CN114245784B - 海上钻井系统、船和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的第一方面涉及一种用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统和方法，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管。所述海上钻井系统包含具有浮动船体、钻塔和管件柱主起重装置的钻井船。具有钻井台滑移装置的竖直移动式工作甲板定位在船井上方。提供伸缩接头和分流器，其中所述伸缩接头的内筒经由柔性接头固定到所述分流器。此外，提供集成式升沉补偿系统以使得所述游动滑车和所述移动式工作甲板在升沉补偿中同步地移动。

Description

海上钻井系统、船和方法
技术领域
本发明的第一方面涉及一种用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统，所述海底钻井孔相关活动例如钻海底钻井孔，所述系统包含经受因波浪引起的升沉运动的钻井船。
本发明的第一方面还涉及使用海上钻井系统执行的方法。
背景技术
在所属领域中，例如由本申请人销售的，用于执行涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管的海底钻井孔相关活动的海上钻井系统是已知的。海上钻井系统包含具有以下的钻井船：
-浮动船体，例如钻井船或平台，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
ο主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
ο天车，其优选地安装在所述钻塔上，以及
ο游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车适用于例如利用适用于为钻柱提供旋转驱动力的中间顶部驱动器，使管件柱(例如，钻柱)穿过所述船井沿着作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在船井上方，并且能够在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直移动；
-钻井台滑移装置，其布置在所述移动式工作甲板上，并且适用于使钻井管件柱穿过所述立管沿着作业线从钻井台滑移装置向钻井孔悬吊；
海上钻井系统进一步包含：
-伸缩接头，其用于补偿所述立管的长度，伸缩接头包含适用于连接到立管的固定长度区段的外筒和能够相对于外筒移动的内筒；
海上钻井船进一步包含：
-分流器，其配置成使向上流动通过立管的烃和/或钻井泥浆流分流；其中伸缩接头的内筒经由柔性接头固定到分流器；
海上钻井系统进一步包含：
-立管张紧系统，其包含连接到立管的固定长度区段或伸缩接头的外筒的张紧环，以及连接到所述张紧环和浮动船体的张紧部件；
海上钻井船进一步包含：
-集成式升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，使得在操作时，所述游动滑车和移动式工作甲板在升沉补偿中同步地移动。
这类海上船在同一申请人的WO2016/062812中公开。
分流器允许通过立管从井返回的具有钻屑的泥浆倾倒到泥浆处理系统。分流器将实际上例如连接到一个或更多个泥浆循环管线，所述泥浆循环管线通向(例如，定位在甲板箱结构内的)船上的泥浆处理设施。在实施例中，分流器经由向下倾斜的泥浆回流管线连接到泥浆处理和循环系统。例如，在甲板箱结构内，邻近船井，提供振荡器室，并且泥浆通过重力经由向下倾斜的泥浆回流管线从分流器通向振荡器室。分流器也可以用于使通过舷外(overboard)管的气体分流以排出立管。
在已知实施例中，具有固定至分流器的伸缩接头的内筒的分流器附接到移动式工作甲板。在操作模式下，内筒和外筒的位置相对于彼此锁定。接着，移动式甲板具有相对于立管的固定长度部分的固定位置。液压甲板补偿器允许工作甲板相对于船体的升沉补偿运动。
此外，在已知实施例中，伸缩接头的内筒经由柔性接头(也称为挠性接头)固定到分流器，从而使伸缩接头平衡。因此，准许伸缩接头相对于分流器的角移动。这补偿了船运动。上述配置的结果是伸缩接头可以处于在柔性接头中具有顶点的虚拟锥体内的任何位置。另外，在移动式工作甲板的升高位置处，伸缩接头延伸穿过船井。
发明内容
本发明的第一方面的目标是提供一种改进的船。举例来说，本发明的第一方面旨在在海底钻井孔的钻井期间提供改进的钻井孔压力控制。本发明的第一方面的另一目标是改进如上文所阐述的设备的实际用途，例如，考虑到钻井项目效率、钻井人员的施力等。
本发明的第一方面提供一种用于执行海底钻井孔相关活动(例如，钻海底钻井孔)的海上钻井船。根据本发明的第一方面，在可操作模式下，分流器固定连接到浮动船体，并且机械连接件例如经由张紧环在立管的固定长度区段与移动式工作甲板之间拉紧，或拉紧到伸缩接头一端上的外筒和移动式工作甲板。
机械连接件可以为缆索、链条、刚性连杆、液压缸中的一个或更多个。
在操作期间，分流器连接到船体，优选地连接到邻近于船井的船体。有利地，在船体的甲板位置处或略低于船体的甲板位置设置分流器。
这一配置的优点在于分流器与船体之间的任何管线(例如，泥浆循环管线)不需要是柔性的，以补偿分流器相对于船体的不同位置。
另一优点在于不在甲板位置上方引入要分流的可能气体。
