CN105073574A - 用于钻探作业的三重活动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻探装置或者钻探船，其具有：第一活动中心，其具有主井；第二活动中心，其具有副井；以及第三活动中心，其具有离线套管和钻杆立柱构筑能力。离线套管和钻杆立柱构筑设备是独立特征，并且取决于建筑者或者操作员的选择能够位于钻探装置或者钻探船的前侧或者尾侧。

Description

用于钻探作业的三重活动系统

技术领域

本发明涉及一种具有含有三重活动中心的钻台的钻探船或者钻探装置。第一活动中心包括主井，第二活动中心包括副井，第三活动中心包括离线套管和钻杆立柱构筑设备。离线套管和钻杆立柱构筑设备是独立特征，并且取决于建筑者或者操作员的选择能够位于钻探船或者钻探装置的前侧或者尾侧。

背景技术

在深水钻探场所处的钻探深度易于加双倍或者为三倍，因为这些钻探场所进一步远离大陆。在这种场所，钻探效率是最重要的问题，因为在这种钻探场所的操作成本取决于完成钻探作业所花费的时间量。

典型钻探作业涉及将从通向钻台的高架平台上的行驶梭子所接收的钻杆、立管以及套管进行搬运和/或装配。通过立柱构筑操作将钻杆连接起来以形成垂直钻柱。用于井钻探处理的各个钻杆、立管以及套管从存储位置取出，并且经由梭子水平地传输至井架以用于后续立柱构筑、排放或者提升。采用双提升的装置或者船设计成在钻台上通常具有两个井中心，每个井中心通常使用它们自己的用于每个井中心的管式馈送系统。钻柱和套管的装配操作或者立柱构筑操作因而受到限制，因为在尾侧和前侧猫道平台上在每侧仅具有一个馈送平台。此外，副井处的钻探活动将必须停止以允许钻杆或者套管的装配操作。因为这增加了完成钻探作业所需的时间量，所以这不是有效的。

发明内容

根据本发明解决了本领域中的上述以及其他问题并且使本领域有所进步。根据本发明的第一方案，为了优化立柱构筑能力，能够引入用于钻杆和套管的立柱构筑设备，以在其他两个井中心被各种其他钻探活动占用的同时实施离线装配或者拆解操作。这种布置将能够使三个活动独立于彼此在三个独立位置同时进行。这三个位置是第一活动中心、第二活动中心和第三活动中心。根据本发明的第二方案，每个活动中心设置有水平行驶的平台，从而允许管、立管或者套管连续以及平滑地供给至这些活动中心中的每个活动中心。

根据本发明解决了本领域中的上述以及其他问题并且使本领域有所进步。根据本发明的实施例，在钻探船的钻台上提供了一种用于在钻探船下方的海床上进行钻探作业的三重活动系统，包括：第一活动中心，其具有主井和用于推进管状构件通过主井至海床的第一顶部驱动组件；第二活动中心，其具有副井和用于推进管状构件通过副井至海床的第二顶部驱动组件；和第三活动中心，其具有用于接收竖立管状构件的插口以及用于修改管状构件集合的铁钻工，其中，当主要钻探活动在第一活动中心进行时或者当辅助钻探活动在第二活动中心进行时，可以执行对管状构件集合的修改。该系统还具有存储区域，存储区域定位成邻近第三活动中心，用于从第三活动中心接收并且存储经修改的管状构件集合以及管状构件。此外，第一输送组件定位成邻近存储区域、第一活动中心、第二活动中心和第三活动中心，用于在存储区域、第一活动中心、第二活动中心或者第三活动中心之间传递管状构件集合或者管状构件。

根据本发明的实施例，三重活动系统的第一输送组件包括管处置单元，其构造为在存储区域中的指板架子和第二活动中心中的第二顶部驱动组件或者第一活动中心中的第一顶部驱动组件之间传递管状构件集合或者管状构件。在本发明的实施例中，管处置单元进一步构造为在第三活动中心和存储区域之间传递管状构件或者管状构件集合。

根据本发明的实施例，三重活动系统进一步包括第二输送组件，其定位成邻近第一活动中心和第二活动中心，用于在第一活动中心和第二活动中心之间传递管状构件或者管状构件集合以利于并行的钻探作业。根据本发明的其他实施例，三重活动系统的第二输送组件包括管处置单元，其构造为在第一活动中心中的第一顶部驱动组件和第二活动中心中的第二顶部驱动组件之间传递管状构件集合或者管状构件。

