CN110576945A - 科考钻探船 - Google Patents

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李明高
贺昌海
黄芳飞
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朱永兵
傅强
李磊
候伟平
王海冰
陈松龄
张运权
殷宪峰
王逍
马锐
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China International Marine Containers Group Co Ltd
Guangzhou Marine Geological Survey
Yantai CIMC Raffles Offshore Co Ltd
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Abstract

本发明揭示了一种科考钻探船,包括机舱区、泥浆区、生活区、月池区和采油树和防喷器的下放区。机舱区位于船尾,其包括错开且呈三角形布设的三个机舱;泥浆区布置在船尾,泥浆区包括泥浆泵室、泥浆池室和泥浆混合处理室,泥浆混合处理室与泥浆泵室、泥浆池室布置在不同的甲板层,泥浆池室围绕所述泥浆泵室间隔分布;生活区布设在船首,每一舱室房由模块化钢板组合而成;月池区布置在船中;采油树和防喷器的下放区,布置在月池区的后部;船体的长度为150~180m,宽度为28~33m,高度为15~17m。本发明的科考钻探船结构更加紧凑,船型尺寸大幅减小,经济性能好,效率高,船体功能与经济能够有效匹配,具有良好的经济效益。

Description

科考钻探船
技术领域
本发明涉及海洋工程领域,特别涉及一种科考钻探船。
背景技术
目前随着陆地上的资源勘探殆尽,全球各国将目光聚焦到海洋领域,海洋覆盖71%全球的面积,其底下埋藏的资源极为丰富,然而由于海洋面积辽阔,且环境条件恶劣等原因,导致其相比较于陆地勘探而言,海洋勘探事业一直较为落后,近年来,各国政府加大投入海洋资源的勘探,并取得一大批成果。
深海科学研究领域已经成为主要发达国家的竞技场,而拥有深海科学钻探能力是实现深海科学研究突破的核心和基础。对深海大洋的钻探研究一直是由美国主导的。1968年美国启动“深海钻探计划”,后来依次发展为“大洋钻探计划”(1985年)、“国际大洋钻探计划”(2003年)和“综合大洋发现计划”(2013年)。
目前,全球有2艘大洋钻探船。美国的“乔迪斯·决心号”,原为1978年建造的石油钻探船,后来被改造为大洋科学钻探船。长143米,宽21米,排水量18636吨,最大工作水深超过8000米。日本的“地球号”,2002年下水。长210米,宽38米,排水量超过57000吨,设计能力可在4000米水深情况下,钻探到海底下7000米。可以打穿莫霍面。
然而,由于美国的“决心号”比较老旧,钻井技术相对比较落后,目前已较少使用。日本的“地球号”虽然钻井技术较为强大,但船体尺寸太大,导致船舶的运营的经济性存在问题。特别是对于科学探测研究而言,船体尺寸太大,能源浪费大,经济效率不高。
发明内容
为了解决相关技术中存在的船体尺寸太大,能源浪费大,经济效率不高的问题,本发明提供了一种科考钻探船。
本发明提供一种科考钻探船,包括:
机舱区,位于船尾,其包括错开且呈三角形布设的三个机舱;
泥浆区,布置在船尾,所述泥浆区包括泥浆泵室、泥浆池室和泥浆混合处理室,所述泥浆混合处理室与所述泥浆泵室、泥浆池室布置在不同的甲板层,所述泥浆池室围绕所述泥浆泵室间隔分布;
生活区,布设在船首,每一舱室房由模块化钢板组合而成;
月池区,布置在船中;
采油树和防喷器的下放区,布置在所述月池区的后部;
所述船体的长度为150~180m,宽度为28~33m,高度为15~17m。
可选的,多个隔水管布设月池区前部的舱室中,所述舱室中设置有吊装隔水管的开口。
可选的,泥浆固体控制系统室布置于所述月池区的左弦处;所述泥浆固体控制系统室的下层甲板层布设有干货罐,所述干货罐布设在所述月池区的左弦和右弦处。
可选的,其中两个机舱布设在同一船宽方向,另一个机舱布设在靠近船尾末端的船宽方向上,每一机舱内并排布置两主机,位于同一船宽方向的主机布置方向相同,位于不同船宽方向布设的主机的布置方向相反。
可选的,所述科考钻探船在船尾和船首分别布置有三个推进器,且所述船尾和所述船首的三个推进器均呈三角形布置。
可选的,布设在所述船尾的三个推进器其中两个位于船体最尾端的左弦和右弦处,另一个位于船体的中纵向上且靠近所述泥浆区布设;
布设在所述船首的三个推进器其中一个位于船体最首端且位于船体的中纵向上,另两个靠近隔水管的舱室设置且分别位于船体的左弦和右弦。
可选的,所述钻探取芯装置包括钻包括钻台、井架、游车、悬挂在所述游车上的顶驱、用于提升和下放所述游车和所述顶驱的升降绞车、连接在所述顶驱上的钻杆以及取芯绞车,所述游车和所述顶驱均具有能够容纳取芯桶通过的中心通孔,所述游车的中心通孔和所述顶驱的中心通孔同心设置,所述取芯绞车的钢缆从上到下依次穿过所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔,且所述钢缆带有打捞设备的末端深入所述钻杆的底端,以连接取芯桶。
可选的,所述升降绞车包括主动升降补偿系统,所述主动升降补偿系统包括驱动电机和、用于检测海上浮动平台海平面相对高度相对运动的传感器以及与所述驱动电机、所述传感器电连接的控制单元,所述控制单元所述驱动电机根据所述传感器的检测结果控制所述驱动电机驱动下放或提升所述升降绞车的钢缆下放或提升,以补偿海平面上升或下降时所述钻杆随海上浮动平台上浮或下降的高度,保持恒定钻压。
可选的,所述科考钻探船的尾部包括:尾鳍,位于船尾的底部,所述尾鳍从
船中以流线形向所述船尾收聚;
螺旋桨安装台,与所述尾鳍相接且高于所述尾鳍,所述螺旋桨安装台从所述船中向所述船尾逐渐向船体的中纵线倾斜;
所述螺旋桨安装台向船尾延伸的长度大于所述尾鳍向所述船尾延伸的长度,且所述螺旋桨安装台超出所述尾鳍的底板用于安装螺旋桨
可选的,所述船体的左弦和右弦的底部分别设置有所述尾鳍和所述螺旋桨安装平台,且左弦和右弦两侧的所述尾鳍和所述螺旋桨安装平台相对于所述船体的中纵线左右对称。
可选的,所述科考钻探船还包括用于月池区的防浪装置,所述防浪装置包括:
防浪板,其一端具有能够枢轴地连接至月池区域内的船体的防浪板第一连接头,并且在所述防浪板上还具有防浪板第二连接头;以及
动力装置,其具有动力装置第一连接头和动力装置第二连接头,其中,
动力装置第一连接头能够连接至所述船体;以及
动力装置第二连接头能够与防浪板第二连接头相配合,以将防浪板与动力装置连接起来使得防浪板在动力装置的驱动下能够绕所述船体旋转。
