一悬挂设备固定第一钻管柱;
f)提供在第一位置下的第二悬挂设备;
g)使悬挂托架从第一作业线移动至第二作业线;
h)使用第二悬挂设备固定第二钻管柱;
i)将第一钻管柱设置在第二作业线中并且通过第一悬挂设备释放第一钻管柱;
j)提供在第二位置下的第二悬挂设备;
k)当第二悬挂设备在第二位置下时使用悬挂托架通过在第二作业线中的第一钻管柱;
l)使悬挂托架移动至第一作业线;
m)提供在第一位置下的第二悬挂设备;
n)将第二钻管柱设置在第一作业线中并且通过第二悬挂设备释放第二钻管柱。
在一个实施方案中,所述方法包括返回至悬挂托架的缩回位置的步骤。
本发明还涉及使用根据本发明的实施方案的钻探船的方法,所述方法从设置在缩回位置的悬挂托架开始包括如下步骤:
a)提供在第一作业线中的第一钻管柱;
b)提供在第二作业线中的第二钻管柱;
c)提供在第一位置下的第二悬挂设备;
d)使悬挂托架从缩回位置移动至第一作业线;
e)使用第二悬挂设备固定第一钻管柱;
f)提供在第二位置下的第二悬挂设备;
g)使悬挂托架从第一作业线移动至第二作业线;
h)当第二悬挂设备在第二位置下时使用悬挂托架通过在第二作业线中的第二钻管柱;
i)使用第一悬挂设备固定第二钻管柱;
j)提供在第一位置下的第二悬挂设备;
k)将第一钻管柱设置在第二作业线中并且通过第二悬挂设备释放第一钻管柱;
l)使悬挂托架移动至第一作业线;
m)将第二钻管柱设置在第一作业线中并且通过第一悬挂设备释放第二钻管柱。
在一个实施方案中,所述方法包括提供在第二位置下的第二悬挂设备、当第二悬挂设备在第二位置下时使用悬挂托架通过在第一作业线中的第二钻管柱,和返回至悬挂托架的缩回位置的步骤。
本发明还涉及用在根据本发明的钻探船和/或根据本发明的方法中的悬挂组件,所述悬挂组件包括:
-悬挂托架,所述悬挂托架具有凹部,所述凹部具有U形轮廓和开口,钻管柱可以通过所述开口容纳在所述凹部中,所述凹部通过两个支腿和桥连所述两个支腿的框架构件形成;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在框架构件处或靠近框架构件;和
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在凹部的开口处或靠近凹部的开口,其中悬挂托架被构造成可以在托架方向上移动,其中第一悬挂设备固定至悬挂托架从而提供相对于悬挂托架的静置悬挂位置,并且其中第二悬挂设备可以相对于悬挂托架在垂直于托架方向的方向上在相对于悬挂托架的第一位置和相对于悬挂托架的第二位置之间移动,所述第一位置为第二悬挂设备能够接近和接合通过所述开口进入凹部的钻管柱的位置,并且所述第二位置为第一悬挂设备能够接近和接合经由所述开口进入凹部的钻管柱的位置。
本发明还涉及从钻探船在地表中钻探例如石油或天然气的钻探船,所述钻探船包括:
-船体,所述船体具有延伸通过船体的船井;
-第一作业线,所述第一作业线基本上竖直延伸通过船井;
-第二作业线,所述第二作业线基本上竖直延伸通过船井并且远离第一作业线;
-悬挂托架,其中悬挂托架可以在基本上水平的托架方向上在第一和第二作业线之间移动;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;和
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱,其中第一和第二悬挂设备的每一者可以相对于悬挂托架至少在垂直于悬挂托架的水平行进方向的方向上在第一位置和第二位置之间移动,在所述第一位置下第一和第二悬挂设备能够接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,在所述第二位置下第一和第二悬挂设备不能接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,并且其中第一和第二悬挂设备的每一者具有相关联的驱动设备,使得第一和第二悬挂设备可以在第一和第二位置之间通过彼此独立的各个驱动设备而移动。
本发明还涉及用在根据本发明的上述钻探船中的悬挂组件,所述悬挂组件包括:
-悬挂托架,其中悬挂托架可以在基本上水平的托架方向上移动;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;和
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱,其中第一和第二悬挂设备的每一者可以相对于悬挂托架至少在垂直于悬挂托架的水平行进方向的方向上在第一位置和第二位置之间移动,并且其中第一和第二悬挂设备的每一者具有相关联的驱动设备,使得第一和第二悬挂设备可以在第一和第二位置之间通过彼此独立的各个驱动设备而移动。
该钻探船和悬挂组件的优点在于,第一和第二悬挂设备可以彼此独立地操作,使得相比于其中第一和第二悬挂设备始终一起移动的WO99/11901,可以减少总移动质量。另一个优点可在于,悬挂托架和第一和第二悬挂设备可以被构造成使得第一和第二作业线可以从两侧接近从而接合钻管柱。这可以例如通过提供具有设置在托架的一侧处的第一和第二悬挂设备的托架而体现,所述侧平行于托架方向延伸并且可以紧接着第一和第二作业线移动,使得悬挂托架本身不包括会与第一和第二作业线干扰的部件同时通过第一和第二作业线。
在一个实施方案中,第一和第二悬挂设备仅在垂直于托架方向的方向上平移。在一个替代性实施方案中,第一和第二悬挂设备可以围绕竖直延伸的旋转轴线旋转从而在各自的第一和第二位置之间移动。
在适用情况下,之前关于本发明的其它实施方案描述的特征也可以应用于钻探船和悬挂组件的上述实施方案,此处不再重复。
附图说明
现在将参考附图以非限制性的方式描述本发明,在所述附图中相同的附图标记表示相同的部件,并且在所述附图中:
图1显示了根据本发明的实施方案的悬挂组件,所述悬挂组件可以用在根据本发明的实施方案的钻探船中;
图2显示了根据本发明的实施方案的局部显示的钻探船中的图1的悬挂组件;
图3–8显示了在根据本发明的实施方案的方法中的不同时刻,其中使用如图1和2中所示的钻探船和悬挂组件;
图9示意性显示了根据本发明的另一个实施方案的悬挂组件;和
图10示意性显示了根据本发明的实施方案的钻探船。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的实施方案的悬挂组件。所述悬挂组件包括悬挂托架CC,设置在悬挂托架CC上的第一悬挂设备FC和设置在悬挂托架CC上的第二悬挂设备SC。第一和第二悬挂设备FC、SC的每一者被构造成固定钻管柱,从而将钻管柱从钻探船悬挂至海中。
悬挂托架CC包括两个支腿L1、L2和桥接两个支腿L1、L2的框架构件FM,从而形成具有U形轮廓C1的凹部RE,所述凹部RE通过在一端的框架构件FM和在另一端的开口OP限定界限。
第一悬挂设备FC设置在框架构件FM的凹部侧处。第二悬挂设备SC设置在可旋转臂部RA上,所述可旋转臂部RA可旋转地安装至支腿L1从而可以围绕基本上竖直的旋转轴线VRA旋转。可旋转臂部RA和第二悬挂设备SC以三个位置显示。以实线绘制的位置被称为第二悬挂设备相对于悬挂托架的第一位置。第二悬挂设备仍然位于凹部RE中的以虚线绘制的位置将被称为第二位置SP。第二悬挂设备整个移动至支腿L1中的以虚线绘制的位置将被称为第三位置TP。
两个支腿L1、L2允许在两个在悬挂托架下方延伸的纵向引导元件GE(例如滑动梁)上充分地支撑悬挂托架CC,从而允许运送包括钻管柱的悬挂托架。悬挂托架被构造成可以相对于引导元件在平行于引导元件的托架方向CD上移动。悬挂托架因此在每个支腿L1、L2上包括驱动系统DS。
每个驱动系统包括夹具支脚CF,所述夹具支脚CF被构造成与各个引导元件GE的一者接合和脱离接合。夹具支脚CF可以通过两个液压缸HC相对于各个支腿L1、L2在托架方向上移动,所述液压缸HC设置在夹具支脚CF和各个支腿L1、L2之间。当夹具支脚与引导元件接合时,驱动液压缸将使悬挂托架在托架方向上相对于引导元件移动。当夹具支脚与引导元件脱离接合时,驱动液压缸使夹具支脚相对于悬挂托架(所述悬挂托架相对于引导元件静止)移动。
图1的悬挂组件也在图2中在根据本发明的实施方案的局部显示的钻探船中显示。所述船包括船体和延伸穿过船体的船井MP。在该实施例中,船井具有通过每一侧处的引导元件GE限定界限的细长矩形形状。