根据本发明的实施例，三重活动系统进一步包括设置在第一活动中心和第一管状构件存储库之间的第一行驶平台。该第一行驶平台构造为从第一管状构件存储库接收管状构件，以及构造为将所接收的管状构件传递至第一顶部驱动组件。

根据本发明的实施例，三重活动系统进一步包括设置在第二活动中心和第二管状构件存储库之间的第二行驶平台。第二行驶平台构造为从第二管状构件存储库接收管状构件，以及构造为将所接收的管状构件传递至第二顶部驱动组件。

根据本发明的实施例，三重活动系统进一步包括设置在第三活动中心和第三管状构件存储库之间的第三行驶平台。第三行驶平台构造为从第三管状构件存储库接收管状构件，以及构造为将所接收的管状构件传递至铁钻工。

附图说明

根据本发明的系统的上述优势以及特征描述在以下具体说明中并且示出在附图中：

图1图示出根据本发明的实施例的具有三重活动系统的钻探船的俯视图，其中第三活动中心设置在钻探船的前侧；

图2图示出根据本发明的实施例的具有三重活动系统的钻探船的俯视图，其中第三活动中心设置在钻探船的尾侧；

图3图示出根据本发明的实施例的第一活动中心和第二活动中心的前视图；

图4图示出根据本发明的实施例的第三活动中心的侧视图；

图5图示出具有两个活动中心的钻探船上常规钻探作业的时间线；以及

图6图示出根据本发明的实施例的具有三重活动系统的钻探船上常规钻探作业的时间线。

具体实施方式

本发明涉及一种在钻探船或者钻探装置的钻台具有三个活动中心的钻探船或者钻探装置。第一活动中心具有主井，第二活动中心具有副井，第三活动中心具有离线套管和钻杆立柱构筑设备。离线套管和钻杆立柱构筑设备是独立特征，并且取决于建筑者或者操作员的选择能够位于钻探船或者钻探装置的前侧或者尾侧。

在第三活动中心处用于钻杆和套管的立柱构筑设备能够实施离线装配或者拆解操作，同时其他两个井中心被各种其他钻探活动占用。通过添加这种活动中心，这能够使在钻台上同时进行三个活动，三个活动在三个独立位置彼此独立，从而极大地降低钻探作业所需的时间量。此外，水平行驶的平台设置在每个活动中心处以允许管、立管或者套管连续以及平滑地从它们的相应管存储库供给至这些活动中心中的每个活动中心。

图1图示了根据本发明的实施例的具有钻台105的钻探装置或者钻探船100的俯视图。本领域技术人员将认识到的是，钻台105可以设置在钻探装置、钻探船上或者任何其他这种具有足够空间且能够在钻台上搬运各种活动中心的重量的船舶上。如图1所示，钻台105包括三个活动中心。这三个活动中心是第一活动中心101、第二活动中心102和第三活动中心103。所有这三个活动中心都设置在钻台105的足迹内。在本发明的实施例中，各个井架可以设置在每个活动中心上以利于在这些活动中心执行钻探活动。为了降低成本和在钻探船100的甲板上所占据的空间量，本发明的其他实施例提供的是，单个的井架足够大且宽以涵盖在第一活动中心101、第二活动中心102和第三活动中心103执行的钻探活动，并且在每个活动中心处可以利用单独的井架来替代。

在本发明的实施例中，第一活动中心101可以设置有主井，主井构造为搬运较重管状构件(诸如立管)，而第二活动中心102可以设置有副井，副井构造为搬运较轻管状构件或者管状构件组件，诸如钻杆、钻柱或者套管。

从下文中应该理解的是，短语管状构件指的是管、管状导管、导体、套管、钻杆以及立管，而管状构件组件/集合指代结合于一起的管状构件，诸如结合于一起的钻杆以形成长竖直钻柱，结合于一起的套管以形成套管台，或者结合于一起的管以形成管台。

在第一活动中心101处进行的常规钻探活动可以包括但不限于，推进管状构件或者管状组件通过主井，运行管状构件或者管状组件通过主井，撤回管状构件或者管状组件通过主井，抬升管状构件或者管状组件通过主井，或者旋转管状构件或者管状组件通过主井至海床。可以使用各种设备执行这些活动，包括但不限于顶部驱动组件、滑轮、绞车、游动滑车、转盘、液压油缸。

在本发明的实施例中，在第一活动中心101处可以利用顶部驱动组件以向正被推进而通过主井的管状构件提供旋转力。在本发明的其他实施例中，如果期望的话，可以使用转盘代替顶部驱动组件以提供所要求的旋转力。顶部驱动组件可以安装在第一活动中心101处的井架上。然后将由该顶部驱动组件所接收的管状构件或者管状构件组件通过主井朝向海床推进。相反，一旦完成钻探作业，顶部驱动组件可以用于从海床撤回管状构件或者管状构件组件并且通过主井进入到钻探船100的甲板上。