可选的,所述防浪板在所述动力装置的驱动下能够旋转至至少第一位置和/或第二位置,其中:
所述防浪板在作业状态下时处于第一位置,并且在第一位置时所述防浪板与所述船体的上表面成一倾斜角度;以及
所述防浪板处于第二位置时与所述船体的上表面大体平行。
可选的,所述科考钻探船包括移运系统,所述移动系统为防喷器和采油树共用,用于移运防喷器或采油树,所述移运系统包括:
吊车,用于吊运防喷器或采油树的吊车,所述吊车包括主梁结构和两个主绞车,其中,在主梁结构上沿着主梁结构的长度方向设置有轨道,两个主绞车能够沿着所述轨道移动以调节两个主绞车之间沿主梁结构的长度方向的距离;以及
月池台车,用于在月池区移运防喷器或采油树,所述月池台车包括车体框架,其中在所述车体框架上具有相对的至少两个用于支撑固定防喷器或采油树的悬挂锁销,每个悬挂锁销具有销柱和用于驱动销柱伸出的驱动装置,其中,每个销柱和其相应的驱动装置被配置为使得所述销柱在所述驱动装置的驱动下伸出的长度是可调节的。
可选的,所述轨道包括沿轨道长度方向设置的多个第一凹凸结构,每个主绞车包括设置在主绞车底部的滚轮,所述滚轮上设置有能够与所述多个第一凹凸结构相啮合的多个第二凹凸结构,所述主绞车通过所述滚轮在所述轨道上的滚动而在主梁结构上移动,其中,当所述滚轮在所述轨道上滚动或停止时,所述滚轮与所述轨道的接触点处的第二凹凸结构与第一凹凸结构保持啮合。
可选的,所述销柱伸出的长度至少可调节为第一长度和第二长度,其中第一长度适用于悬挂防喷器,第二长度适用于悬挂采油树。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本发明的科考钻探船包括机舱区、泥浆区、生活区和月池区。机舱区位于船尾,机舱区包括错开且呈三角形布设的三个机舱,使得在狭窄的船宽方向上能够实现的三个机舱51的布设,可以充分船体的空间;泥浆区布置在船尾,泥浆区包括泥浆泵室、泥浆池室和泥浆混合处理室,泥浆混合处理室与泥浆泵室、泥浆池室布置在不同的甲板层,泥浆池室围绕所述泥浆泵室间隔分布,非常便于布线和施工,能够充分利用船体空间;生活区的舱室放模块化建造,有利于空间的充分利用;采油树和防喷器的下放区合并成一个下放区,布置在月池区的后部,减小了下放区的占地空间,有利于减少船体尺寸;由于科考钻探船的机舱区、泥浆区、生活区和月池区的合理布局和空间的充分利用,使得本发明的科考钻探船的尺寸可减小至船体的长度为150~180m,宽度为28~33m,高度为15~17m。相较于传统的“地球号”,本发明的科考钻探船结构更加紧凑,船型尺寸大幅减小,经济性能好,效率高,船体功能与经济能够有效匹配,具有良好的经济效益。
本发明的科考钻探船主要用于科学勘探,该科考钻探船能够钻探的最大海底水深为8000-10000米。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明在一示例性实施例中科考钻探船的侧面示意图。
图2是本发明在一示例性实施例中科考钻探船机舱区在船尾的布置示意图。
图3是是泥浆池室围绕泥浆泵室分布的示意图。
图4是本发明在一示例性实施例中科考钻探船包含月池区的局部俯视图。
图5是本发明在一示例性实施例中科考钻探船包含生活区的局部示意图。
图6是本发明在一示例性实施例中科考钻探船其中一层甲板层的俯视图。
图7是本发明钻探取芯装置侧面示意图。
图8是本发明钻探取芯装置正面示意图。
图9是游车和顶驱的结构示意图。
图10是钻探取芯方法的流程图。
图11为本发明船体尾部的结构示意图。
图12为本发明船体尾部的仰视示意图。
图13为尾鳍和螺旋桨安装平台从船底向上投影的投影示意图。
图14为尾鳍的水平剖线示意图。
图15为尾鳍和安装有螺旋桨的螺旋桨安装平台从船底向上投影的投影示意图。
图16为船体尾部的侧面视图。
图17示出包含根据本发明实施例的防浪装置的科考钻探船的部分结构示意图。
图18示出根据本发明一实施例的防浪装置处于第一位置的示意图。
图19示出根据本发明一实施例的防浪装置处于第二位置的示意图。
图20示出根据本发明一实施例的用于枢轴连接的一连接头的结构示意图。
图21示出根据本发明一实施例的防喷器和采油树共用的移运系统的示意图。
图22和23分别示出根据本发明一实施例的移运系统的吊车的示意侧视图和示意俯视图。
图24示出根据本发明一实施例的移运系统的月池台车的示意立体图。
图25和26分别示出根据本发明一实施例的移运系统的月池台车的示意侧视图和示意俯视图,其中在图26中示出了伸展状态的隔水管悬挂台。
图27示出根据本发明一实施例的月池台车的悬挂锁销的立体示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1是本发明在一示例性实施例中科考钻探船的侧面示意图,该科考钻探船100包括从船尾至船首依次布设的机舱区50、泥浆区60、月池区70和生活区80。该科考钻探船100包括多层甲板层,不同的设备可以布置不同的甲板层,例如,机舱区50布置在第三至第六层甲板层;泥浆区60布置在第二至第七层甲板层,吊机、井架等大型设备布置在船体顶部的甲板上。
结合图2所示,其是本发明在一示例性实施例中科考钻探船机舱区在船尾的布置示意图,机舱区50布置在船尾,其包括错开布设的三个机舱51,其中两个机舱51布设在同一船宽方向,另一个机舱51布设在靠近船尾末端的船宽方向上。每一机舱51内并排布置两主机52。其中,主机52将油或气等燃料转换为电,进而为船体用电设备提供电能,例如,主机为推进器提供电能,以为船体的航行提供动力。位于同一船宽方向的主机52布置方向相同,位于不同船宽方向布设的主机的布置方向相反。即,靠近船尾机舱51的主机52方向与另两个机舱51的主机52方向成反向布置,使得在狭窄的船宽方向上能够实现的三个机舱51的布设,如此,可以充分船体的空间,使船体更加紧凑。
另一方面,主机52的错位布置,可以使得机舱51的进气和排烟设施都错落有致,各个管道统一集中到相同的位置,可以使得通风处所设计简便。并且主机排烟处的氮氧化物还原反应装置可以统一规划,同时对于机舱51通风处所的噪音可以得到有效地控制。
因此,机舱51和主机52采用上述布置方式,可以有效地解决船宽对机舱51布置的限制,可以在较小的船宽范围内布设较大的主机,最大限度地利用船体空间。