具有连接到船体的分流器的本发明配置的又一优点在于，在具有相对较小船井的情况下，分流器的靠近船井的连接位置产生相对较大的虚拟锥体，其中，在船井上方的升高位置处，与相对较小的虚拟锥体相比，平衡的伸缩接头能够随分流器移动。
与WO2016/062812相比，立管不再连接到工作甲板。缺乏这一连接将使工作甲板升沉补偿变弱。机械连接件有效地代替立管与工作甲板之间的先前直接连接，使得甲板与固定长度的立管区段之间的竖直间距保持恒定。这一连接件因集成式升沉补偿系统的操作而拉紧，所述操作有效地趋向于向上拉动工作甲板。
在实施例中，为分流器提供分流器承载器，从而允许分流器在操作位置与船井间隙位置之间移动。优选地，在船井间隙位置处，分流器承载器可释放地附接到移动式工作甲板，从而能够将分流器带到船井上方的升高位置处。
钻井系统进一步包含集成式升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，使得在操作时，所述游动滑车和移动式工作甲板在升沉补偿中同步地移动。根据本发明的第一方面的系统能够以具有高精确性和可靠度的简单方式来获得工作甲板和游动滑车的同步升沉补偿运动。
集成式升沉补偿系统能够提供游动滑车和工作甲板的同步升沉补偿运动，同时保持工作甲板台可完全接入。这例如允许在作业线与管件存储机架之间执行管件上架(piperacking)操作而无任何阻碍。
可以实施本发明系统以使得升沉运动系统适用于在至少300公吨(例如，400与800公吨之间)的升沉补偿运动中支撑竖直负载。
有利地，用于主动控制升沉补偿系统的单个致动器或用于被动控制升沉补偿系统的单个缓冲器可以布置成控制主起重装置和移动式工作甲板两者。
通过起重装置的主起重绞盘的操作，可以独立于工作甲板的位置来定位游动滑车。在钻井过程期间，这尤其有利于通过旋拧将管长度连接到钻柱或断开管长度的步骤，这是因为从集成式升沉运动系统获得了同步升沉补偿运动，从而可以防止管长度的带螺纹端损坏。
甲板补偿器和滑轮补偿器的液压连接提供升沉补偿系统的补偿器之间的流体连通，从而在两个补偿器处产生大体上相同的液压压力。由浮动主体的升沉运动引起的液压压力的波动将作用于两个补偿器，使得两个补偿器将大体上同步地移动。
优选地，甲板补偿器完全布置在工作甲板下方。所述布置能够提供游动滑车和工作甲板的同步升沉补偿运动，同时保持工作甲板台可完全接入。这例如能够在作业线与管件存储机架之间执行管件上架操作而无任何阻碍。
还可设想，工作甲板通过杆、缆索或链条从游动滑车悬吊，使得随之进行升沉补偿运动。将入井设备(例如，连续油管注入器头单元)放置在工作甲板上。对于这类操作，工作甲板与游动滑车之间的任何引导悬吊装置均是可以的，然而，这类悬吊装置可以限制对作业线的接入，并且可以因此考虑到待执行的各种活动而限制船的可操作能力。
在实施例中，与从WO2016/062812已知的配置类似，集成式升沉补偿系统包含：
-主缆索升沉补偿滑轮，其处于所述主起重绞盘与游动滑车之间的所述主缆索的路径中，并且其中升沉补偿系统包含连接到所述主缆索升沉补偿滑轮以提供游动滑车的升沉补偿运动的液压滑轮补偿器；以及
-液压甲板补偿器，所述液压甲板补偿器连接到船体和移动式工作甲板，以在所述升沉补偿运动范围内提供工作甲板相对于船体的升沉补偿运动；
其中升沉补偿系统配置成使得在操作中，所述液压甲板补偿器和所述液压滑轮补偿器同步地移动，以便提供游动滑车和移动式工作甲板两者的升沉补偿。
在根据本发明的第一方面的系统的实施例中，液压甲板补偿器包含定位在作业线的相对侧处的一对液压缸。优选地，液压缸定位在包含作业线的竖直平面中。这对液压缸间隔开，以允许立管区段在作业线中和所述一对液压缸之间通过。
在根据本发明的第一方面的系统的实施例中，液压补偿器连接到主动致动器以获得升沉补偿系统的主动控制。代替包括例如气体缓冲器的升沉补偿系统的被动控制，通过使用主动致动器获得主动控制。有利地，主动控制可以促成更快响应和更精确的升沉补偿系统。
在例如从WO2013/169099已知的实施例中，集成式升沉补偿系统包含用于游动滑车的升沉补偿系统和游动滑车与移动式工作甲板之间的机械连接，以提供工作甲板相对于钻塔结构的升沉补偿运动。
在实施例中，集成式升沉补偿系统包含液压主缆索补偿器，其接合在一个或更多个主缆索上并且配置成提供游动滑车的升沉补偿运动。优选地，集成式升沉补偿系统包含在游动滑车与移动式工作甲板之间的机械连接以提供工作甲板相对于钻塔结构的升沉补偿运动，使得在操作中，所述液压主缆索补偿器提供游动滑车和移动式工作甲板两者的升沉补偿。
在实施例中，运动范围包括下部固定位置，并且其中升沉补偿运动范围位于高于所述下部固定位置。有利地，系统允许控压钻井的钻井技术。
在实施例中，集成式升沉补偿系统包含具有活塞杆的液压缸，其中主缆索升沉补偿滑轮连接到所述活塞杆。液压缸连接到液压/气体分离器致动缸，所述液压缸的一个腔室连接到如所属领域中已知的气体缓冲器。举例来说，补偿器致动缸具有在5与15米之间(例如，6米)的冲程(stroke)。
本发明海上钻井系统优选地进一步包含以下特征中的至少一个：
-浮动主体进一步包含司钻舱甲板和司钻舱甲板上的司钻舱，其中工作甲板的下部固定位置处于所述司钻舱甲板位置；
-管机架系统，其配备有升沉运动同步系统，所述升沉运动同步系统适用于使从钻管存储机架取出的钻管进入与立管的上端的(例如，抵靠在立管上的工作甲板的)相对运动同步的竖直相对运动，由此能够将钻管与从钻井台滑移装置悬吊的钻管柱互连；
-旋转控制装置，其例如位于伸缩接头上方并且优选地位于工作甲板下方，以例如在控压钻井的过程中封闭上部立管区段与延伸穿过所述立管的管件柱之间的环形空间，并且包括至少一个自喷井口部件以允许至少一个软管的连接，以用于将环形流体流传送到浮动主体。
