CN110641632A - 适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统及作业方法，其中布置系统包括LMRP、BOP、采油树、BOP移运小车、采油树移运小车、BOP葫芦吊和采油树葫芦吊，LMRP储存在主甲板上，BOP储存在月池甲板上，BOP移运小车包括BOP移运小车车体、液压马达顶升装置和升降锁紧装置，所述液压马达顶升装置和所述升降锁紧装置分别与所述BOP移运小车车体固定连接。本发明可实现BOP组在BOP移运小车内的升降和锁紧，能充分利用月池区域上部受限空间；采用小型的BOP葫芦吊和采油树葫芦吊代替门型吊车，节约占用空间，降低设备成本；将LMRP和BOP分别储存在不同的甲板上，减少对整体空间的占用要求。

Description

适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统及作业方法

技术领域

本发明涉及海洋浮式钻井平台技术领域，特别是一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统及作业方法。

背景技术

浮式钻井水下设备主要包括BOP(blowout presenter，防喷器)组和采油树，BOP组和采油树都是海洋浮式钻井必不可少的关键设备。所述BOP组由BOP和LMRP(Lower MarineRiser Package，底部隔水管总成)组成。

在目前常见的半潜式海洋平台上，通常采用两个大型的门型吊机来分别完成采油树和整个BOP组的起吊，门型的BOP吊机及采油树吊机不仅成本昂贵，且占用了大量的空间，不能适用于空间狭窄的小型钻井船。进一步的，目前通常采用的BOP移运小车不具备升降功能，因此要求月池区域上方空间足够高，才能满足BOP组的安装要求，同样不能适用于高度受限的小型钻井船。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有的门形吊机和BOP移运小车不能适用于空间狭窄、高度受限的小型钻井船的问题，提供一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统及作业方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，包括LMRP、BOP、采油树、BOP移运小车、采油树移运小车、BOP葫芦吊和采油树葫芦吊，所述LMRP储存在主甲板上，所述BOP储存在月池甲板上，所述BOP移运小车包括有BOP移运小车车体、液压马达顶升装置和升降锁紧装置，所述液压马达顶升装置和所述升降锁紧装置分别与所述BOP移运小车车体固定连接，所述液压马达顶升装置用于BOP组的升降，所述升降锁紧装置用于锁紧BOP组。

本发明在BOP移运小车上设置液压马达顶升装置和升降锁紧装置，可实现BOP组在BOP移运小车内的升降和锁紧，从而能充分利用月池区域上部受限空间，减小对月池区域上部空间的高度要求；进一步的，本发明采用小型的BOP葫芦吊和采油树葫芦吊代替了门型吊车，大大节约了占用空间，降低了设备成本；进一步的，本发明将LMRP和BOP分别储存在不同的甲板上，布置较为灵活，大大减少了对整体空间的占用要求。本发明特别适用于空间狭窄、高度受限的小型钻井船。

作为本发明的优选方案，所述采油树移运小车包括第一采油树移运小车和第二采油树移运小车，所述第一采油树移运小车能够沿月池的第一方向移运，所述第二采油树移运小车能够沿月池的第二方向移运。本发明通过两个不同移运方向的小车，实现了双向移运，移运小车和采油树葫芦吊配合使用，能代替门型吊车，不能节约了设备的占用空间，且降低了设备成本。可以理解的是，所述第一方向和第二方向相互垂直，当所述第一方向为月池的宽度方向时，所述第二方向为月池的长度方向，当所述第一方向为月池的长度方向时，所述第二方向为月池的宽度方向。

作为本发明的优选方案，所述第一采油树移运小车安装在月池甲板上，所述第二采油树移运小车安装在主甲板上，将两个采油树移运小车分别设置在不同的甲板上，可进一步减少对整体空间的占用要求。

作为本发明的优选方案，所述第一采油树移运小车包括第一车体，以及安装在所述第一车体上的第二本地操作站、第二液压马达驱动装置、第二滚子滑移装置、管线捆扎工作台、补心和第二可拆铺台，所述第二滚子滑移装置安装在所述第一车体的下部，所述第二滚子滑移装置用于和甲板上的导轨相适配，所述第二液压马达驱动装置的驱动齿轮能够与甲板上的齿条相啮合，为所述第一车体行走提供动力。

作为本发明的优选方案，所述第二采油树移运小车包括第二车体，以及安装在所述第二车体上的第三滚子滑移装置、滑轮、第二采油树移运小车导轨、钢丝绳和双滚筒驱动绞车，所述第三滚子滑移装置安装在所述第二车体的下部，所述第三滚子滑移装置用于和所述第二采油树移运小车导轨相适配，所述双滚筒驱动绞车通过所述钢丝绳连接所述第二车体的首尾两端。