泥浆区60布置在船尾,但较机舱区50更靠近月池区70。泥浆区60包括泥浆泵室61、泥浆池室62和泥浆混合处理室63。泥浆泵室61和泥浆池室62布置在相同甲板层,且泥浆池室62围绕泥浆泵室61间隔分布。结合图3所示,其是泥浆池室围绕泥浆泵室分布的示意图,以泥浆泵室61为中心,泥浆池室61环绕其布置,使得泥浆池室分布区域较分散,方便管线布置,方便设计施工和后续操作。泥浆泵室61、泥浆池室62和泥浆混合处理室63分层布置,即泥浆混合处理室63与泥浆泵室61、泥浆池室62位于不同的甲板层。在一实施例示例中,泥浆混合处理室63布置在泥浆泵室61、泥浆池室62的上层甲板层。在传统设计中,泥浆区的泥浆泵室、泥浆池室和泥浆混合处理室集中布置在同一区块,此种布置方式造成较多设计困难,例如,由于泥浆密度较大,管子直径大,在多个泥浆池室叠加的情况下,使得泥浆池室顶部和顶部的管线布线困难,造成设计、生产及操作的诸多不便。而本发明将泥浆混合处理室63与泥浆泵室61、泥浆池室62分层布置,且泥浆池室62围绕泥浆泵室61间隔分布,非常便于布线和施工,并且能够充分利用船体空间,解决船长和船宽的尺度受限的问题。
月池区70大致位于船体的中间位置,其用于下放钻具、防喷器和采油树等设备。
结合图4所示,其是本发明在一示例性实施例中科考钻探船包含月池区的局部俯视图,月池区70的附近设置有采油树和防喷器的下放区40,下放区40位于月池区70靠近船尾的一侧。由于采油树和防喷器可以不同时下放,将采油树的下方区和防喷器的下放区合并成一个下放区40,能够减少采油树或防喷器的下放区占用的船体空间。相对于传统科考钻探船在月池区的前部和后部分别设置采油树下方区和防喷器下放区而言,本发明仅在月池的后部布设一处下放区40,大大减低下放区的占地空间,可以有效降低船体长度。
而对于原有位于月池区70前部的采油树下放区被空出,替换为用于放置隔水管101的舱室,如图1所示,多个隔水管101放置在月池区70前部的舱室中。相较于传统科考钻探船将隔水管101直接放置在船体的甲板上而言,可以极大的降低隔水管101的存放重心,进而降低整个船体的重心,有利于提高船体的稳定性。同时,隔水管101舱室顶部可以布置为实验室处所,将隔水管101舱室与实验室区域重合布置,充分运用空间体积,优化减少船体尺寸。另外,放置隔水管101的舱室的顶部设置有开口,便于吊机将隔水管101从舱室中取出。
进一步,泥浆固体控制系统室64布置于月池区70的左弦处,相较于传统科考钻探船将泥浆固体控制系统室布置在船体的尾部或首部的方式而言,泥浆固体控制系统室64布置于月池区70的左弦处,有利于减小船体的长度,使船体的布局更加紧凑。
泥浆固体控制系统室64的下层甲板层布设有干货罐,干货罐分布于月池区70的左、右两弦,可以有效地利用月池区70的两侧空间,进一步压缩船体长度空间。
生活区80布置在船首,如图5所示,其是本发明在一示例性实施例中科考钻探船包含生活区的局部示意图,生活区80包括多个舱室房81,各舱室房81由模块化钢板组合而成。采用模块化钢板建造的方式,将每个舱室房设计成一个结构大体一致的模块,有利于空间的合理布置,使船体的空间布置更加紧凑。并且各个舱室具有相当大的模块共性,利于后续生活设备的安装。
如图6所示,其是本发明在一示例性实施例中科考钻探船其中一层甲板层的俯视图,船尾和船首分别布置有三个推进器,且船尾和船首的三个推进器均呈三角形布置,以使推进器在推进水流时互不干涉,提高推进效率。具体的,布设在船尾的三个推进器其中两个位于船体尾端的左弦和右弦处,另一个位于船体的中纵向L1上且靠近泥浆区60布设。布设在船首的三个推进器其中一个位于船体最首端且位于船体的中纵向L1上,另两个靠近隔水管的舱室设置且分别位于船体的左弦和右弦处。
由于上述机舱区50、泥浆区60、月池区70以及生活区80的紧凑布局和空间的充分利用,本发明的科考钻探船100的尺寸可减小至船体的长度为150~180m,宽度为28~33m,高度为15~17m。
本发明的科考钻探船100具有日本“地球号”的功能,但结构比“地球号”更加紧凑,船型尺寸大幅减小,经济性能好,效率高,船体功能与经济能够有效匹配,具有良好的经济效益。不仅能满足大洋钻探取芯等大洋勘探功能的需求,并且还可有效地执行可燃冰开采和油气开采。
并且该科考钻探船可钻探的最大海底水深为8000-10000米。
进一步,如图7所示,在月池区70还设置有用于开采和钻探的钻探取芯装置10。具体地,结合图7和图8所示,该钻探取芯装置10包括钻台11、井架12、游车13、顶驱14、取芯绞车15、钻杆16和用于提升和下放游车13和顶驱14的升降绞车17。
钻台11用于承载井架12,其通常设置在科考钻探船100月池的正上方。
井架12设置在钻台11上,井架12主要由工字钢横梁、角钢斜撑及桁梁等组成。
升降绞车17设置在钻台11上,升降绞车17的钢缆171从钻台11处向上延伸至设置在井架12的顶部其中一侧的第一滑轮组172上,并通过第一滑轮组172向下延伸以连接游车13,经过游车13后向上延伸并缠绕至天车174,然后延伸至设置井架12的顶部另一侧的第二滑轮组172上,经过第二滑轮组172后向下延伸至钻台11的死绳锚175,并将钢缆171的末端固定在钻台11的死绳锚175上。升降绞车17通过下放或回收钢缆171带动游车13和顶驱14沿井架的高度方向上下移动。
该升降绞车17包括主动升降补偿系统(未图示),主动升降补偿系统包括驱动电机和用于检测科考钻探船100相对运动的传感器以及与驱动电机、传感器电连接的控制单元,该控制单元根据传感器的检测结果控制驱动电机下放或提升述升降绞车17的钢缆171,以补偿海平面上升或下降时钻杆16随科考钻探船上浮或下降的高度,保持恒定钻压。例如,若传感器检测到海平面高度上升了,即承载钻探取芯装置的科考钻探船上升了,控制单元根据传感器的检测结果控制驱动电机下放钢缆171,使钻杆16下降,避免由于海平面上升,而导致钻杆16被抬升;又例如,若传感器检测到海平面高度下降了,即承载钻探取芯装置的科考钻探船高度下降了,控制单元根据传感器的检测结果控制驱动电机拉升钢缆171,使钻杆16上升,避免由于海平面下降,而导致钻杆16被下压。由此,补偿海平面上升或下降时钻杆16随科考钻探船上浮或下降的高度。
结合图9所示,游车13具有一挂钩131,该挂钩131用于悬挂顶驱14。顶驱14和游车13分别具有能够容纳取芯桶通过的中心通孔141和中心通孔132。游车13的中心通孔132从游车的顶部贯穿到游车13的底部,顶驱14的中心通孔从顶驱14的顶部贯穿到顶驱14的底部,中心通孔141和中心通孔132相对齐且同心设置。在一具体实施例中,中心通孔141直径和中心通孔132的直径大小相同,该直径大于或等于104mm。
游车13的中心通孔和顶驱14的中心通孔的中心轴均与钻杆16的中心通孔的中心轴位于同一直线,即三者同心设置。
此外,顶驱14在位于其中心通孔的顶部设置有密封阀组,该密封阀组设置有供取芯绞车15的钢缆151穿过的开孔。该密封阀组用于顶驱14的中心通孔的顶部,确保顶驱内保持预定的钻井液循环压力。在一具体实施例中,该预定的钻井液循环压力大致为500psi。该密封阀组用于防止井下二次生产物堵塞井下钻具组合,再次取芯作业时无法建立钻井液循环。