类似地，在第二活动中心102处可以进行的辅助钻探活动可以包括但不限于，推进管状构件或者管状组件通过副井，运行管状构件或者管状组件通过副井，撤回管状构件或者管状组件通过副井，抬升管状构件或者管状组件通过副井，或者旋转管状构件或者管状组件通过副井至海床。可以使用各种设备执行这些活动，包括但不限于顶部驱动组件、滑轮、绞车、游动滑车、转盘、液压油缸。

在本发明的实施例中，在第二活动中心102处可以利用顶部驱动组件以向正被推进通过副井的管状构件或者管状构件组件提供旋转力。在本发明的其他实施例中，如果期望的话，可以使用转盘代替顶部驱动组件以提供所要求的旋转力。顶部驱动组件可以安装在在第二活动中心102处的井架上。然后将由该顶部驱动组件所接收的管状构件或者管状构件组件通过副井朝向海床推进。相反，一旦完成钻探作业，顶部驱动组件可以用于从海床撤回管状构件或者管状构件组件并且通过副井进入到钻探船100的甲板上。

随着在钻探场所开始钻探作业，在将管状构件集合被推进通过它们相应活动中心处的主井或者副井之前，管状构件集合将必须组装。因为第一活动中心101和第二活动中心102集中进行的钻探作业涉及推进或者撤回管状构件或者管状构件组件通过它们的相应的钻井，当在这两个活动中心执行并行的钻探作业时第三活动中心103的任务是立柱构筑活动。这些立柱构筑活动包括组装钻杆以形成较长钻柱或者组装套管，或者相反，一旦完成钻探作业就拆解钻柱或者套管。铁钻工设置在第三活动中心103以辅助这些立柱构筑活动。

设置在第三活动中心103的铁钻工110可以用于装配或者拆解管状构件组件。铁钻工110利用转矩扳手以装配或者拆卸管状构件组件。设置在第三活动中心103的插口109还用于辅助装配或者拆卸操作。插口109可以是离线鼠洞，其可以用于在管状构件组装之前接收并且存储竖立管状构件。在装配或者拆卸操作中，在管状构件已经输送至第三活动中心103之后，管状构件的下段将初始地放置在插口109中。当铁钻工110准备好接收管状构件时，铁钻工110朝向位于插口109内的管状构件。一旦铁钻工110邻近管状构件，铁钻工110将夹紧管状构件的下段，同时第二管状构件附接至夹紧的该管状构件的上段。旋压或者旋转扳手将由铁钻工110使用以转动第二管状构件的顶部，从而施加足够旋转转矩以牢固地固定两个管状构件于一起以形成管状构件组件/集合。

然后，完成的管状构件组件可以被输送至邻近的存储区域用于存储，诸如存储区域115。可以使用设置得邻近第三活动中心103、第二活动中心102、第一活动中心101和存储区域115的输送组件(诸如管处置单元)将完成的管状构件组件从第三活动中心103输送至存储区域115。管处置单元将具有扳手以抓握管状构件组件。然后抓握的该管状构件组件将从第三活动中心103传递至存储区域115。存储区域115可以设置有用于接收并且存储管状构件组件的指板、站立架子或者管架子。

正如下文更详细描述的，在已经通过三重活动中心103处的铁钻工110将管状构件组件拆卸为单独的管状构件之后，设置成邻近第三活动中心103以及存储区域115的输送组件可以用于将单独的管状构件从第三活动中心103传输至行驶平台123，其将被传输至存储库133。

该输送系统还可以用于在存储区域115处从指板或者管架子抬升管状构件组件，随后输送所抓握的管状构件组件至第二活动中心102。然后，管状构件组件可以在第二活动中心处被装至顶部驱动组件以用于后续钻探作业。一旦在第二活动中心102处的钻探作业已经结束，然后输送系统可以传递使用过的管状构件组件返回到存储区域115用于存储。

在本发明的实施例中，另一输送系统还可以设置成邻近第一活动中心101和第二活动中心102以在这两个活动中心之间传递管状构件或者管状构件组件，以利于在这两个中心处的并行的钻探作业。