作为本发明的优选方案，所述液压马达顶升装置的驱动齿轮能够与所述BOP的齿条相啮合，从而实现BOP组的升降。

作为本发明的优选方案，所述升降锁紧装置的齿条能够与所述BOP的齿条相啮合，从而实现锁紧。

作为本发明的优选方案，所述BOP移运小车还包括安装在所述BOP移运小车车体上的第一液压马达驱动装置、导向装置、第一本地操作站、第一可拆铺台和第一滚子滑移装置，所述第一滚子滑移装置安装在所述BOP移运小车车体的下部，所述第一滚子滑移装置用于和甲板上的导轨相适配，所述第一液压马达驱动装置的驱动齿轮能够与甲板上的齿条相啮合，为所述BOP移运小车车体行走提供动力。

作为本发明的优选方案，所述BOP葫芦吊和采油树葫芦吊均为气动葫芦吊。

本发明还公开了一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，包括以下步骤：

步骤一：BOP移运小车将BOP移运至月池区，升降锁紧装置解除所述BOP的锁紧，液压马达顶升装置将所述BOP下放至预定高度；

步骤二：BOP葫芦吊将LMRP吊运至所述BOP正上方，所述BOP葫芦吊将所述LMRP下放，所述LMRP和所述BOP组成BOP组；

步骤三：所述BOP移运小车通过所述液压马达顶升装置将所述BOP组上升一定高度，所述升降锁紧装置动作，锁紧所述BOP组，第一液压马达驱动装置将所述BOP移运小车及所述BOP组移运回月池甲板BOP试压桩正上方，并再次动作所述升降锁紧装置，解除所述BOP组的锁紧，动作所述液压马达顶升装置，使所述BOP组下放并与所述BOP试压桩完成对接，进行BOP试压作业；

步骤四：动作所述液压马达升降装置，使所述BOP组上升一定高度，脱离所述BOP试压桩，动作所述升降锁紧装置，锁紧所述BOP组，动作第一液压马达驱动装置，将所述BOP移运小车及所述BOP移运至所述月池区，再次解锁所述升降锁紧装置，动作所述液压马达顶升装置，使所述BOP组下降一定高度，以使其避开钻机底座下的设备，再次锁紧所述升降锁紧装置，将所述BOP组移运至井眼中心正下方；

步骤五：完成隔水管和所述BOP组的连接之后，动作所述液压马达升降装置并配合钻机游吊系统，将所述BOP组下放，使所述BOP组高度完全脱离所述BOP移运小车；

步骤六：所述BOP移运小车打开第一可拆铺台，所述BOP移运小车退回至月池甲板区，第一采油树移运小车拆掉第二可拆铺台，并移运至井眼中心处，在管线捆扎工作台上进行隔水管捆扎作业，直至所述BOP下放完成，所述第一采油树移运小车退回至月池甲板区；

所述BOP组的回收作业流程与上述步骤相反。

本发明所述的作业方法，通过灵活使用各种小型设备，同样可以实现BOP组的下放和回收，且能保证作业的安全性和准确性，可代替传统的门型吊车，在空间狭窄、高度受限的小型钻井船上具有较好的适用性。

本发明还公开了一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，包括以下步骤：

步骤一：第二采油树移运小车在双滚筒绞车的驱动下，将采油树移运至月池长度方向中心线位置，采油树葫芦吊将所述采油树吊运至第一采油树移运小车上；

步骤二：所述第一采油树移运小车将所述采油树移运至井眼中心正下方，所述采油树与采油树下放工具对接；

步骤三：所述采油树下放工具将所述采油树提离所述第一采油树移运小车，所述第一采油树移运小车退回至月池甲板区存储位，所述采油树继续下放；

所述采油树的回收作业流程与上述步骤相反。

本发明所述的所述的作业方法，通过灵活使用各种小型设备，同样可以实现采油树的下放和回收，且能保证作业的安全性和准确性，可代替传统的门型吊车，在空间狭窄、高度受限的小型钻井船上具有较好的适用性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明所述的浮式钻井水下设备布置系统的有益效果是：

本发明在BOP移运小车上设置液压马达顶升装置和升降锁紧装置，可实现BOP组在BOP移运小车内的升降和锁紧，从而能充分利用月池区域上部受限空间，减小对月池区域上部空间的高度要求；进一步的，本发明采用小型的BOP葫芦吊和采油树葫芦吊代替了门型吊车，大大节约了占用空间，降低了设备成本；进一步的，本发明将LMRP和BOP分别储存在不同的甲板上，布置较为灵活，大大减少了对整体空间的占用要求。本发明特别适用于空间狭窄、高度受限的小型钻井船。