取芯绞车15大致设置在井架12的中间位置,取芯绞车15设置在井架12上,减少占地空间,有利于船体的紧凑性布局。取芯绞车15的钢缆151从该取芯绞车15处向上延伸至靠近井架12顶部设置的导向滑轮152处,钢缆151绕过该导向滑轮152后,该导向滑轮152帮助钢缆151引向游车13和顶驱14,使得钢缆151从上到下依次穿过游车13的中心通孔132、顶驱14的中心通孔141和钻杆16的中心通孔,最终使得钢缆151的末端到达钻杆16的底端,以打捞取芯桶。取芯桶的作用主要是获取岩石样本,以了解海底层地质情况。取芯桶连接在钻杆接近钻头的底端,取芯切割头切割进入地层后,可用取芯桶连续取芯(取岩石样本)。
取芯绞车15可为双滚筒电驱绞车,两个滚筒的容绳量可为一致。
在另一实施例中,取芯绞车15也可设置在钻台11上。
钢缆15深入钻杆16的末端设置有打捞取芯桶的打捞设备(未图示),通过该打捞设备使取芯绞车15的钢缆151与取芯桶连接。钢缆15与取芯桶连接后,取芯绞车15回收钢缆151,装有海底层岩石采样品的取芯桶在钢缆151的拉动下,依次通过钻杆16的中心通孔、顶驱14的中心通孔和游车13的中心通孔,最后下放到钻台10上。由于在游车13和顶驱14上设置能够容纳取芯桶的中心通孔,使得钢缆151在回收取芯桶时,取芯桶能够从钻杆16的中心通孔中直接进入游车13和顶驱14的中心通孔,进一步向上提升回收,而不需将顶驱和钻杆脱钩后再进行下放钢缆151回收取芯桶,避免了顶驱和钻杆脱扣和上扣的繁重操作,特别是在多次取芯作业中,节省了大量的人力和人工成本,提高了作业效率。
在取芯绞车15通过钢缆151提升取芯桶的过程中,若产生取芯桶卡滞,顶驱14直接驱动钻杆16旋转或提升钻杆16,钻杆16带动取芯桶旋转或提升,使取芯桶转过一个角度,绕过卡位,解除取芯桶的卡滞。与传统需要顶驱和钻杆脱扣后,利用备钳才能驱动钻杆旋转的方式相比,本发明不需要将顶驱和钻杆脱扣,一直保持顶驱和钻杆处于连接的状态,直接旋转钻杆即可。如此,节省了大量的人力和人力成本,提高了作业效率。
钻探取芯装置10还包括设置在钻台11上的转盘19。该转盘19具有中心开孔,钻杆16通过该中心开孔伸入至海底。当钻杆16不工作时,悬挂在转盘19及其附件上。
钻杆16的底端安装有钻头,在进行钻井作业时,顶驱14驱动钻杆16旋转,使钻头进行钻井作业。
本发明另提供一种钻探取芯方法,结合图10所示,具体包括:
步骤S1,钢缆穿引过程:将取芯绞车的钢缆依次穿过位于井架顶部的导向滑轮、游车的中心通孔、顶驱的中心通孔和钻杆的中心通孔,并深入钻杆的底端穿出。
钢缆由取芯绞车处延伸至顶部的导向滑轮后,向下依次穿过游车、顶驱和钻杆,最终深入钻杆的底端。游车的中心通孔、顶驱的中心通孔和钻杆的中心通孔三者在井架的高度方向上对齐,且游车的中心通孔、顶驱的中心通孔和钻杆的中心通孔的中心轴位于同一直线,即三者同心设置。
导向滑轮设置在井架的合适位置,用于引导钢缆的穿引作业。在穿引作业过程中,合理控制钢缆下放速度,避免钢缆被弯曲卡住。
步骤S2,取芯桶打捞过程:使深入钻杆底端的钢缆上的打捞设备打捞取芯桶。
步骤S3,取芯桶回收过程:打捞到所述取芯桶后,使所述取芯绞车回收钢缆并提升所述取芯桶,所述取芯桶依次通过所述钻杆的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述游车的中心通孔向上回收。
在回收钢缆时,以注意回收速度,防止速度过快取芯桶被卡住。
若在取芯绞车回收钢缆以提升取芯桶的过程中时,当取芯桶出现卡滞时,顶驱直接驱动钻杆旋转或提升钻杆,钻杆带动取芯桶旋转或提升,使取芯桶转过一定的角度,绕过卡位,藉此,解除取芯桶的卡滞。
在一实施例中,本发明的科考钻探船还包括具有流线形的船尾结构具体的,如图11和图12所示,图11为本发明船体尾部的结构示意图,图12为本发明船体尾部的仰视示意图,科考钻探船的船体包括设置在船尾底部的尾鳍21和螺旋桨安装平台22。船体的左弦和右弦分别设置有该尾鳍21和该螺旋桨安装平台22,两弦上的尾鳍21和螺旋桨安装平台22关于船体的中纵线L1对称。
尾鳍21的尺寸均从船中向船尾逐渐减小,且从船中以流线形向船尾收聚。螺旋桨安装台22从船中向船尾逐渐向船体的中纵线倾斜。
尾鳍21位于船体的最底端,其从船体的中间位置向船尾延伸,且从船中以流线形向船尾收聚。
此处,需说明的是“从船中以流线形向船尾收聚”中的“船中”并不是指船体的具体位置,而是一种泛指,在此,用于指明方向,例如,“从船中以流线形向船尾收聚”指的是由船中指向船尾的方向收聚,而并不是具体指从船中所在的位置开始收聚直至船尾。同理,“从船中以流线形向船尾收聚”中的“船尾”也是一种泛指,其同样用于指明方向。
结合图13所示,图13为尾鳍和螺旋桨安装平台从船底向上投影的投影示意图,尾鳍21包括靠近船体的弦侧板24的外侧面板211、靠近船体的中纵线L1的内侧面板212和底面板213。底面板213为水平面,其与船体的水平基线齐平。尾鳍21的外侧面板211包括上侧面2111和与该上侧面2111拼接的圆弧过渡面2112,该上侧面2111和圆弧过渡面2112以流线形的方式从船中向船尾收聚。外侧面板211通过圆弧过渡面2112过渡到竖直的底面板213。底面板213连接内侧面板212。内侧面板212与船体的外底板25连接。
结合图14所示,图14为尾鳍的水平剖线示意图,外侧面板211和内侧面板212均以流线形从船中向船尾收聚,即外侧面板211和内侧面板212从船中向船尾延伸的外形符合流水流动的线条,如此可产生水流顺流的趋势,显著减少水流的横向绕流,从而有效减少船体阻力。此外,外侧面板211和内侧面板212沿船长方向的外表面面积从船中向船尾逐渐减小,即呈收聚状态,能够引导更多的水流流向螺旋桨盘面,使船体尾部的伴流场更加均匀,可有效提高螺旋桨的推进效率,并减少螺旋桨的振动。
进一步,外侧面板211和内侧面板212可分别由多段曲面组成。外侧面板211和内侧面板212均从船中向船尾逐渐收聚,并且外侧面板211的收聚变化大于内侧面板212的收聚变化。其中,外侧面板211的收聚方向为由船体的弦侧板24指向船体的中纵线L1的方向,内侧面板212的收聚方向为船体的中纵线L1指向船体的弦侧板24的方向。外侧面板211相对于内侧面板212弯曲程度较大,而内侧面板212则较平直。
螺旋桨安装台22与尾鳍21相接且高于尾鳍21。该螺旋桨安装台22从船中向船尾延伸且直至船尾未端,螺旋桨安装台22向船尾延伸的长度大于尾鳍21向船尾延伸的长度,超出尾鳍21的部分则向船体的中纵线L1突出,以便于螺旋桨的安装。螺旋桨安装在螺旋桨安装台22超出尾鳍21的底板上。螺旋桨安装台22除了螺旋桨提供安装空间外,还可抑制螺旋桨盘面后的水流扩散,如此可进一步提高螺旋桨的推进效率。