本发明的第一方面还涉及一种用于执行海底钻井孔相关活动的方法，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管，其中使用本发明海上钻井系统。
在海上钻井领域中，已知利用伸缩接头，也称为滑移接头。伸缩接头具有下部外筒和上部内筒，其中下部外筒适用于连接到立管的延伸到海底钻井孔到达立管的固定长度区段。在已知实施例中，伸缩接头配备有例如具有液压激活卡爪的锁定机构，所述锁定机构适用于将伸缩接头锁定在收缩位置处。已知的伸缩接头在收缩和锁定位置处提供了比在动态冲程模式下更高的压力等级。举例来说，已知伸缩接头在收缩和锁定位置处具有可操作的一个或更多个金属对金属高压密封件，而在动态模式下，液压激活的低压密封件是可操作的。
本发明海上钻井系统包含立管张紧系统，所述立管张紧系统适用于连接沿着海底钻井孔与钻井船之间的作业线延伸的立管。确切地说，立管张紧系统包含张紧环和连接到所述张紧环的张紧部件。在海上钻井领域中，已知立管张紧系统的张紧环连接到伸缩接头的外筒，或者连接到立管的固定长度区段。
在实施例中，系统配备有具有一个或更多个缆线的立管缆线张紧系统，所述缆线从相应的缆线滑轮悬吊并且连接到可连接到伸缩接头的外筒的张紧环。此外，立管张紧器可以为具有连接到张紧环的多个伸缩张紧器支脚的直动式伸缩立管张紧器。替代性系统包括直动式立管张紧系统，其中多个致动缸单元直接接合在张紧环上。
WO2010/071444公开了一种具有立管张紧系统的浮动布置。提供立管张紧系统以在浮动布置在水中移动时维持立管中的大致恒定拉力。此处，张紧系统表示为第一组升沉补偿装置。浮动布置进一步包含布置在钻台中的开口中的工作甲板。工作甲板可以通过第二组升沉补偿装置相对于钻台移动，以将工作甲板保持在距海床大致恒定的距离处。
在钻井领域中，例如，考虑到例如钻井期间钻井孔内的压力的改进控制，所谓的关闭循环方法变得越来越受关注。为这一目的，旋转控制装置RCD通常布置在伸缩接头与柔性接头之间，以关闭上部立管区段与延伸穿过所述立管的管件柱之间的环形空间。在RCD下方或与其整合的一个或更多个自喷井口部件能够连接一个或更多个软管，以使得环形流体流(例如，返回泥浆)可以转移到船。例如，考虑到诸如控压钻井的技术，由于受RCD控制的环形空间的密封，可能形成环形空间中的流体压力。
海上钻井系统包含定位在例如钻井船或平台的浮动主体的船井处或船井附近的钻塔。钻塔可以实现为传统井架、所谓的多用途塔(如，可从申请人购得)或任何其它类型的塔，例如两脚塔。在实施例中，钻塔为具有顶部和底座的塔架，所述底座邻近船井。任选地，升沉运动补偿器系统的一个或更多个液压缸例如在塔架的竖直定向上布置在所述塔架内。优选地，升沉补偿系统的液压滑轮补偿器例如在钻塔的竖直定向上布置在所述钻塔内。
优选地，根据本发明的第一方面的船为具有延伸穿过船的设计水线的船井的单船体船。在另一实施例中，例如，船为具有可淹没式浮箱的半潜式船，所述可淹没式浮箱具有在其上的支撑水线上方的甲板箱结构的柱体。然后，船井可以布置在甲板箱结构中。
钻井系统包含管件柱主起重装置，所述管件柱例如为钻柱。主起重装置包含主起重绞盘和由所述绞盘驱动(例如，连接到所述绞盘)的主缆索。起重装置进一步包含天车和游动滑车，所述天车优选地安装在所述钻塔上，所述游动滑车优选地以所述主缆索的多重辘绳式布置经由所述主缆索从所述天车悬吊。游动滑车适用于利用例如适用于为钻柱提供旋转驱动力的中间顶部驱动器，使管件柱(例如，钻柱)沿着作业线从游动滑车悬吊。
在根据本发明的第一方面的系统的实施例中，主起重装置包含第一主起重绞盘和第二主起重绞盘，其中主缆索在其任一端处连接到第一主起重绞盘和第二主起重绞盘中的相应一个。这例如允许主起重装置中的绞盘的冗余。
在这类实施例中，第一升沉运动补偿系统可能包含在第一主起重绞盘与游动滑车之间的路径中的第一主缆索升沉补偿滑轮、连接到所述第一主缆索升沉补偿滑轮的第一液压补偿器，和在第二主起重绞盘与游动滑车之间的路径中的第二主缆索升沉补偿滑轮、连接到所述第二主缆索升沉补偿滑轮的第二液压补偿器。
钻井系统进一步包含竖直移动式工作甲板，其定位在船井上方，并且在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直可移动。
如所优选的，工作甲板具有在其中与作业线对准的开口，所述开口尺寸设定成至少允许延伸到立管中并且穿过立管的管件柱通过。
如所优选的，工作甲板配备有管件柱悬吊装置，例如，在钻井领域中称为钻井台滑移装置的装置。
工作甲板可以配备有旋转工作台。
钻井台滑移装置布置在所述移动式工作甲板上。钻井台滑移装置适用于使钻井管件柱穿过所述立管沿着作业线从钻井台滑移装置向钻井孔悬吊。
在根据本发明的第一方面的系统的实施例中，系统进一步包含配备有升沉运动同步系统的管机架系统，所述升沉运动同步系统适用于使从钻管存储机架取出的钻管长度进入与立管的上端的(例如，抵靠在立管上的工作甲板的)相对运动同步的竖直相对运动，由此能够将钻管与从钻井台滑移装置悬吊的钻管柱互连。
在实施例中，船配备有钻管存储机架，例如转盘，所述钻管存储机架适用于将竖直定向上的钻管储存在其中，钻管存储机架安装在船体上以便与船体一起经受升沉运动。管机架系统优选地适用于在钻管存储机架与工作甲板和游动滑车之间的作业线中的位置之间移动管区段。提供钻井台滑移装置，考虑到新的钻管与所悬吊钻柱的连接，当钻柱从游动滑车(例如，从顶部驱动器)断开连接时，所述钻井台滑移装置支撑悬吊在立管内的钻柱。