每个活动中心都连接至管状构件馈送系统，该管状构件馈送系统将管状构件从它们的相应管存储库输送至相应的活动系统。在本发明的实施例中，如图1所示，行驶平台121设置在存储库131和第一活动中心101之间。行驶平台121包括用于接收管状构件的梭子，还包括运行在存储库131和第一活动中心101之间的猫道平台。梭子沿着猫道平台行驶，在两个位置之间传递管状构件。在操作中，吊车141将管状构件从存储库131传递至甲板上以用于加载在梭子上。一旦梭子加载有管状构件，梭子然后沿着猫道平台朝向钻台105行驶，并且行驶至第一活动中心101。然后，在管状构件附接至顶部驱动组件并且用在钻探作业中之前，管状构件在第一活动中心处被卸载并且被利用于装配处理。在相对于钻探船100的甲板的水平位置中加载并且传输管状构件。

在本发明的实施例中，行驶平台121构造为收纳并且输送立管。由于立管是极沉重且笨重的管状构件，所以用于接收并且传输这些立管的梭子必须被加强，并且必须可靠地安装在猫道平台上以确保当立管被传输时立管不会掉落。

在本发明的实施例中，如图1所示，行驶平台122设置在存储库132和第二活动中心102之间，而行驶平台123设置在存储库133和第三活动中心103之间。行驶平台122包括用于接收管状构件的梭子，还包括在存储库132和第二活动中心102之间运行的猫道平台。类似地，行驶平台123包括用于接收管状构件的梭子，还包括在存储库133和第三活动中心103之间运行的猫道平台。梭子沿着这些猫道平台行驶，在它们的相应位置之间传递管状构件。在操作中，吊车142、143将管状构件分别从存储库132、133传递至甲板上用于加载至相应的梭子。一旦这些梭子加载有管状构件，这些梭子然后沿着相应的猫道平台朝向钻台105行驶，并且行驶至它们的相应活动中心。类似地，这些管状构件在相对于钻探船100的甲板的水平位置被加载并被传输。

在本发明的实施例中，在尾端操作的吊车142将钻杆从管存储库132传递至管梭子，用于后续传输至第二活动中心102处的副井。在本发明的实施例中，在前端操作的吊车143将钻杆或者套管从管存储库133传递至梭子。梭子然后将钻杆或者套管传输至第三活动中心103。一旦从梭子接收到钻杆或者套管，邻近第三活动中心103的管处置单元将钻杆或者套管抬升而拔出梭子外。在立柱构筑的处理期间，这些钻杆或者套管将然后被竖直地安装在插口109上。可替换地，如果不要求立柱构筑处理，钻杆和套管然后移动至它们的相应行驶平台以运送至它们的相应存储库。

对于涉及接头连接的立柱构筑处理，可以使用铁钻工110以使用旋压转矩扳手来装配以及拆解管长度。接头管将被运送至用于钻探作业的第二和/或第一活动中心。这些管然后将随后分别运行通过第一和第二活动中心处的主井和/或副井。如果这些接头管或者套管台还未被利用，这些接头管或者套管台可以被传递至它们的相应行驶平台以被运送至它们的相应存储库。

立柱构筑的速度受到任何一次能够供给至钻台的管状构件的可用性的限制。因为每个活动中心由其自身的专用行驶平台供给，所以极大地增加了立柱构筑活动的速度。此外，通过具有三个独立行驶平台，如果其中一个行驶平台失效，这也能够增强立柱构筑的总体性能并且改善冗余。

图1图示了本发明的实施例，其中第三活动中心103及其各种部件设置在钻探船100的前段，而图2图示了本发明的实施例，其中第三活动中心103及其各种部件设置在钻探船100的尾段。在这些本发明的实施例中，第一活动中心101和第二活动中心102的位置保持未变。

图3图示了本发明的实施例，其中井架300定位在第一活动中心101和第二活动中心102上方。第一活动中心101设置有安装在井架300的上段上的顶部驱动组件301，而第二活动中心102也设置有安装在井架300的上段上的顶部驱动组件302。图示的管处置单元321设置成邻近第一活动中心101，而图示的管处置单元322设置成邻近第二活动中心102。图示的行驶平台122放置成邻近第二活动中心102，这允许管状构件容易地以及有效地在行驶平台的梭子和第二活动中心102之间传递。用于钻探作业的主井311定位成位于月池305的正上方。这允许管状构件易于被推进通过主井311、通过月池305，朝向钻探船100下方的海床。类似地，用于辅助钻探作业的副井312定位成位于月池305的正上方。这允许管状构件易于被推进通过副井312、通过月池305，朝向钻探船100下方的海床。