延伸通过船井的是第一作业线FFL。第一作业线在该实施例中通过包括钻探塔或钻探桅杆的钻探系统限定,所述钻探系统适配成沿着第一作业线进行钻探。
远离第一作业线FFL,第二作业线SFL延伸通过船井。第二作业线在该实施例中通过包括塔和桅杆的建造系统限定,所述建造系统适配成建造或拆卸在第二作业线中的钻管柱。
在图2中,第一和第二作业线之间的距离相对较小,但在实际中距离L更大。为了简单起见,距离L在图2中显示的较小。在距离L的位置处,可以设置桅杆或塔,正如在WO2009/102196和WO2009/102197中公开的船的情况,该船适合于应用至本发明。
图1的悬挂组件在图2中显示并且显示了悬挂托架CC,其中悬挂托架可以在基本上水平的托架方向CD上移动。进一步显示了第一悬挂设备FC和第二悬挂设备SC,所述第一悬挂设备FC和第二悬挂设备SC各自设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱。
第一悬挂设备FC固定至悬挂托架CC从而提供相对于悬挂托架的静置悬挂位置。第二悬挂设备SC在该实施例中通过设置在可旋转臂部上RA从而可以至少在垂直于托架方向CD的水平方向上相对于悬挂托架在相对于悬挂托架的第一位置(以实线显示)和相对于悬挂托架的第二位置(以虚线显示)之间移动。
当在第一位置时,第一悬挂设备和第二悬挂设备两者可以沿着路径PA通过悬挂托架在托架方向CD上的移动而移动。路径起始于悬挂托架CC的缩回位置(参见图2)并且因此分别与第一和第二作业线交叉,在所述缩回位置下悬挂托架CC、第一悬挂设备FC和第二悬挂设备SC不与在第一和第二作业线中的正常钻探和建造操作干扰。
当第二悬挂设备SC位于相对于悬挂托架的第一位置时,第二悬挂设备能够从缩回位置开始接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,这是因为第二悬挂设备位于通过第一和第二作业线的路径PA处。
当第二悬挂设备位于相对于悬挂托架的第二位置时,第二悬挂设备从路径PA缩回,因此使从第一悬挂设备朝向第一和第二作业线延伸的路径部分是自由的,使得第一悬挂设备能够从缩回位置开始接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱。
钻探船可以用于进行如参考图3-8所示的如下方法,并且从设置在如图2中所示的缩回位置的悬挂托架开始:
a)提供在第一作业线FFL中的第一钻管柱DT1。第一钻管柱可以为用于在地表中钻孔的钻柱;
b)提供在第二作业线SFL中的第二钻管柱DT2。第二钻管柱可以为例如由于钻头的磨损用于更换第一作业线中的钻柱的钻柱。当第一钻管柱用在第一作业线中时第二钻管柱可以已经建造;
c)提供在第二位置(参见图2中的虚线旋转臂部)下的第二悬挂设备从而能够通过第一钻管柱;
d)使悬挂托架沿着引导元件从缩回位置朝向第一作业线移动直至第一悬挂设备能够接合第一钻管柱;
e)使用第一悬挂设备固定第一钻管柱并且使第二悬挂设备朝向第一位置移动。该情况显示在图3中。
f)使悬挂托架朝向第二作业线移动直至第二悬挂设备能够接合第二钻管柱;
g)使用第二悬挂设备固定第二钻管柱。该情况显示在图4中。
h)使悬挂托架移动,从而使第一钻管柱位于第二作业线中。该情况显示在图5中。
i)通过第一悬挂设备释放在第二作业线中的第一钻管柱;
j)当悬挂托架朝向缩回位置(即在第一作业线的方向上)移动时,使第二悬挂设备移动至第二位置从而通过在第二作业线中的第一钻管柱;
k)使悬挂托架朝向第一作业线移动直至固定第二钻管柱的第二悬挂设备已经通过第一钻管柱位于其中的第二作业线而不与第一钻管柱干扰。图6显示了第二悬挂设备刚刚通过第二作业线的情况。
l)在通过第二作业线之后,使第二悬挂设备移动至如图7中所示的第一位置。
m)使悬挂托架朝向第一作业线移动直至被第二悬挂设备固定的第二钻管柱位于第一作业线中,如图8中所示。
n)释放第二钻管柱并且使悬挂托架朝向缩回位置移动,返回至该方法的起点。
本领域技术人员将理解上述船和方法仅为示例性的,其它方法和船也可以落入本发明的范围。例如,如参考图6和7所示的第二悬挂设备从第二位置至第一位置的移动也可以在图7所示的之后的时刻进行。