有利地，这一管机架系统配备有升沉运动同步系统，所述升沉运动同步系统适用于使从钻管存储机架取出的钻管进入与所悬吊钻柱相对于在伸缩接头的收缩和锁定位置处的船的船体的升沉运动同步的竖直运动。如果提供竖直移动式工作甲板，那么认为滑移装置安装在所述工作甲板上或所述工作甲板中是有利的，其中例如当甲板抵靠在立管的顶端上时，甲板处于升沉运动。
上述管机架系统因此允许在立管的顶端和钻柱滑移装置(可能还有支撑滑移装置的工作甲板)相对于船的船体进行升沉运动的情况下执行钻井操作。这允许在伸缩接头锁定的情况下执行所述钻井操作，例如允许使用RCD装置来密封环形空间，并且(例如，考虑到控压钻井)因此在立管内获得受控压力。
在实施例中，船配备有布置在竖直移动式工作甲板上的铁砧工装置。这例如允许使用铁砧工甲板来构建或拆解钻管或其它管件主体之间的螺纹连接。
在替代实施例中，船具有不安装在工作甲板上而实际上由船的船体独立支撑的铁砧工装置，例如，借助于竖直驱动器沿着安装到钻塔的轨道竖直移动。铁砧工装置接着配备有升沉运动竖直驱动器，所述升沉运动竖直驱动器适用于在与所悬吊钻柱的升沉运动同步的升沉运动中移动铁砧工装置，使得铁砧工装置可以在升沉运动时操作。
升沉运动补偿管机架系统可以用于在钻管存储机架与作业线之间移动钻管，例如，单个、两个或三个管机架，以便在升沉运动时将新的钻管连接到由滑移装置固持的管柱。
可设想，这对于需要对井眼压力进行高度精确控制的控压钻井可以具有极大的价值。
在根据本发明的第一方面的浮动主体的实施例中，浮动主体进一步包含司钻舱甲板和司钻舱甲板上的司钻舱。优选地，工作甲板的下部固定位置处于所述司钻舱甲板位置。
此外，本发明的第一方面涉及一种用于钻海底钻井孔的方法，其中使用根据本发明的第一方面的系统。
根据第二方面，本发明涉及一种用于执行海底钻井孔相关活动(例如，钻海底钻井孔)的海上钻井系统，其包含经受因波浪引起的升沉运动的浮动钻井船。
本发明的第二方面还涉及一种适用于在系统中使用的浮动钻井船，并且涉及使用系统执行的方法。
在所属领域中，例如由本申请人销售，海上钻井船为已知的，其包含：
-浮动船体，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
-主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
-天车；
-游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车适用于使管件柱沿着延伸穿过所述船井的作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在船井上方，并且在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直可移动；
-移动式工作甲板支撑致动缸，所述支撑致动缸连接到船和移动式工作甲板，以在包括升沉补偿运动范围的运动范围内相对于船竖直地移动工作甲板，
-升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，所述升沉运动补偿系统包含：
-升沉补偿致动缸，所述升沉补偿致动缸连接到气体缓冲器以用于为主起重装置提供被动升沉补偿；以及
-滑轮头，其包含接合主起重装置的主缆索的一个或更多个滑轮，其中滑轮头由升沉补偿致动缸的活塞支撑以用于沿着升沉补偿轨迹移动；
其中移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸液压地连接，使得在操作中，移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸同步地移动，并且因此移动式工作甲板与游动滑车同步地移动。
将移动式工作甲板的支撑致动缸与管件柱主起重装置的升沉补偿致动缸连接的优点在于：在升沉补偿期间，移动式工作甲板与主起重装置的天车的相对位置是同步的。因此，这类系统允许更精确且更有效的升沉补偿系统。此外，虽然天车和移动式工作甲板两者均在同步升沉补偿中，但主起重绞盘可以用于相对于移动式工作甲板来定位天车。
举例来说，WO2016/062812公开了这类船。所公开的系统允许以具有高精确性和可靠度的简单方式来进行工作甲板和游动滑车的同步升沉补偿运动。通过起重装置的主起重绞盘的操作，可以独立于工作甲板的位置来定位游动滑车。
此外，已知为这类系统(更确切地说，这类系统的液压补偿器)提供主动致动器以获得升沉补偿系统的主动控制。代替包括例如气体缓冲器的升沉补偿系统的被动控制，通过使用主动致动器获得主动控制。主动控制可以促成更快响应和更精确的升沉补偿系统。
举例来说，从WO2018/151593已知为升沉补偿系统的升沉补偿致动缸提供调整系统以促成更快响应和更精确的升沉补偿系统。调整系统配置成补偿，即改进由致动缸提供的升沉补偿。举例来说，通过在致动缸上提供拉力，可以减少或甚至校正致动缸移动的延迟和/或致动缸振幅的不足。
通常地，这类系统中所使用的调整绞盘较小且灵活，例如与起重绞盘相比响应更快。较小绞盘需要较少电力运行，并且由于电机的较小惯性，能够进行更精确的补偿。另一益处在于：与采用起重绞盘来提供升沉补偿的主动绞盘系统相比，线缆的磨损和撕裂较少(例如，不会压碎卷筒)。
本发明的第二方面的目标是提供替代性海上钻井系统，优选地提供一种消除或减少上述缺点中的一个或更多个的海上钻井系统。本发明的第二方面的另一目标是例如考虑到钻井项目效率、钻井人员的施力等，改进如上文所阐述的设备的实际用途。本发明的第二方面的另一目标是提供精确的升沉补偿系统，优选地对移动式甲板的定位的替代性、优选地更有效的控制。