螺旋桨安装台22的宽度大于尾鳍21的宽度,大致为船体宽度的三分之一。
螺旋桨安装台22包括靠近弦侧板24的外侧板221、用于安装螺旋桨的底板222和靠近船体中纵线L1的内侧板223。
外侧板221从船中向船尾延伸且从船中向船尾逐渐向船体的中纵线L1倾斜,即,在宽度方向上,该外侧板221从船中向船尾逐渐收聚,外侧面板211的收聚方向为由船体的弦侧板24指向船体的中纵线L1的方向。内侧板223为向船尾倾斜的三角板,倾斜的角度为50~60度。底板222为水平板。
螺旋桨平台22通过底板222与尾鳍21相接。结合图11、图15和图16所示,图15尾鳍和安装有螺旋桨的螺旋桨安装平台从船底向上投影的投影示意图,图16为船体尾部的侧面视图,尾鳍21的尾端与螺旋桨安装平台22的底板222相交于一交点O,该交点O沿船长方向所在的直线与螺旋桨27的安装面的中心线L2重合,其中,螺旋桨27安装面的中心线L2为沿船长方向的中心线。使得由尾鳍21引导的水流更多地流向螺旋桨盘面,有效提高螺旋桨的推进效率。可以理解,在其他实施方式中,该交点O沿船长方向所在的直线与螺旋桨27的安装面的中心线L2也可以相互平行。螺旋桨27安装面的高度为交点O所在的高度。
螺旋桨安装台22的外侧板221与船体的弦侧板24之间连接有圆弧板23,该圆弧板23的半径从船中向船尾逐渐增大,以符合水流的流动特性,减小阻力。螺旋桨安装台22通过圆弧板23过渡到竖直的弦侧板24,有利于减小船体阻力。
结合图11所示,两尾鳍21之间的船体的外底板25以尾鳍21前端位置为起点,向船尾方向按一定的曲率(船宽方向的曲率不变),抬升到船尾末端,船尾末端所在的高度为航行水线所在的位置。外底板25在船体高度方向以一定的曲率向上倾斜,如此能够引导更多的水流流经螺旋桨盘面,从而增加螺旋桨的推进效率。两尾鳍21之间的外底板25的宽度为船体宽度的1/3~1/2。
此处,需说明的是,尾鳍的前端是指尾鳍靠近船中的端部,尾鳍的尾端是指尾鳍靠近船尾末端的端部。
另外,为避免左弦和右弦上的螺旋桨产生互相干扰,尾鳍21的宽度受到限制,尾鳍21的宽度为船体宽度的1/4~1/3。由于受到螺旋桨27安装位置的限制,尾鳍21的长度为船体长度的1/5~1/4左右。为了便于安装螺旋桨,尾鳍21的高度略大于螺旋桨的高度,如图7所示,尾鳍21的底面板比螺旋桨27的底部低,可对螺旋桨起到一定的保护作用。
尾鳍21内部可布置压载舱或尾轴舱等一些功能舱室,如此可降低船体的重心,提高船体的稳定性。
螺旋桨安装平台上安装的螺旋桨可以为全回转螺旋桨。
在船体的左弦和右弦对称分布尾鳍,能够增强聚流作用,进一步减少船体行驶的阻力。
通过CFD计算对本发明的船体尾部结构进行验证,结果显示,与传统船体尾部线型相比,本发明船体尾部型线的阻力降低5%,推进效率提高10%。
进一步,在一实施例中,在科考钻探船100的月池区70还设置有防浪装置。具体地,图17示出了包含根据本发明实施例的防浪装置的科考钻探船的部分结构示意图。如图17所示,根据本发明实施例的防浪装置30安装在科考钻探船的位于月池内的船体上,以起到减小科考钻探船在航行过程中的兴波阻力、减小海水对月池的侧壁结构的冲击的作用。
防浪装置的主要构成部件为防浪板。在作业状态下,即在防浪板起到防浪作用的状态下,一般将防浪板相对于船体倾斜地安装,使得波浪从斜下方冲击到防浪板上并被防浪板上的特定结构或材料减缓、减轻冲击力。在现有技术中,一般将防浪板固定地设置在船体上,即防浪板相对于船体的倾斜角度或方位不可调节。这导致当需要将诸如防喷器的物体从船体下放到月池中时非常不方便,例如,可能需要拆除防浪板,或者可能需要先越过较高的防浪板才能将其下放到月池中。
本发明的实施例提供一种可旋转的防浪装置,使得无需拆除防浪板或升高物体即可以将物体从船体下放至月池。
下面参考图18-20对防浪装置30的实施例进行说明。
如图18-20所示,防浪装置30包括防浪板31和动力装置32,防浪板31具有防浪板第一连接头311和防浪板第二连接头312,动力装置32具有动力装置第一连接头323和动力装置第二连接头324。根据一个实施例,防浪板31由钢结构板材组成,其上具有对波浪的冲击起缓冲、减轻作用的材料和/或结构。防浪板31的宽度可以大体等于月池的宽度。防浪板31通过其所具有的防浪板第一连接头311与船体所具有的船体第一连接头21而枢轴地连接到船体,使得防浪板31能够绕它们二者的连接处枢轴地旋转。动力装置32为防浪板31的旋转提供驱动力,其通过动力装置第一连接头323连接到船体,通过动力装置第二连接头324与防浪板第二连接头312的相互配合而连接到防浪板31,从而使得防浪板31能够在动力装置32的驱动下绕船体旋转。
在需要防浪装置30作业时,通过操纵动力装置32将防浪板31旋转至相对于船体倾斜的位置,即使防浪板31处于图18中所示的第一位置处,使得波浪从斜下方冲击到防浪板31上,在该位置时防浪板31与船体的上表面成一倾斜角度。在图18所示的示例中,防浪板31位于船体的上方,防浪板31的表面与船体的侧壁大体在一个方向,防浪板31的延伸方向与船体的侧壁的延伸方向大体一致,以起到较好的防浪效果。在一个实施例中,防浪板31的高度满足如下条件:当防浪板31处于作业状态时,其最上端到水平面的垂直距离在2-3米的范围内,例如为2.5米。
当需要将某物体从船体下放到月池中时,通过操纵动力装置32将防浪板31旋转至如图19所示的第二位置处,使得防浪板31与船体的上表面大体平行。在这个位置,便于将物体下放到月池中,无需拆除防浪板31或者提升物体至越过防浪板31再下放。
除了图18和图19所示的第一位置和第二位置,防浪板31还可以在动力装置的驱动下旋转并保持在其他位置。根据一示例,当需要将某物体从船体下放到月池中时,可以将防浪板31旋转至其他位置,例如,将防浪板31旋转至紧贴船体的上表面,或者比第二位置更低的位置,例如紧贴船体的侧壁。
用于为防浪板31的旋转提供动力的动力装置32可以包括传动杆321和驱动器322。传动杆321的一端具有用于连接至防浪板31的动力装置第二连接头323,另一端连接至驱动器322。驱动器提供驱动力,所述驱动力通过传动杆321传递给所防浪板31。
在一个实施例中,动力装置32为液压动力装置,驱动器322为液压缸,传动杆321为活塞杆。液压缸包括在液压驱动下在其内可以来回运动的活塞,活塞与活塞杆相连,从而带动活塞杆的至少一部分在液压缸内运动。动力装置第二连接头324可以位于活塞杆的未与活塞相连的一端,动力装置第一连接头323可以位于液压缸处或动力装置32的其他位置。在该实施例中,通过操控液压缸内的液压来驱动活塞运动,从而提供使防浪板31绕与船体的连接处旋转上升或下降的动力。在一个示例中,液压缸的活塞行程为0~2米。