本发明所述的浮式钻井水下设备作业方法的有益效果是：

本发明所述的所述的作业方法，通过灵活使用各种小型设备，同样可以实现BOP组和采油树的下放和回收，且能保证作业的安全性和准确性，可代替传统的门型吊车，在空间狭窄、高度受限的小型钻井船上具有较好的适用性。

附图说明

图1是本发明所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备处理系统的立面布置图。

图2是本发明所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备处理系统的平面布置图。

图3是本发明所述的BOP组下放流程示意图一。

图4是本发明所述的BOP组下放流程示意图二。

图5是本发明所述的BOP组下放流程示意图三。

图6是本发明所述的BOP组下放流程示意图四。

图7是本发明所述的BOP组下放流程示意图五。

图8是本发明所述的BOP组下放流程示意图六。

图9是本发明所述的采油树下放流程示意图一。

图10是本发明所述的采油树下放流程示意图二。

图11是本发明所述的采油树下放流程示意图三。

图标：1-BOP葫芦吊；2-LMRP；3-BOP；4-BOP移运小车；41-第一液压马达驱动装置；42-液压马达顶升装置；43-BOP移运小车车体；44-导向装置；45-第一本地操作站；46-第一可拆铺台；47-第一滚子滑移装置；48-升降锁紧装置；5-月池；6-第一采油树移运小车；61-第二本地操作站；62-第二液压马达驱动装置；63-第二滚子滑移装置；64-管线捆扎工作台；65-补心；66-第一车体；67-第二可拆铺台；7-第二采油树移运小车；71-第三滚子滑移装置；72-第二车体；73-滑轮；74-第二采油树移运小车导轨；75-钢丝绳；76-双滚筒驱动绞车；8-采油树；9-采油树葫芦吊；10-钻机底座；11-齿条；12-导轨；01-月池甲板；02-主甲板；03-钻台面；04-井眼中心线；05-分流器；06-隔水管；07-采油树下放工具，08-第一方向，09-第二方向。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，包括LMRP 2、BOP 3、采油树8、BOP移运小车4、第一采油树移运小车6、第二采油树移运小车7、BOP葫芦吊1和采油树葫芦吊9。所述LMRP 2储存在主甲板02上，所述BOP 3储存在BOP移运小车4上，所述BOP移运小车4设于月池甲板01上。所述BOP葫芦吊1和采油树葫芦吊9均为气动葫芦吊，安装在钻机钻台面03的下方。

所述BOP移运小车4包括有BOP移运小车车体43，在所述BOP移运小车车体43上设有第一液压马达驱动装置41、液压马达顶升装置42、导向装置44、第一本地操作站45、第一可拆铺台46、第一滚子滑移装置47和升降锁紧装置48。所述BOP移运小车车体43的下部安装四组第一滚子滑移装置47，左右各两组，所述第一滚子滑移装置47坐落在月池5两侧的导轨12上。所述BOP移运小车车体43的两侧各布置两个第一液压马达驱动装置41，所述第一液压马达驱动装置41的驱动齿轮与月池5两侧的齿条11相啮合，为所述BOP移运小车车体43行走提供动力。所述液压马达顶升装置42布置在所述BOP移运小车车体43的四个角上，所述液压马达顶升装置42的齿轮与所述BOP 3自身的齿条相啮合，实现BOP组的升降，所述升降锁紧装置48可以实现所述BOP组在任意高度的锁紧，该锁紧是通过所述升降锁紧装置48的齿条与所述BOP 3自身的齿条相啮合来实现的。

所述第一采油树移运小车6能够沿月池5的第一方向08移运，在本实施例中，所述第一方向08为月池5的宽度方向，所述第一采油树移运小车6安装在月池甲板01上。所述第一采油树移运小车6包括第一车体66，以及安装在所述第一车体66上的第二本地操作站61、第二液压马达驱动装置62、第二滚子滑移装置63、管线捆扎工作台64、补心65和第二可拆铺台67。所述第二滚子滑移装置63为四组，安装在所述第一车体66的下部，月池5两边各布置2组，所述第一车体66通过所述第二滚子滑移装置63坐落在月池5两侧的导轨12上。所述第一车体66的两侧各布置两个所述第二液压马达驱动装置62，所述第二液压马达驱动装置62的齿轮与月池5两侧的齿条11相啮合，为所述第一车体66行走提供动力。