本发明提供一种根据权利要求12所述的用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管。
根据本发明的第二方面，海上钻井系统包含：
-浮动船体，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
-主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
-天车；
-游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车适用于使管件柱沿着延伸穿过所述船井的作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在船井上方，并且在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直可移动；
-移动式工作甲板支撑致动缸，所述支撑致动缸连接到船和移动式工作甲板，以在包括升沉补偿运动范围的运动范围内相对于船竖直地移动工作甲板，
-升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，所述升沉运动补偿系统包含：
-升沉补偿致动缸，所述升沉补偿致动缸连接到气体缓冲器以用于为主起重装置提供被动升沉补偿；以及
-滑轮头，其包含接合主起重装置的主缆索的一个或更多个滑轮，其中滑轮头由升沉补偿致动缸的活塞支撑以用于沿着升沉补偿轨迹移动；
其中移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸液压地连接，使得在操作中，移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸同步地移动，并且因此移动式工作甲板与游动滑车同步地移动；以及
-移动式工作甲板动态定位系统，其用于在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线使移动式工作甲板移动，其中移动式工作甲板定位系统包含：
-定位绞盘，其具有相关联的定位缆索；
-控制装置，所述控制装置适用于控制定位绞盘的速度；以及
-一个或更多个滑轮，所述滑轮沿着升沉补偿轨迹在环路中引导定位缆索，
其中定位缆索连接到升沉补偿致动缸的活塞和/或升沉补偿致动缸的滑轮头，使得定位绞盘可以沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸的活塞，并且因此用(即，使用)液压地连接到升沉补偿致动缸的移动式工作甲板支撑致动缸来定位移动式工作甲板。
根据本发明的第二方面，移动式工作甲板动态定位系统配置成沿着升沉补偿轨迹将升沉补偿致动缸定位在预定位置处，并且将升沉补偿致动缸固持在预定位置处，并且因此沿着升沉运动补偿范围，优选地沿着移动式工作甲板的运动范围将移动式工作甲板定位在预定位置处，并且将移动式工作甲板固持在预定位置处。
提出了，移动式工作甲板动态定位系统经由对升沉补偿致动缸的直接控制而不是经由对移动式工作甲板支撑致动缸的直接控制，或者通过使用连接件缆索来控制移动式工作甲板的位置。
移动式工作甲板定位系统因此允许移动式工作甲板相对于船移动和定位。
本发明的第二方面因此提供替代性海上钻井系统，更确切地说，例如，考虑到钻井项目效率、钻井人员的施力等，改进系统的设备的实际用途。
此外，本发明的第二方面因此提供精确的升沉补偿系统，和对移动式甲板的定位的替代性、更有效的控制。
在实施例中，移动式工作甲板定位系统的控制装置与主起重绞盘连接，并且配置成控制主起重绞盘，以使得控制装置能够在拉动升沉补偿致动缸的杆时使用主起重系统来定位和/或移动游动滑车，例如在移动升沉补偿系统的杆以使船相对于移动式工作甲板进行移动时将游动滑车保持在相对于船的特定位置处。
移动式工作甲板定位系统因此配置成还控制游动滑车的位置，确切地说，控制游动滑车相对于移动式工作甲板的位置，同时使移动式工作甲板相对于船移动。
因此，在这一实施例中，移动式工作甲板动态定位系统配置成控制主起重绞盘补偿升沉补偿致动缸的移动，使得游动滑车相对于船保持在固定位置处，同时移动式工作甲板动态定位系统移动升沉补偿致动缸，更确切地说，移动升沉补偿致动缸的滑轮头。
在实施例中，动态定位系统配置成通过在升沉补偿系统提供被动升沉补偿时增大和/或降低升沉补偿致动缸的活塞沿着升沉补偿轨迹移动的速度来调整游动滑车以及移动式工作甲板的被动升沉补偿。
动态定位系统因此配置成调谐由升沉补偿系统提供的被动升沉补偿，优选地提供更精确的升沉补偿系统。
此外，动态定位系统可以因此用于通过调整受控升沉补偿而在由移动式工作甲板或游动滑车支撑的负载进行升沉补偿的情况与所述负载未针对升沉补偿进行补偿的情况之间切换。举例来说，通过逐渐减小所提供的升沉补偿，即通过减缓升沉补偿致动缸的移动，系统可以在由移动式工作甲板或游动滑车支撑的负载进行升沉补偿的情况与所述负载未针对升沉补偿进行补偿的情况之间切换。
在实施例中，动态定位系统配置成适用于记录和/或预测例如相对于海底的升沉，并且配置成通过沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸的活塞来提供游动滑车以及移动式工作甲板的主动升沉补偿。
因此，移动式工作甲板动态定位系统配置成不仅控制移动式工作甲板的位置，而且能够为移动式工作甲板和游动滑车提供升沉补偿，确切地说，主动升沉补偿。因此，根据本发明的第二方面，移动式工作甲板动态定位系统通过在为移动式工作甲板提供相对于船的主动升沉补偿时相对于船升高移动式工作甲板，能够例如使用支撑立管的移动式工作甲板来相对于海底升高立管。