图9显示了根据本发明的另一个实施方案的悬挂组件。悬挂组件包括悬挂托架CC,所述悬挂托架CC可以在水平托架方向CD上沿着引导元件GE移动。悬挂托架CC包括第一悬挂设备FC和第二悬挂设备SC,所述第一悬挂设备FC和第二悬挂设备SC各自被构造成固定悬挂在海中的钻管柱。
第一和第二悬挂设备FC和SC设置在各个臂部RA1和RA2上,所述各个臂部RA1和RA2可以围绕各个竖直旋转轴线VRA1和VRA2旋转。因此,第一和第二悬挂设备FC和SC各自可以在第一位置(以实线显示)和第二位置(以虚线显示并且通过附图标记SP表示)之间移动,在所述第一位置下第一和第二设备位于与钻探船的第一和第二作业线交叉的路径PA处,使得第一和第二悬挂设备能够接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,在所述第二位置下第一和第二悬挂设备从路径PA缩回,使得第一和第二悬挂设备不能接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱。在第二位置下,第一和第二悬挂设备因此能够通过存在于路径PA中的钻管柱,这使得该悬挂组件成为用于处理钻管柱的通用且灵活的系统。
此外,第一和第二悬挂设备可以通过分离的驱动设备DD1和DD2操作,使得第一和第二悬挂设备可以彼此独立地操作。
虽然未示出,但是在实际实施方案中对于本领域技术人员显而易见的是,采取措施,例如通过在悬挂托架上提供足够的平衡重量或者通过强迫悬挂托架在悬挂托架的上表面处的向上移动,从而保证由被第一和/或第二悬挂设备悬挂的钻管柱的重量造成的力矩被抵消。也可以设想其它措施。
如图9中所示,第一和第二悬挂设备也可以移动至第三位置(以虚线显示并且使用附图标记TP表示),在所述第三位置下臂部完全缩回至悬挂托架中。第三位置可以有利地允许以与对于图1的悬挂组件的臂部的第三位置所述的相同方式通过钻管柱中的局部凸出部分。
包括旋转可能性的臂部RA1和RA2可以更换成本领域技术人员已知的其它致动机构,例如平移机构,其中第一和第二悬挂设备例如使用液压缸仅在垂直于托架方向的平移方向上移动。
图10显示了用于从钻探船在地表中钻探例如石油或天然气的钻探船VE,所述钻探船包括船体H,所述船体H具有基本上延伸通过船体H的船井MP。
桅杆T设置在船井的中间,所述桅杆限定第一作业线FFL和第二作业线SFL,所述第一作业线FFL基本上竖直延伸通过第一船井开口MO1,所述第二作业线SFL基本上竖直延伸通过第二船井开口MO2。第一船井开口MO1和第二船井开口MO2在桅杆T下方彼此相通从而形成单个船井。
在桅杆T下方设置引导元件GE,根据本发明的悬挂组件的悬挂托架可以沿着所述引导元件GE在第一和第二作业线之间移动。引导元件GE限定托架方向CD,所述托架方向为悬挂托架可以移动的方向。尽管没有更详细地显示悬挂组件,但是关于可能实施方案的更多细节,参考说明书和图1-9以及所附权利要求书。
Claims (15)
1.用于在地表中进行钻探的钻探船,所述钻探船包括:
-船体,所述船体具有延伸通过船体的船井;
-第一作业线,所述第一作业线基本上竖直延伸通过船井;
-第二作业线,所述第二作业线基本上竖直延伸通过船井并且远离第一作业线;
-悬挂托架,其中悬挂托架能够在基本上水平的托架方向上移动,
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;
其中第一悬挂设备固定至悬挂托架从而提供相对于悬挂托架的静置悬挂位置,
其中第二悬挂设备能够相对于悬挂托架至少在垂直于托架方向的水平方向上在相对于悬挂托架的第一位置和相对于悬挂托架的第二位置之间移动,
其中当在第一位置时,第一悬挂设备和第二悬挂设备两者能够沿着路径通过悬挂托架在托架方向上的移动而移动,
其中路径起始于缩回位置并且因此分别与第一作业线和第二作业线交叉,在所述缩回位置下悬挂托架、第一悬挂设备和第二悬挂设备不与在第一和第二作业线中的正常钻探和建造操作干扰,
其中在第二悬挂设备相对于悬挂托架的第一位置下,第二悬挂设备能够从缩回位置开始接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,