在另一些实施例中,驱动器322为可以对传动杆321施加向上、向下、向左、向右、切向、径向或其他任意的一个或多个方向的驱动力的装置,例如为马达。其中,传动杆321可以包括连在一起的一个或多个杆,这些杆之间的相对角度关系可以是可调节的。
动力装置第二连接头324与防浪板第二连接头312的连接方式以及动力装置第一连接头323与船体的连接方式可以是各种各样的,只要该连接方式使得动力装置32所提供的动力能够驱动防浪板31绕船体旋转即可,例如至少旋转至第一位置和第二位置。下面介绍几种连接方式的实施例。
在一个实施例中,动力装置第二连接头324与防浪板第二连接头312能够相配合以将防浪板31与动力装置32枢轴地连接。这样,防浪板31与动力装置32可以绕它们的连接枢轴相互转动。在该实施例中,动力装置第一连接头323也可以通过与船体的船体第二连接头22相配合将动力装置32与船体枢轴地连接,使得动力装置32能够以它们的连接处为轴绕船体转动。
根据一个示例,动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离随着防浪板31的旋转是可变的或可调节的,以支持防浪板31绕船体的旋转。例如,在液压动力装置的示例中,活塞杆的至少一部分可以随着活塞的运动而进入液压缸中,从而改变动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离。再例如,在传动杆321由连在一起的多个杆组成的示例中,通过改变这多个杆之间的角度或方位,可以改变动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离。
以上是动力装置第一连接头323相对于船体的位置以及动力装置第二连接头324、防浪板第二连接头312相对于防浪板31的位置均固定的示例,在其他示例中,它们的相对位置也可以是可变的。例如,在一示例中,可以在防浪板31上开凹槽,使得防浪板第二连接头312位于该凹槽内且能够随着防浪板的旋转而沿着该凹槽的长度方向在凹槽内滑动。可替换地,也可以在船体的侧壁上开凹槽,使得动力装置第二连接头312位于该凹槽内且能够随着防浪板的旋转而沿着该凹槽的长度方向在凹槽内滑动。其中,凹槽的长度取决于各连接头之间的相对方位、防浪板31所需转动的角度范围以及动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离可调节的范围。
在以上实施例中,动力装置32与防浪板31是枢轴连接方式,动力装置32与船体也是枢轴连接方式,但是,可以理解的是,它们之间的连接也可以是其他方式,只要该连接方式使得动力装置32所提供的动力能够驱动防浪板31绕船体旋转至期望的位置即可。例如,在一个示例中,动力装置第二连接头323与防浪板第二连接头312能够相配合以将防浪板31与动力装置32以固定角度连接,防浪板第二连接头312与动力装置第二连接头323连在一起位于防浪板上的凹槽内且能够随着防浪板的旋转而沿着所述凹槽的长度方向在凹槽内滑动,另外,动力装置第一连接头323将动力装置32与船体枢轴地连接。在该示例中,动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离可以随着防浪板31的旋转可变。在另一示例中,动力装置第二连接头324与防浪板第二连接头312能够相配合以将防浪板31与动力装置32枢轴地连接,而动力装置第一连接头323能够将动力装置32与船体以固定角度连接,动力装置第一连接头323位于船体上的凹槽内且能够随着防浪板的旋转而沿着所述凹槽的长度方向在凹槽内滑动。在该示例中,动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离可以随着防浪板31的旋转可变。其中,凹槽的长度取决于各连接头之间的相对方位、防浪板31所需转动的角度范围以及动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离可调节的范围。
根据一个实施例,船体上的凹槽可以指从船体的侧壁上向外延伸出来的安装杆、安装板或安装座上所开的凹槽。例如,从船体的侧壁上向外水平地延伸一安装杆,该安装杆上开有凹槽,船体第二连接头22与动力装置第一连接头323连在一起位于该凹槽内,且能够随着防浪板31的旋转而沿着该凹槽的长度方向在凹槽内滑动。其中,凹槽的长度取决于各连接头之间的相对方位、防浪板31所需转动的角度范围以及动力装置第一连接头323与动力装置第二连接头324之间的距离可调节的范围。
关于枢轴连接方式,可以通过相互配合连接的一对连接头来实现。根据一个示例,用于实现枢轴连接的两个配对连接头可以一个为销轴结构,另一个为能够套接在销轴上并绕销轴转动的环状结构。图20示出了根据本发明一实施例的用于枢轴连接的一连接头(销轴结构)的结构示意图。如图20所示,该示例销轴结构包括穿孔的一对耳板3111、穿过耳板的穿孔而连接一对耳板3111的销轴3112。在销轴3112的端部还可以分别设置销锁和螺栓,以防销轴从耳板中脱落。其中,耳板3111可以通过焊接、螺丝固定或者其他方式固定到船体、防浪板31或动力装置32,将销轴穿过耳板及环状结构并插上销锁、拧紧螺栓,然后将环状结构通过焊接、螺丝固定或者其他方式固定到对应的另一连接主体。用于枢轴连接的配对连接头可以为多对,以起到更牢固的固定作用。例如,在一个示例中,使用四对连接头将防浪板31枢轴地连接到船体,其中这四对连接头沿防浪板31的宽度方向等间距地排列。
通过如上所述的各实施例,本发明提供的防浪装置能够使得防浪板在动力装置的驱动下旋转,从而能够在需要将物体从船体侧下放至月池中时使防浪板旋转下降至例如平行于船体上表面的位置,并在需要防浪板起到防浪作用时将防浪板旋转升至与船体上表面成倾斜角度的位置,从而更便于使用。
通过与防浪板相连接的动力装置以及防浪板与船体、防浪板与动力装置之间的特定连接头而使得防浪板能够围绕船体旋转,从而使得:在需要防浪板在航行状态起到防浪作用时可以通过动力装置将防浪板旋转至与船体的上表面成一倾斜角度的位置,从而引导水流流向船底,较小载荷波动,以减小船在航行过程中的兴波阻力;和/或还使得:在需要将诸如防喷器之类的物体从船体侧下放到月池中时,可以通过动力装置将防浪板旋转至与船体的上表面平行的位置,等到物体通过月池被下放到水中后,可以通过动力装置将防浪板重新旋转至航行状态下的位置。通过根据本发明的各实施例的可旋转防浪板,既能够起到减小船在航行过程中的兴波阻力、减小海水对月池结构的冲击的作用,又能够方便快捷地改变防浪板的位置至与船舱平面相平行的位置以便于物体从船侧下放到月池中。