所述第二采油树移运小车7能够沿月池5的第二方向09移运，在本实施例中，所述第二方向09为月池5的长度方向，所述第二采油树移运小车7安装在主甲板02上。所述第二采油树移运小车7包括第二车体72，以及安装在所述第二车体72上的第三滚子滑移装置71、滑轮73、第二采油树移运小车导轨74、钢丝绳75和双滚筒驱动绞车76。所述第三滚子滑移装置71为四组，安装在所述第二车体72的下部，每侧各两组，所述第三滚子滑移装置71坐落在第二采油树移运小车导轨74上，所述双滚筒驱动绞车76通过所述钢丝绳75连接所述第二车体72的首尾两端，通过所述双滚筒驱动绞车76的正反转实现所述第二采油树移运小车7的前进和后退。

实施例2

一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，下放BOP组包括以下步骤：

步骤一：如图3所示，BOP移运小车4将BOP3移运至月池区，升降锁紧装置48解除所述BOP3的锁紧，液压马达顶升装置42将所述BOP3下放至预定高度；

步骤二：如图4所示，BOP葫芦吊1将LMRP2吊运至所述BOP3正上方，所述BOP葫芦吊1将所述LMRP2下放，所述LMRP2和所述BOP3组成BOP组；

步骤三：如图5所示，所述BOP移运小车4通过所述液压马达顶升装置42将所述BOP组上升一定高度，所述升降锁紧装置48动作，锁紧所述BOP组，第一液压马达驱动装置41将所述BOP移运小车4及所述BOP组移运回月池甲板01BOP试压桩正上方，并再次动作所述升降锁紧装置48，解除所述BOP组的锁紧，动作所述液压马达顶升装置42，使所述BOP组下放并与所述BOP试压桩完成对接，进行BOP试压作业；

步骤四：如图6所示，动作所述液压马达升降装置42，使所述BOP组上升一定高度，脱离所述BOP试压桩，动作所述升降锁紧装置48，锁紧所述BOP组，动作第一液压马达驱动装置41，将所述BOP移运小车4及所述BOP3移运至所述月池区，再次解锁所述升降锁紧装置48，动作所述液压马达顶升装置42，使所述BOP组下降一定高度，以使其避开钻机底座10下的设备，再次锁紧所述升降锁紧装置48，将所述BOP组移运至井眼中心正下方，图1中04为井眼中心线，05为分流器；

步骤五：如图7所示，完成隔水管06和所述BOP组的连接之后，动作所述液压马达升降装置42并配合钻机游吊系统，将所述BOP组下放，使所述BOP组高度完全脱离所述BOP移运小车4；

步骤六：如图8所示，所述BOP移运小车4打开第一可拆铺台46，所述BOP移运小车4退回至月池甲板区，第一采油树移运小车6拆掉第二可拆铺台67，并移运至井眼中心处，在管线捆扎工作台64上进行隔水管06捆扎作业，直至所述BOP3下放完成，所述第一采油树移运小车6退回至月池甲板区；

所述BOP组的回收作业流程与上述步骤相反。

实施例3

一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，下放采油树包括以下步骤：

步骤一：如图9所示，第二采油树移运小车7在双滚筒绞车76的驱动下，将采油树8移运至月池5长度方向中心线位置，采油树葫芦吊9将所述采油树8吊运至第一采油树移运小车6上；

步骤二：如图10所示，所述第一采油树移运小车6将所述采油树8移运至井眼中心正下方，所述采油树8与采油树下放工具07对接；

步骤三：如图11所示，所述采油树下放工具07将所述采油树8提离所述第一采油树移运小车6，所述第一采油树移运小车6退回至月池甲板区存储位，所述采油树8继续下放；

所述采油树8的回收作业流程与上述步骤相反。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，包括LMRP、BOP、采油树、BOP移运小车、采油树移运小车、BOP葫芦吊和采油树葫芦吊，所述LMRP储存在主甲板上，所述BOP储存在月池甲板上，所述BOP移运小车包括BOP移运小车车体、液压马达顶升装置和升降锁紧装置，所述液压马达顶升装置和所述升降锁紧装置分别与所述BOP移运小车车体固定连接，所述液压马达顶升装置用于BOP组的升降，所述升降锁紧装置用于锁紧BOP组。

2.根据权利要求1所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述采油树移运小车包括第一采油树移运小车和第二采油树移运小车，所述第一采油树移运小车能够沿月池的第一方向移运，所述第二采油树移运小车能够沿月池的第二方向移运。