此外，本发明的第二方面因此提供一种动态控制系统，其配置成经由升沉补偿致动缸提供主动升沉补偿，同时游动滑车和移动式工作甲板不支撑立管，即不带负载。提出了，这比现有技术需要更强大的绞盘，其中绞盘仅配置成调谐升沉补偿致动缸的移动。
在另一实施例中，移动式工作甲板动态定位系统配置成在主起重机提供主动升沉补偿时控制主起重绞盘补偿升沉补偿致动缸的移动。因此，游动滑车使用主绞盘而相对于船进行升沉补偿，同时移动式工作甲板动态定位系统移动升沉补偿致动缸，更确切地说，移动升沉补偿致动缸的滑轮头以调整移动式工作甲板相对于船的位置。因此，可在不干扰由主绞盘为游动滑车提供的主动升沉补偿的情况下调整移动式工作甲板的位置。
在实施例中，系统配置成例如通过在将移动式工作甲板致动缸与升沉补偿致动缸连接的液压电路中提供一个或更多个闭塞阀来阻断升沉补偿致动缸与移动式工作甲板支撑致动缸之间的液压连通，以使得移动式工作甲板定位系统能够仅移动游动滑车，例如仅为游动滑车提供升沉补偿。
在实施例中，系统配备有在包括下部固定位置的运动范围内竖直移动的竖直移动式工作甲板，其中工作甲板用作具有未锁定的滑移接头的固定钻台甲板，并且运动范围进一步包括位于高于所述下部固定位置的升沉补偿运动范围。在这一升沉补偿运动范围中，工作甲板可以相对于船的船体执行升沉补偿运动。
在从属权利要求中和说明书中公开根据本发明的第一方面和第二方面的系统以及根据本发明的第一方面和第二方面的方法的有利实施例，其中基于多个示例性实施例进一步说明和阐明本发明的第一方面和第二方面，所述示例性实施例的一些在示意图中说明。
虽然主要参考附图中的一个或更多个而出于说明性目的来呈现，但下文所述的技术特征中的任一个可以单独地或以与一个或更多个其它技术特征的任何其它技术上可能的组合来与本申请的独立权利要求中的任一些组合。
应了解，如上文所论述，分流器和机械连接件的益处可适用于本发明的第二方面，所述机械连接件在立管的固定长度区段与移动式工作甲板之间拉紧，或拉紧到伸缩接头一端上的外筒和移动式工作甲板。同样，分流器和机械连接件的如本文所论述的所有实施例以及参考本发明的第一方面阐述的每个其它技术特征均可以例如以这类特征的各种组合而与根据本发明的第二方面的移动式工作甲板动态定位系统组合。
举例来说，在实施例中，本发明提供一种用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管，所述海上钻井系统包含具有以下的钻井船：
-浮动船体，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
-主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
-天车；
-游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车适用于使管件柱沿着延伸穿过所述船井的作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在船井上方，并且在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直可移动；
-移动式工作甲板支撑致动缸，所述支撑致动缸连接到船和移动式工作甲板，以在包括升沉补偿运动范围的运动范围内相对于船竖直地移动工作甲板，
-钻井台滑移装置，其布置在所述移动式工作甲板上，并且适用于使钻井管件柱穿过所述立管沿着作业线从所述钻井台滑移装置向钻井孔悬吊；
所述海上钻井系统进一步包含：
-伸缩接头，其用于补偿所述立管的长度，伸缩接头包含适用于连接到立管的固定长度区段的外筒和能够相对于外筒移动的内筒；
海上钻井船进一步包含：
-分流器，其配置成使向上流动通过立管的烃和/或钻井泥浆流分流；其中伸缩接头的内筒经由柔性接头固定到分流器；
海上钻井系统进一步包含：
-立管张紧系统，其包含连接到立管的固定长度区段或伸缩接头的外筒的张紧环，以及连接到所述张紧环和浮动船体的张紧部件；
海上钻井船进一步包含：
-集成式升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，所述升沉补偿系统包含：
-升沉补偿致动缸，所述升沉补偿致动缸连接到气体缓冲器以用于为主起重装置提供被动升沉补偿；以及
-滑轮头，其包含接合主起重装置的主缆索的一个或更多个滑轮，其中滑轮头由升沉补偿致动缸的活塞支撑以用于沿着升沉补偿轨迹移动；
其中移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸液压地连接，使得在操作中，移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸同步地移动，并且因此移动式工作甲板与游动滑车同步地移动，
-移动式工作甲板动态定位系统，其用于在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线使移动式工作甲板移动，其中移动式工作甲板定位系统包含：
-定位绞盘，其具有相关联的定位缆索；
-控制装置，所述控制装置适用于控制定位绞盘的速度；以及
-一个或更多个滑轮，所述滑轮沿着升沉补偿轨迹在环路中引导定位缆索，
其中定位缆索连接到升沉补偿致动缸的活塞和/或升沉补偿致动缸的滑轮头，使得定位绞盘可以沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸的活塞，并且因此用液压地连接到升沉补偿致动缸的移动式工作甲板支撑致动缸来定位移动式工作甲板；