在一实施例中,本发明的科考钻探船100还包括用于移动防喷器与采油树的移运系统。具体地,图21示出了根据本发明一实施例的移运系统的示意图。不同于现有技术中为防喷器与采油树分别设置一套移运系统,在图21的示例中,只在月池尾部区域设置一套移运系统(如图中的长方形虚线框内所示),防喷器与采油树共用这一套移运系统。如图21所示,该移运系统包括吊车41与月池台车42。
图22和图23分别示出了根据本发明一实施例的移运系统的吊车的示意侧视图和示意俯视图。吊车41的主要部件为两个主绞车412和413,它们支撑在主梁结构411上。两条吊缆分别缠绕在两个主绞车412和413的绞车轴上并且末端穿过主梁结构411上的开孔而垂下来,通过转动绞车的轴可以缩短或延长垂下来的吊缆长度。每条吊缆的末端为一主钩,在吊运时两个主钩分别勾住防喷器或采油树上的两个吊点以将其吊起。由于防喷器上两个吊点之间的距离与采油树上两个吊点之间的距离并不相同,因此,在吊运防喷器时两个主绞车412和413之间沿主梁结构411的长度方向的距离与吊运采油树时应当不同,以适应它们两者吊点距离的不同。为此,在图22和图23中示出的示例中,在主梁结构411上沿着主梁结构411的长度方向设置有轨道414、415,两个主绞车412、413能够沿着轨道414、415移动,以调节两个主绞车412、413之间沿主梁结构411的长度方向的距离,从而适应防喷器与采油树之间吊点距离的不同。例如,为适用于吊运防喷器,将两个主绞车412、413之间沿主梁结构411的长度方向的距离调节为第一距离,为适用于吊运采油树,将两个主绞车412、413之间沿主梁结构411的长度方向的距离调节为与第一距离不同的第二距离。两个主绞车412、413之间沿主梁结构411的长度方向的距离至少可以调节为以上所述的第一距离和第二距离。
在图23所示的示例中,主绞车412、413每个均包括设置在主绞车底部的四个滚轮416、417,主绞车412、413通过滚轮416、417在轨道414、415上的滚动而在主梁结构411上移动。在一个实施例中,轨道414、415为光滑的轨道,滚轮416、417与轨道414、415的接触面也是光滑的。在另一实施例中,轨道414、415包括沿轨道长度方向设置的多个第一凹凸结构,并且每个滚轮416、417上设置有能够与所述多个第一凹凸结构相啮合的多个第二凹凸结构,其中,当滚轮416、417在轨道414、415上滚动或停止时,滚轮416、417与轨道414、415的接触点处的第二凹凸结构与第一凹凸结构保持啮合。第一凹凸结构与第二凹凸结构可以是如下中的任一种:Z状结构、锯齿状结构、链条结构等等,或它们的组合。例如,第一凹凸结构与第二凹凸结构为交错咬合的Z状结构或锯齿状结构,再例如,第一凹凸结构为链条结构,第二凹凸结构为锯齿状结构,等等。
在另一示例中,代替滚动的移动方式,主绞车可在轨道上滑动。
在图23所示的示例中,每个主绞车412、413还包括用于驱动主绞车412、413沿着轨道414、415移动的驱动装置418、419。例如,驱动装置418、419可以为液压马达,其可以通过传动结构与滚轮416、417相连接,以提供滚轮416、417在轨道414、415上转动所需的驱动力。在图24的示例中,每个主绞车只有一侧(前侧或后侧)的两个滚轮416、417分别与驱动装置418、419相连接。可以理解的是,也可以为每个滚轮均设置一个驱动装置。
吊车41的主要功能是将防喷器/采油树由存储区域吊运至月池台车处。在一个实施例中,其吊装能力取防喷器和采油树重量大者为依据,并预留10%的余量。
下面参考图24、图25和图26以及图27来说明月池台车42的实施例。图24示出了根据本发明一实施例的移运系统的月池台车的示意立体图。图25和图26分别示出了根据本发明一实施例的移运系统的月池台车的示意侧视图和示意俯视图,其中在图26中示出了伸展状态的隔水管悬挂台。在图24和图25的示例中,月池台车42包括车体框架421,其中在车体框架421上具有相对的至少两个用于支撑固定防喷器或采油树的悬挂锁销422。在图24和图25的示例中,车体框架421上具有8个悬挂锁销422,分布在车体框架421的四个侧面中左右相对的两个侧面上,其中,这两个侧面的每个侧面的上部和下部各有两个悬挂锁销422。由图24和图25、26还可以看出,车体框架421的一个侧壁上具有延伸至车体框架顶部的开口423。
图27示出了根据本发明一实施例的月池台车的悬挂锁销的立体示意图。如图27所示,悬挂锁销422包括销柱4221和用于驱动销柱4221伸出的销柱驱动装置4222,其中,在不悬挂防喷器或采油树的情况下,销柱4221是缩在安装孔中的,当需要悬挂防喷器或采油树时,通过启动销柱驱动装置4222而使销柱4221从安装孔中伸出,进入防喷器或采油树上的相应的销孔中,从而将防喷器或采油树锁紧固定在车体框架421所包围的内部空间中。由于防喷器与采油树的尺寸不同,它们的销孔到车体框架421的距离也不相同,为了使它们共用一台月池台车,就需要使得销柱4221的伸出长度能够适应防喷器与采油树两者。在本示例中,每个销柱4221和其相应的销柱驱动装置4222被配置为使得销柱4221在驱动装置4222的驱动下伸出的长度是可调节的,例如,至少可调节为第一长度和第二长度,其中第一长度适用于悬挂防喷器,第二长度适用于悬挂采油树。根据一个示例,销柱驱动装置4222为液压缸。
在图26所示出的示例中,车体框架421上还设置有用于悬挂隔水管管串的隔水管悬挂台424,其位于开口423中,两侧与开口423的左右两侧面相连接以起到支撑作用。可以将隔水管悬挂台424的长度设计为大体等于开口423所位于的车体框架侧壁的厚度,将隔水管悬挂台424的宽度设计为大体等于开口423的宽度。隔水管悬挂台424上具有形状与隔水管法兰的形状相吻合的凹槽4241,用于接纳隔水管法兰。在图26的示例中,隔水管悬挂台424由通过耦合结构连接到一起的第一部分424A和第二部分424B组成,其中,第一部分424A和第二部分424B分别与开口423的两侧枢轴地连接,使得在第一部分424A和第二部分424B解耦的情况下可以分别转动第一部分424A和第二部分424B使它们紧贴开口423的侧面,从而不阻挡开口423所形成的通道。可以理解的是,也可以不将隔水管悬挂台424设计成两部分,而是设计成一个整体,其中,隔水管悬挂台424的一侧枢轴地连接到开口423的一个侧面,另一侧通过可释放的耦合结构连接到开口423的另一个侧面,当需要折叠时,可以将该耦合结构释放,然后转动隔水管悬挂台424使其紧贴开口423的侧面。
以上实施例中的月池台车在满足防喷器和采油树的移运要求的前提下,增加了月池隔水管管串悬挂功能,由此,在平台钻井操作时,可以不用将隔水管管串整体提升,提高了科考钻探船的钻井效率。同时将月池隔水管管串悬挂功能整合到月池台车上,减少了设备配置。