3.根据权利要求2所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述第一采油树移运小车安装在月池甲板上，所述第二采油树移运小车安装在主甲板上。

4.根据权利要求2所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述第一采油树移运小车包括第一车体，以及安装在所述第一车体上的第二本地操作站、第二液压马达驱动装置、第二滚子滑移装置、管线捆扎工作台、补心和第二可拆铺台，所述第二滚子滑移装置安装在所述第一车体的下部，所述第二滚子滑移装置用于和甲板上的导轨相适配，所述第二液压马达驱动装置的驱动齿轮能够与甲板上的齿条相啮合，为所述第一车体行走提供动力。

5.根据权利要求2所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述第二采油树移运小车包括第二车体，以及安装在所述第二车体上的第三滚子滑移装置、滑轮、第二采油树移运小车导轨、钢丝绳和双滚筒驱动绞车，所述第三滚子滑移装置安装在所述第二车体的下部，所述第三滚子滑移装置用于和所述第二采油树移运小车导轨相适配，所述双滚筒驱动绞车通过所述钢丝绳连接所述第二车体的首尾两端。

6.根据权利要求1所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述液压马达顶升装置的驱动齿轮能够与所述BOP的齿条相啮合。

7.根据权利要求6所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述BOP移运小车还包括安装在所述BOP移运小车车体上的第一液压马达驱动装置、导向装置、第一本地操作站、第一可拆铺台和第一滚子滑移装置，所述第一滚子滑移装置安装在所述BOP移运小车车体的下部，所述第一滚子滑移装置用于和甲板上的导轨相适配，所述第一液压马达驱动装置的驱动齿轮能够与甲板上的齿条相啮合，为所述BOP移运小车车体行走提供动力。

8.根据权利要求1-7任一所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其特征在于，所述BOP葫芦吊和采油树葫芦吊均为气动葫芦吊。

9.一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其作业方法包括以下步骤：

步骤一：BOP移运小车将BOP移运至月池区，升降锁紧装置解除所述BOP的锁紧，液压马达顶升装置将所述BOP下放至预定高度；

步骤二：BOP葫芦吊将LMRP吊运至所述BOP正上方，所述BOP葫芦吊将所述LMRP下放，所述LMRP和所述BOP组成BOP组；

步骤三：所述BOP移运小车通过所述液压马达顶升装置将所述BOP组上升一定高度，所述升降锁紧装置动作，锁紧所述BOP组，第一液压马达驱动装置将所述BOP移运小车及所述BOP组移运回月池甲板BOP试压桩正上方，并再次动作所述升降锁紧装置，解除所述BOP组的锁紧，动作所述液压马达顶升装置，使所述BOP组下放并与所述BOP试压桩完成对接，进行BOP试压作业；

步骤四：动作所述液压马达升降装置，使所述BOP组上升一定高度，脱离所述BOP试压桩，动作所述升降锁紧装置，锁紧所述BOP组，动作第一液压马达驱动装置，将所述BOP移运小车及所述BOP移运至所述月池区，再次解锁所述升降锁紧装置，动作所述液压马达顶升装置，使所述BOP组下降一定高度，以使其避开钻机底座下的设备，再次锁紧所述升降锁紧装置，将所述BOP组移运至井眼中心正下方；

步骤五：完成隔水管和所述BOP组的连接之后，动作所述液压马达升降装置并配合钻机游吊系统，将所述BOP组下放，使所述BOP组高度完全脱离所述BOP移运小车；

步骤六：所述BOP移运小车打开第一可拆铺台，所述BOP移运小车退回至月池甲板区，第一采油树移运小车拆掉第二可拆铺台，并移运至井眼中心处，在管线捆扎工作台上进行隔水管捆扎作业，直至所述BOP下放完成，所述第一采油树移运小车退回至月池甲板区；

所述BOP组的回收作业流程与上述步骤相反。

10.一种适应钻井船的浮式钻井水下设备作业方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的适应钻井船的浮式钻井水下设备布置系统，其作业方法包括以下步骤：

步骤一：第二采油树移运小车在双滚筒绞车的驱动下，将采油树移运至月池长度方向中心线位置，采油树葫芦吊将所述采油树吊运至第一采油树移运小车上；

步骤二：所述第一采油树移运小车将所述采油树移运至井眼中心正下方，所述采油树与采油树下放工具对接；

步骤三：所述采油树下放工具将所述采油树提离所述第一采油树移运小车，所述第一采油树移运小车退回至月池甲板区存储位，所述采油树继续下放；

所述采油树的回收作业流程与上述步骤相反。

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