并且其中在第二悬挂设备相对于悬挂托架的第二位置下,第一悬挂设备能够从缩回位置开始接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱。
2.根据权利要求1所述的钻探船,包括钻探系统和建造系统,所述钻探系统适配成沿着第一和第二作业线的一者进行钻探,所述建造系统适配成沿着第一和第二作业线的另一者建造或拆卸钻管柱。
3.根据权利要求2所述的钻探船,其中钻探系统也被构造成沿着第一和第二作业线的所述一者建造或拆卸钻管柱。
4.根据权利要求2或3所述的钻探船,其中建造系统也被构造成沿着第一和第二作业线的所述另一者进行钻探。
5.根据权利要求2所述的钻探船,其中钻探系统适配成沿着第二作业线进行钻探,并且其中建造系统适配成沿着第一作业线建造或拆卸钻管柱。
6.根据权利要求1所述的钻探船,其中第二悬挂设备设置在臂部上,所述臂部围绕竖直延伸的旋转轴线能够旋转地安装至悬挂托架,使得第二悬挂设备能够在水平平面中移动。
7.根据权利要求1所述的钻探船,其中悬挂托架包括U形框架,其中第一悬挂设备设置在连接U形框架的两个支腿的框架构件上,并且其中第二悬挂设备能够移动地安装至U形框架的支腿中的一者。
8.根据权利要求7所述的钻探船,其中U形框架的两个支腿之间的自由空间足够大从而允许通过钻管柱中的局部凸出部分。
9.根据权利要求8所述的钻探船,其中第二悬挂设备能够移动至相对于悬挂托架的第三位置从而允许通过钻管柱中的所述局部凸出部分。
10.根据权利要求9所述的钻探船,其中第二悬挂设备在第三位置下设置在悬挂托架中、上方或下方。
11.使用根据上述权利要求任意一项所述的钻探船的方法,所述方法从悬挂托架设置在缩回位置开始,包括如下步骤:
a.提供在第一作业线中的第一钻管柱;
b.提供在第二作业线中的第二钻管柱;
c.提供在第二位置下的第二悬挂设备;
d.使用第一悬挂设备将第一钻管柱固定在悬挂托架上;
e.使悬挂托架朝向第二作业线移动;
f.使第二悬挂设备移动至第一位置;
g.使用第二悬挂设备固定第二钻管柱;
h.使悬挂托架移动,使得被第一悬挂设备固定的第一钻管柱位于第二作业线中;
i.通过第一悬挂设备释放在第二作业线中的第一钻管柱;
j.使第二悬挂设备移动至第二位置;
k.使悬挂托架朝向第一作业线移动直至固定第二钻管柱的第二悬挂设备已经通过第一钻管柱位于其中的第二作业线而不与第一钻管柱干扰;和
l.使悬挂托架朝向第一作业线移动并且使第二悬挂设备返回第一位置直至被第二悬挂设备固定的第二钻管柱位于第一作业线中。
12.根据权利要求11所述的方法,其中第一钻管柱为钻柱。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中第二钻管柱为钻柱。
14.根据权利要求11或12所述的方法,其中第二钻管柱为套管柱。
15.用于在地表中进行钻探的钻探船,所述钻探船包括:
-船体,所述船体具有延伸通过船体的船井;
-第一作业线,所述第一作业线基本上竖直延伸通过船井;
-第二作业线,所述第二作业线基本上竖直延伸通过船井并且远离第一作业线;
-悬挂托架,其中悬挂托架能够在基本上水平的托架方向上在第一和第二作业线之间移动;
-第一悬挂设备,所述第一悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱;和
-第二悬挂设备,所述第二悬挂设备设置在悬挂托架上从而固定悬挂在海中的钻管柱,
其中第一和第二悬挂设备中的每一者能够相对于悬挂托架至少在垂直于悬挂托架的水平行进方向的方向上在第一位置和第二位置之间移动,在所述第一位置下第一和第二悬挂设备能够接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,在所述第二位置下第一和第二悬挂设备不能够接近和接合在第一或第二作业线中的钻管柱,
并且其中第一和第二悬挂设备中的每一者具有关联的驱动设备,使得第一和第二悬挂设备能够在第一和第二位置之间通过彼此独立的各个驱动设备而移动。
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