通过如上所述的各实施例,本发明提供的移运系统可供防喷器和采油树共用,减小了对船体的占用尺寸,减轻了甲板负荷,在保证紧凑型船型的前提下,减少了设备配置数量,降低了整船建造成本及后期运维费用,同时保证了整船具有较好的可变甲板载荷。
以上仅为本发明的较佳可行实施例,并非限制本发明的保护范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种科考钻探船,其特征在于,包括:
机舱区,位于船尾,其包括错开且呈三角形布设的三个机舱;
泥浆区,布置在船尾,所述泥浆区包括泥浆泵室、泥浆池室和泥浆混合处理室,所述泥浆混合处理室与所述泥浆泵室、泥浆池室布置在不同的甲板层,所述泥浆池室围绕所述泥浆泵室间隔分布;
生活区,布设在船首,每一舱室房由模块化钢板组合而成;
月池区,布置在船中;
采油树和防喷器的下放区,布置在所述月池区的后部;
所述船体的长度为150~180m,宽度为28~33m,高度为15~17m。
2.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,多个隔水管布设月池区前部的舱室中,所述舱室中设置有吊装隔水管的开口。
3.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,泥浆固体控制系统室布置于所述月池区的左弦处;所述泥浆固体控制系统室的下层甲板层布设有干货罐,所述干货罐布设在所述月池区的左弦和右弦处。
4.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,其中两个机舱布设在同一船宽方向,另一个机舱布设在靠近船尾末端的船宽方向上,每一机舱内并排布置两主机,位于同一船宽方向的主机布置方向相同,位于不同船宽方向布设的主机的布置方向相反。
5.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,所述科考钻探船在船尾和船首分别布置有三个推进器,且所述船尾和所述船首的三个推进器均呈三角形布置。
6.根据权利要求5所述的科考钻探船,其特征在于,布设在所述船尾的三个推进器其中两个位于船体最尾端的左弦和右弦处,另一个位于船体的中纵向上且靠近所述泥浆区布设;
布设在所述船首的三个推进器其中一个位于船体最首端且位于船体的中纵向上,另两个靠近隔水管的舱室设置且分别位于船体的左弦和右弦。
7.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,所述钻探取芯装置包括钻包括钻台、井架、游车、悬挂在所述游车上的顶驱、用于提升和下放所述游车和所述顶驱的升降绞车、连接在所述顶驱上的钻杆以及取芯绞车,所述游车和所述顶驱均具有能够容纳取芯桶通过的中心通孔,所述游车的中心通孔和所述顶驱的中心通孔同心设置,所述取芯绞车的钢缆从上到下依次穿过所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔,且所述钢缆带有打捞设备的末端深入所述钻杆的底端,以连接取芯桶。
8.根据权利要求7所述的科考钻探船,其特征在于,所述升降绞车包括主动升降补偿系统,所述主动升降补偿系统包括驱动电机和、用于检测海上浮动平台海平面相对高度相对运动的传感器以及与所述驱动电机、所述传感器电连接的控制单元,所述控制单元所述驱动电机根据所述传感器的检测结果控制所述驱动电机驱动下放或提升所述升降绞车的钢缆下放或提升,以补偿海平面上升或下降时所述钻杆随海上浮动平台上浮或下降的高度,保持恒定钻压。
9.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,所述科考钻探船的尾部包括:尾鳍,位于船尾的底部,所述尾鳍从船中以流线形向所述船尾收聚;
螺旋桨安装台,与所述尾鳍相接且高于所述尾鳍,所述螺旋桨安装台从所述船中向所述船尾逐渐向船体的中纵线倾斜;
所述螺旋桨安装台向船尾延伸的长度大于所述尾鳍向所述船尾延伸的长度,且所述螺旋桨安装台超出所述尾鳍的底板用于安装螺旋桨。
10.根据权利要求9所述的科考钻探船,其特征在于,所述船体的左弦和右弦的底部分别设置有所述尾鳍和所述螺旋桨安装平台,且左弦和右弦两侧的所述尾鳍和所述螺旋桨安装平台相对于所述船体的中纵线左右对称。
11.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,所述科考钻探船还包括用于月池区的防浪装置,所述防浪装置包括:
防浪板,其一端具有能够枢轴地连接至月池区域内的船体的防浪板第一连接头,并且在所述防浪板上还具有防浪板第二连接头;以及
动力装置,其具有动力装置第一连接头和动力装置第二连接头,其中,
动力装置第一连接头能够连接至所述船体;以及
动力装置第二连接头能够与防浪板第二连接头相配合,以将防浪板与动力装置连接起来使得防浪板在动力装置的驱动下能够绕所述船体旋转。
12.根据权利要求11所述的科考钻探船,其特征在于,所述防浪板在所述动力装置的驱动下能够旋转至至少第一位置和/或第二位置,其中:
所述防浪板在作业状态下时处于第一位置,并且在第一位置时所述防浪板与所述船体的上表面成一倾斜角度;以及
所述防浪板处于第二位置时与所述船体的上表面大体平行。
13.根据权利要求1所述的科考钻探船,其特征在于,所述科考钻探船包括移运系统,所述移动系统为防喷器和采油树共用,用于移运防喷器或采油树,所述移运系统包括:
吊车,用于吊运防喷器或采油树的吊车,所述吊车包括主梁结构和两个主绞车,其中,在主梁结构上沿着主梁结构的长度方向设置有轨道,两个主绞车能够沿着所述轨道移动以调节两个主绞车之间沿主梁结构的长度方向的距离;以及
月池台车,用于在月池区移运防喷器或采油树,所述月池台车包括车体框架,其中在所述车体框架上具有相对的至少两个用于支撑固定防喷器或采油树的悬挂锁销,每个悬挂锁销具有销柱和用于驱动销柱伸出的驱动装置,其中,每个销柱和其相应的驱动装置被配置为使得所述销柱在所述驱动装置的驱动下伸出的长度是可调节的。
14.根据权利要求13所述的科考钻探船,其特征在于,所述轨道包括沿轨道长度方向设置的多个第一凹凸结构,每个主绞车包括设置在主绞车底部的滚轮,所述滚轮上设置有能够与所述多个第一凹凸结构相啮合的多个第二凹凸结构,所述主绞车通过所述滚轮在所述轨道上的滚动而在主梁结构上移动,其中,当所述滚轮在所述轨道上滚动或停止时,所述滚轮与所述轨道的接触点处的第二凹凸结构与第一凹凸结构保持啮合。
15.根据权利要求13所述的科考钻探船,其特征在于,所述销柱伸出的长度至少可调节为第一长度和第二长度,其中第一长度适用于悬挂防喷器,第二长度适用于悬挂采油树。
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