其中，在可操作模式下：
-分流器固定连接到浮动船体；
-机械连接件例如经由张紧环在立管的固定长度区段与移动式工作甲板之间拉紧，或拉紧到伸缩接头一端上的外筒和移动式工作甲板。
在这类实施例中，机械连接件提供立管与移动式工作甲板之间的连接，使得移动式工作甲板与固定长度的立管区段之间的竖直间距保持恒定。因此，对移动式工作甲板进行升沉补偿。
连接件因集成式升沉补偿系统的操作而拉紧，在这一实施例中，通过液压地连接移动式工作甲板支撑致动缸和升沉补偿致动缸，所述致动缸充当有效地趋向于向上拉动工作甲板的弹簧。
游动滑车(更确切地说，升沉补偿致动缸)与移动式工作甲板(更确切地说，移动式工作甲板支撑致动缸)之间的液压连接自动地使游动滑车的运动与移动式工作甲板的运动同步。移动式工作甲板和游动滑车可以因此结合加压升沉补偿致动缸，借助于与立管的机械连接以及充当弹簧的液压连接的移动式工作甲板支撑致动缸，而在海床上方保持固定。
作为替代方案，移动式工作甲板动态定位系统可以用于提供主动升沉补偿，并且因此在不具有机械连接件的情况下保持移动式工作甲板与固定长度的立管区段之间的竖直间距。在这类配置中，优选地，氮气加压升沉补偿致动缸承载80-90％的负载，并且动态定位系统的定位绞盘承载其余10-20％的负载。因此，定位绞盘仅消耗主动升沉补偿的绞车的电力的一部分。
此外，移动式工作甲板动态定位系统可以因此用于使移动式工作甲板与立管保持恒定距离，以能够施加或去除立管与移动式工作甲板之间的机械连接。
附图说明
现将参考附图解释本发明的第一方面的各方面。在与本发明的第二方面有关的附图中，在术语或构造和/或功能上对应的组件，附图标记的最后两个数字相同。在附图中：
图1示意性地展示根据本发明的第一方面的钻井船的竖直截面；
图2展示具有钻井塔架和移动式工作甲板以及伸缩接头的船的一部分，所述钻井塔架在其中具有补偿器致动缸；
图3以立体图展示具备包括两个滑轮补偿器的升沉补偿系统的主起重装置；
图4以立体图展示根据本发明的第一方面的升沉运动系统，其中滑轮补偿器液压地连接到甲板补偿器；
图5说明具有移动式工作甲板的图1的船的塔架，所述塔架配备有竖直轨道，在所述竖直轨道上，两个移动式管机架臂单元和移动式铁砧工装置在升沉补偿模式下可移动，并且管存储转盘安装在船体上；
图6说明在升沉运动中将新的钻管组装到钻柱；
图7a和图7b以截面图展示立管、伸缩接头、包括立管张紧系统的船和升沉运动补偿的工作平台；
图8以左侧视图展示升沉运动系统在下部位置处的甲板补偿器，并且以右侧视图展示升沉运动系统在上部位置处的甲板补偿器；
图9示意性地展示固定连接到浮动船体和机械连接件的分流器的配置；
图10a和图10b以左侧视图展示升沉运动系统在下部位置处的甲板补偿器，并且以右侧视图展示升沉运动系统在上部位置处的甲板补偿器；
图11以竖直截面示意性地展示根据本发明的第二方面的海上钻井系统的钻井船；
图12展示具有钻塔和移动式工作甲板的船的一部分，所述钻塔在其中具有补偿器致动缸；
图13以立体图展示具备包括两个滑轮补偿器的升沉补偿系统的主起重装置；
图14以立体图展示图13的升沉运动系统，其中升沉补偿致动缸液压地连接到移动式工作甲板支撑致动缸；
图15展示根据本发明的第二方面的具有移动式甲板动态定位系统的图14的升沉运动系统；
图16展示根据本发明的第二方面的海上钻井系统的另一示例性实施例；
图17展示在第一工作条件下图16的海上钻井系统；
图18展示在第二工作条件下图16的海上钻井系统；
图19展示在第三工作条件下图16的海上钻井系统；
图20展示在第四工作条件下图16的海上钻井系统。
参看附图，将论述根据本发明的第一方面的用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统的实例，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管。
具体实施方式
如图1和图2中所展示，系统包含具有经受升沉运动的浮动船体2的钻井船1，所述船体包含船井5，此处船井具有前部分5a和后部分5b。船体具有主甲板12。
如所优选的，船1为具有延伸穿过船的设计水线的船井的单船体船。在另一实施例中，例如，船为具有可淹没式浮箱(可能为环形浮箱)的半潜式船，所述可淹没式浮箱具有在其上的支撑水线上方的甲板箱结构的柱体。然后，船井可以布置在甲板箱结构中。
船在船井处或在船井附近配备有钻塔10。在这一实例中，如所优选的，钻塔为具有关闭外壁且具有顶部和底座的塔架。塔架的底座固定到船体2的主甲板12。在这一实例中，塔架安装在船井5上方，其中底座在横向方向上跨越船井。
在另一实施例中，钻塔10可以实施为井架，例如，其中格构式井架框架竖立在船井上方。
船1配备有管件柱主起重装置，所述管件柱例如为钻柱15。
主起重装置在图3和图4中进一步说明。
主起重装置的所展示的配置包含：
-主起重绞盘和主缆索22，所述主起重绞盘此处为第一和第二绞盘20、21，所述主缆索22被驱动且此处连接到所述绞盘20、21，
-天车23和游动滑车24，所述天车23此处在塔架10的顶端处，所述游动滑车24以主缆索22的多重辘绳式布置从天车23悬吊。
如图3中所展示，连接到游动滑车24的一或更多个主缆索滑轮具有各个下部闩锁装置25，从而允许各个滑轮连接到游动滑车24和从游动滑车24断开连接。优选地，这些一个或更多个滑轮还具有上部闩锁装置26，从而允许在滑轮从游动滑车断开连接的情况下将滑轮闩锁到天车。这一“可分离滑车”布置是所属领域中已知的。