图4图示了本发明的实施例，其中井架400定位成在第三活动中心103上方。图示出的是，顶部驱动组件403设置在井架400的上段上以当管状构件被组装以形成钻柱或者竖直钻杆或者被分解成单独的管状构件时施加旋转力至管状构件。铁钻工110也设置在第三活动中心103处以辅助装配或者拆解管状构件组件。

通过在第三活动中心103处引入立柱构筑设备，这允许更快速装配以及存储管状集合，从而缩短钻探期间的总体处理时间并且很好地完成活动。为了图示这点，下文的表格1示出了用于钻探作业的一般事件顺序以及防喷器的安装。

1	立柱构筑6‐5/8”和5‐7/8”DP至指板
		2	立柱构筑BHA/DC至指板
3	装配36”钻头和下钻和钻36”洞
		4	起钻和拆解至指板
5	装配30”套管工具
		6	立柱构筑和下钻30”套管和水泥
7	取出30”套管工具和坐放式管柱
		8	安装永久引导基底
9	立柱构筑6‐5/8”和5‐7/8”DP至指板
		10	装配26”钻头和下钻和钻26”洞
11	起钻和拆解至指板
		12	装配20”套管工具
13	立柱构筑和下钻20”套管和水泥
		14	取出20”套管工具和坐放式管柱
15	装配立管运行工具
		16	移除主转盘的主衬套
17	在主井上安装常平架和卡瓦
		18	下钻立管和BOP
19	安装伸缩式接头
		20	安装具有挠性接头的转向器
21	在主井上移除常平架和卡瓦
		22	替换主转盘
23	立柱构筑6‐5/8”和5‐7/8”DP至指板
		24	装配16”钻头和下钻和钻16”洞
25	起钻和拆解至指板
		26	装配13‐3/8”套管工具
27	立柱构筑和存储在指板上，然后下钻13‐3/8”套管和水泥
		28	取出13‐3/8”套管工具和坐放式管柱
29	立柱构筑6-5/8”和5-7/8”DP至指板
		30	装配12‐1/4”钻头和下钻和钻12‐1/4”洞
31	起钻和拆解至指板
		32	装配9‐5/8”套管工具
33	立柱构筑和存储在FB上，然后下钻9‐5/8”套管和水泥
		34	取出9‐5/8”套管工具和坐放式管柱

表格1：用于钻探以及BOP安装的活动的一般顺序

图5示出了根据常规钻探作业利用双活动中心来钻探海上井的钻探船的示意时间表。水平条的填充代表完成特定活动所需的时间量，沿着竖直条示出了各种类型钻探活动。每个时间块代表着从实施点起活动的指示完成状态以及其相对于另一平行运行活动的进展。

在步骤501、509、523、527和529，使用吊车将钻杆或者套管从管存储区域取出。然后将所取出的钻杆放置至猫道梭子上，随后传递至钻台。然后使用铁钻工以及鼠洞将每个单独的钻杆与其他钻杆结合以形成较长钻柱或者钻架。在所需数量的钻杆已经附接至彼此达到要求的长度之后，然后通过管处置单元获取每个钻柱或者钻架并且将其存储在指板架子中。在步骤501、509、523和529处的立柱构筑活动发生在具有副井的活动中心处，而在步骤527处的活动发生在具有主井的活动中心处。这意味着当立柱构筑活动发生时，副井不用于辅助钻探作业。

在步骤502，在具有副井的活动中心处建立底部炮眼组件和钻环。底部炮眼组件可以包括诸如钻环、稳定器、铰刀、震动器以及开洞器等的部件。使用吊车将这些部件从管存储区域取出。然后将所取出的部件放置至猫道梭子，随后传递至钻台。然后使用铁钻工以及鼠洞将底部炮眼组件的每个部件组装以形成所需组件。在底部炮眼组件已经形成以及附接之后，然后将通过管处置单元获取底部炮眼组件并且将其存储在相关存储区域中。底部炮眼组件的组装将通常发生在具有副井的活动中心处。

在步骤503，装配具有36英寸钻头的钻柱并且使其运行通过所选择的井中心的转盘。这发生在具有副井的活动中心处。然后将经由从位于井架处的顶部驱动组件传递的旋转力在海床处钻通36英寸顶洞或者镗洞。这将通常通过副井进行。在其他钻探船构造中，可以使用洞中的水射流。

在步骤504，在已经创建镗洞之后，将经由具有副井的活动中心将钻柱以及附接至钻柱端部的底部炮眼组件向上吊回钻台。然后利用铁钻工拆解管状钻柱。然后将拆解的钻杆存储在存储区域处的指板架子上。

在步骤505、512、515、526和532，该设置将装有套管处置工具(诸如捡拾升运器以及夹具)以准备用于套管的运行。类似地，该设置还可以装有立管处置工具(诸如捡拾升运器或者以及夹具)以准备用于立管的运行。所有这些活动均发生在具有主井的活动中心处。

在步骤506、513、527和533，套管柱以类似于钻杆的方式装配并且运行至井筒中。在导管和中间套管附接在一起之后，然后可以将水泥浆循环至套管柱的环中，以待凝固。所有这些活动都发生在具有主井的活动中心处。

在步骤507、514、528和534，在套管已经降低至海床之后，然后将套管工具恢复回钻台。所有这些活动都发生在具有主井的活动中心处。

在步骤508，然后降低永久引导基底并且将其稳固至套管导体。这发生在具有副井的活动中心处。

在步骤510、524和530，装配具有所需直径的钻头的钻柱并且使其运行通过所选择的井中心的转盘。然后将经由从位于井架处的顶部驱动组件传递的旋转力在海床处钻通一洞。在步骤510的活动发生在具有副井的活动中心处，而在步骤524和530的活动发生在具有主井的活动中心处。

在步骤511、525和531，然后将钻柱恢复回钻台。利用铁钻工拆解管柱，并且管处置器然后存储被拆解的钻杆和/或钻架返回至存储区域处的指板架子。在步骤511的活动发生在具有副井的活动中心处，而在步骤525和531的活动发生在具有主井的活动中心处。

在步骤516，取出转盘的主衬套以通过井中心收纳立管的运行。在步骤517，然后将卡瓦以及常平架安装在转盘的插口之上。卡瓦是用于在装配或者拆卸立管的同时支撑立管的装置。将常平架安置于卡瓦和转盘之间，用作减震器并且补偿任何偏置。所有这些活动都发生在具有主井的活动中心处。

在步骤518，将立管柱连接起来，附接至防喷器(BOP)并且降低至海床用于安装在永久引导基底上。在步骤519，将伸缩式接头传输至钻台并且附接至立管的上端部。在步骤520以及步骤521，然后将转向器附接至伸缩式接头的端部，在立管柱已经连接并且由转向器保持之后，然后移除卡瓦和常平架。在步骤522，然后随后恢复转盘。所有这些活动都发生在具有主井的活动中心处。

图6示出了钻探船的示意时间表，钻探船利用本发明的实施例用于根据常规钻探作业进行钻探海上井。类似地，水平条的填充代表完成特定活动所需的时间量，沿着竖直条示出了各种类型钻探活动。每个时间块代表着从实施点起活动的指示完成状态以及其相对于另一平行运行活动的进展。

在步骤601、609、623、627和629，使用吊车将钻杆从管存储区域取出。然后将所取出的钻杆放置至猫道梭子上，随后传递至钻台。然后使用铁钻工以及鼠洞将每个单独的钻杆与其他钻杆结合以形成较长钻柱或者钻架。在所需数量的钻杆已经附接至彼此达到要求的长度之后，然后通过管处置单元获取每个钻柱或者钻架并且将其存储在指板架子中。在步骤601、609、623和627处的立柱构筑活动发生在第三活动中心处，其中第三活动中心设置有铁钻工、用于接收管件的插口(诸如离线鼠洞)以及用于将完成的管状组件传递至邻近的存储区域的管处置单元。这意味着当发生立柱构筑活动时，可以利用副井来进行其他类型的辅助钻探作业。在步骤629的活动发生在具有副井的第二活动中心处。

在步骤602，建立底部炮眼组件和钻环。底部炮眼组件可以包括诸如钻环、稳定器、铰刀、震动器以及开洞器等的部件。使用吊车将这些部件从管存储区域取出。然后将所取出的部件放置至猫道梭子，随后传递至钻台。然后使用铁钻工以及鼠洞将底部炮眼组件的每个部件组装以形成所需组件。在底部炮眼组件已经形成以及附接之后，然后将通过管处置单元获取底部炮眼组件并且将其存储在相关存储区域中。底部炮眼组件的组装将发生在具有副井的活动中心处。

在步骤603，装配具有36英寸钻头的钻柱并且使其运行通过所选择的井中心的转盘。这发生在具有副井的第二活动中心处。然后将经由从位于井架处的顶部驱动组件传递的旋转力在海床处钻通36英寸顶洞或者镗洞。这将典型地通过副井进行。在其他钻探船构造中，可以使用洞中的水射流。能够从图6看出，尽管在步骤602和603执行了活动，但是在步骤601的立柱构筑活动仍同时在第三活动中心进行。

在步骤604，在已经创建镗洞之后，将钻柱以及附接至钻柱端部的底部炮眼组件向上吊回到钻台。然后利用铁钻工拆解管状钻柱。然后将拆解的钻杆存储在存储区域处的指板架子上。这发生在第二活动中心。

在步骤605、612、615、626和632，该设置将装有套管处置工具(诸如捡拾升运器以及夹具)以准备用于套管的运行。类似地，该设置还可以装有立管处置工具(诸如捡拾升运器或者以及夹具)以准备用于立管的运行。所有这些活动都发生在具有主井的第一活动中心处。

在步骤606、613、627和633，套管柱以类似于钻杆的方式装配并且运行至井筒。在导管和中间套管附接在一起之后，然后可以将水泥浆循环至套管柱的环中，以待凝固。在步骤606和613的套管柱的装配发生在具有主井的第一活动中心处，而在步骤627和633的套管柱的装配发生在第三活动中心处。

在步骤607、614、628和634，在套管已经降低至海床之后，然后将套管工具恢复回钻台。所有这些活动发生在具有主井的第一活动中心处。

在步骤608，然后降低永久引导基底并且将其稳固至套管导体。这发生在具有副井的第二活动中心处。

在步骤610、624和630，装配具有所需直径的钻头的钻柱并且使其运行通过所选择的井中心的转盘。然后将经由从位于井架处的顶部驱动组件传递的旋转力在海床处钻通一洞。在步骤610的活动发生在具有副井的第二活动中心处，而在步骤624和630的活动发生在具有主井的第一活动中心处。

在步骤611、625和631，然后将钻柱恢复回钻台。利用铁钻工拆解管柱，并且管处置器然后存储被拆解的钻杆和/或钻台返回至存储区域处的指板架子。在步骤611的活动发生在具有副井的第二活动中心处，而在步骤625和631的活动发生在具有主井的第一活动中心处。

在步骤616，取出转盘的主衬套以通过井中心收纳立管的运行。在步骤617，然后将卡瓦以及常平架安装在转盘的插口之上。卡瓦是用于在装配或者拆卸立管的同时支撑立管的装置。将常平架安置于卡瓦和转盘之间，用作减震器并且补偿任何偏置。所有这些活动都发生在具有主井的第一活动中心处。

在步骤618，将立管柱连接起来，附接至防喷器(BOP)并且降低至海床用于安装在永久引导基底上。在步骤619，将伸缩式接头传输至钻台并且附接至立管的上端部。在步骤620以及在步骤621，然后将转向器附接至伸缩式接头的端部，在立管柱已经连接并且由转向器保持之后，然后移除卡瓦和常平架。在步骤622，然后随后恢复转盘。所有这些活动都发生在具有主井的第一活动中心处。

通过比较图5的时间线与图6的时间线，示出的是，采用本发明实施例的钻探船或者钻探装置相比于利用常规双活动钻探中心的钻探船效率高了大约20％。这是因为由于钻杆和套管的有效性使得在关键钻探周期期间(诸如在钻头和脱扣立管的装配期间)存在较少非生产性时间周期。本领域技术人员将注意到，图5和图6列出的事件的链条、顺序及管状尺寸可以从一个钻探作业员至另一钻探作业员而改变，这被解释为一般操作模式。

此外，通过引入具有支撑装备的第三猫道机器，这改善了钻探效率并且降低了研制周期。这是由于增加了供给速率以及在退回区域或者存储区域上建立管状组件。当考虑降低设置时间以及船每日租金的消费时，增加将被运送至井的钻杆和套管的准备导致成本节约。添加的特征还确保最小化用于套管和钻杆组件的装备冗余度。

以上是根据附随权利要求提供的根据本发明的系统和处理的实施例的描述。可以想到的是，其他人可以并且将设计一些落入附随权利要求范围内的可替换例子。

Claims (13)

1.一种设置在钻探船的钻台上用于在钻探船下方的海床上进行钻探作业的三重活动系统，所述三重活动系统包括：

第一活动中心，该第一活动中心具有主井和用于将管状构件通过所述主井推进至所述海床的第一顶部驱动组件；

第二活动中心，该第二活动中心具有副井和用于将管状构件通过所述副井推进至所述海床的第二顶部驱动组件；

第三活动中心，该第三活动中心具有用于接收竖立管状构件的插口以及用于修改管状构件集合的铁钻工，其中，当主要钻探活动在所述第一活动中心处进行或当辅助钻探活动在所述第二活动中心处进行时，执行对管状构件集合的所述修改；

存储区域，该存储区域定位成邻近所述第三活动中心，用于从所述第三活动中心接收并且存储经修改的管状构件集合以及管状构件；以及

第一输送组件，该第一输送组件定位成邻近所述存储区域、所述第一活动中心、所述第二活动中心和所述第三活动中心，用于在所述存储区域、所述第一活动中心、所述第二活动中心或者所述第三活动中心之间传递所述管状构件集合或者所述管状构件。

2.根据权利要求1所述的三重活动系统，其中，所述第一输送组件包括：

管处置单元，该管处置单元构造为在所述存储区域中的指板架子和所述第一活动中心中的所述第一顶部驱动组件之间、或者在所述存储区域中的指板架子和所述第二活动中心中的所述第二顶部驱动组件之间传递所述管状构件集合或者所述管状构件。

3.根据权利要求1所述的三重活动系统，所述三重活动系统进一步包括：

第二输送组件，该第二输送组件定位成邻近所述第一活动中心和所述第二活动中心，用于在所述第一活动中心和所述第二活动中心之间传递管状构件或者管状构件集合以便于并行的钻探作业。

4.根据权利要求3所述的三重活动系统，其中，所述第二输送组件包括：

管处置单元，该管处置单元构造为在所述第一活动中心中的所述第一顶部驱动组件和所述第二活动中心中的所述第二顶部驱动组件之间传递述管状构件集合或者所述管状构件。

5.根据权利要求2所述的三重活动系统，其中，所述管处置单元进一步构造为在所述第三活动中心和所述存储区域之间传递管状构件或者管状构件集合。

6.根据权利要求1所述的三重活动系统，该三重活动系统进一步包括：

第一行驶平台，该第一行驶平台设置在所述第一活动中心和第一管状构件存储库之间，所述第一行驶平台构造为从所述第一管状构件存储库接收管状构件并且构造为将所接收的所述管状构件传递至所述第一顶部驱动组件。

7.根据权利要求1所述的三重活动系统，该三重活动系统进一步包括：

第二行驶平台，该第二行驶平台设置在所述第二活动中心和第二管状构件存储库之间，所述第二行驶平台构造为从所述第二管状构件存储库接收管状构件并且构造为将所接收的所述管状构件传递至所述第二顶部驱动组件。

8.根据权利要求1所述的三重活动系统，该三重活动系统进一步包括：

第三行驶平台，该第三行驶平台设置在所述第三活动中心和第三管状构件存储库之间，所述第三行驶平台构造为从所述第三管状构件存储库接收管状构件并且构造为将所接收的所述管状构件传递至所述铁钻工。

9.一种使用设置在钻探船的钻台上的三重活动系统在钻探船下方的海床上进行钻探作业的方法，所述三重活动系统具有：第一活动中心，该第一活动中心具有第一顶部驱动组件；第二活动中心，该第二活动中心具有第二顶部驱动组件；第三活动中心，该第三活动中心具有插口以及铁钻工；存储区域，该存储区域邻近所述第三活动中心；以及第一输送组件，该第一输送组件定位成邻近所述存储区域和所述第二活动中心，所述方法包括：

当在所述第二活动中心进行辅助钻探活动时，在所述第三活动中心处使用所述插口和所述铁钻工实施立柱构筑活动；以及

使用所述第一输送系统将来自所述第三活动中心的经修改的管状构件集合以及管状构件存储在所述存储区域。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，存储来自所述第三活动中心的经修改的管状构件集合以及管状构件的步骤包括：

使用管处置单元在所述存储区域中的指板架子和所述第二活动中心中的所述第二顶部驱动组件之间传递所述管状构件集合或者所述管状构件。

11.根据权利要求9所述的方法，该方法进一步包括：

在所述第一活动中心和第一管状构件存储库之间提供第一行驶平台；

使用所述第一行驶平台从所述第一管状构件存储库接收所述管状构件；以及

使用所述第一行驶平台将所接收的所述管状构件传递至所述第一顶部驱动组件。

12.根据权利要求9所述的方法，该方法进一步包括：

在所述第二活动中心和第二管状构件存储库之间提供第二行驶平台；

使用所述第二行驶平台从所述第二管状构件存储库接收管状构件；以及

使用所述第二行驶平台将所接收的所述管状构件传递至所述第二顶部驱动组件。

13.根据权利要求9所述的方法，该方法进一步包括：

在所述第三活动中心和第三管状构件存储库之间提供第三行驶平台；

使用所述第三行驶平台从所述第三管状构件存储库接收管状构件；以及

使用所述第三行驶平台将所接收的所述管状构件传递至所述铁钻工。