游动滑车24适用于利用此处展示的(如所优选的)中间顶部驱动器18，使管件柱(例如，钻柱15)沿着作业线16从游动滑车悬吊，所述中间顶部驱动器18由游动滑车24支撑且适用于为钻柱提供旋转驱动力。
图3以示意图展示包含第一主起重绞盘20和第二主起重绞盘21的主起重装置，其中主缆索22在其任一端处连接到第一主起重绞盘20和第二主起重绞盘21中的相应一个。
所展示实施例的船1配备有适于提供游动滑车24的升沉补偿的升沉补偿系统。这一升沉补偿系统包含主缆索升沉补偿滑轮，此处为两个滑轮30、31，每一滑轮分别在主起重绞盘20、21中的每一个与游动滑车24之间的路径中。这些滑轮30、31分别连接到此处包括液压缸的被动和/或主动升沉运动补偿器装置，也称为滑轮补偿器32、33，所述滑轮补偿器32、33分别连接到相应的主缆索升沉补偿缆索滑轮30、31。
在所展示实施例中，每一滑轮补偿器包含具有活塞杆的液压缸，主缆索升沉补偿滑轮30、31连接到所述活塞杆。举例来说，补偿器致动缸32、33分别具有在5与15米之间(例如，6米)的冲程。优选地，致动缸32、33在竖直定向上安装在塔架内。图3展示超长致动缸32、33以及其活塞杆的完全延伸位置，所述超长致动缸32、33优选地竖直安装在塔架10内。
如图4中所展示，升沉补偿系统布置成提供主起重装置的游动滑车24的升沉补偿，并且还提供移动式工作甲板70的升沉补偿。移动式工作甲板70定位在船井5上方。工作甲板70包含类似钻井台滑移装置的设备，以对管件柱(确切地说，钻柱15)进行可操作步骤。
在所展示配置中，移动式工作甲板70由甲板补偿器支撑。甲板补偿器连接到船1和移动式工作甲板70。甲板补偿器包含至少一个双重作用的液压缸，此处为定位在移动式工作甲板下方的两个液压缸61、62。液压缸61、62彼此相对定位。液压缸61、62定位在作业线16的相对侧。此处，作业线16和两个液压缸61、62定位在在竖直方向上定向的共同平面中。有利地，包括两个液压缸61、62的甲板补偿器的布置促成工作甲板70下方的区域的可接入性。甲板补偿器例如能够接入用于钻井设备的区域或引导管道。
如图4中所展示，滑轮补偿器32、33和甲板补偿器60通过液压管道65、66液压地互连。第一液压滑轮致动缸32经由第一液压管道65液压地连接到第一液压甲板致动缸61，并且第二液压滑轮致动缸33经由液压管道66液压地连接到第二液压甲板致动缸62。有利地，滑轮补偿器和甲板补偿器的液压互连提供游动滑车24和工作甲板70两者的同步补偿升沉运动。
移动式工作甲板70在包括升沉补偿运动范围72的运动范围内沿着作业线16相对于船1(确切地说，钻塔10)可移动。下文参考图8和图10进一步说明和解释运动范围。
如图2、图7a、图7b、图8和图10中所展示，船另外配备有立管张紧系统，其适用于连接到在海底钻井孔(例如，海底井口上的BOP)与船1之间沿着作业线16延伸的立管19。立管张紧系统包含张紧环40和连接到张紧环40的张紧器部件41。在所描绘的实例中，展示缆线张紧系统，其中部件41为从环40向上延伸到滑轮42且接着延伸到达张紧布置(例如，包括致动缸43和气体缓冲器)的线缆。
附图进一步展示存在伸缩接头50，其具有下部外伸缩接头筒51和上部内伸缩接头筒52。如所属领域中已知，外筒51适用于在其下端处(例如，经由螺栓)连接到延伸到海床的立管19的固定长度区段。如所属领域中已知且此处未详细展示，伸缩接头配备有例如包括液压激活的锁定卡爪的锁定机构53，所述锁定机构53适用于将伸缩接头锁定在收缩位置处。如背景技术中所解释，伸缩接头在收缩和锁定时比在动态冲程模式下具有更高的压力等级，例如这是因为锁定位置包括伸缩接头中的可操作的金属对金属密封件。
如所属领域中已知，立管张紧系统的张紧环40适用于连接到伸缩接头50的外筒51，由此能够吸收立管的有效重量。
在图5中展示分流器55，其配置成使向上流动通过立管的烃和/或钻井泥浆流分流；其中伸缩接头的内筒52固定到分流器。根据本发明的第一方面，分流器55固定连接到浮动船体，此处与主甲板12齐平。上部内筒52经由柔性接头固定到分流器55，未在这一附图中展示。
已在图5的附图中去除了包括如已在图2和图3中展示的绞车和顶部驱动器18的顶部区段。还展示管件(例如，钻管和壳体)的存储机架110、111，此处为多接头管件。这类机架也称为转盘。
在塔架10的面向作业线16的侧面处，钻井系统配备有管机架系统，此处包含两个管件上架装置140和140'，其各自安装在塔架10的拐角处。如果不存在塔架(例如具有格构式井架)，那么可提供支撑结构以达成上架装置140和140'相对于作业线16的类似布置。
在图6的所展示实施例中，每一上架装置140、140'具有多个(此处为三个)机架组件。此处为下部第一管件机架组件141、141'、在比第一管件机架组件更高的高度处可操作的第二管件机架组件142、142'，和第三管件机架组件143、143'。
每一组机架组件布置在固定到塔架10的共同竖直轨道145、145'上，此处分别在机架10的拐角处。
在图6的实施例中，钻管多接头管件可以由机架组件142'和141'沿作业线固持在井中心27上方，由此能够将管件连接到立管。所述组件142'和141'中的每一个承载在组件的运动臂的端部处的管件夹持器部件142't和141't。
其它机架装置140的下部机架组件143承载铁砧工装置150，任选地还承载其上的旋转器。
根据本发明的第一方面的优选实施例，管机架系统配备有升沉运动同步系统，所述升沉运动同步系统适用于使从钻管存储机架取出的钻管进入与立管的上端的(例如，抵靠在立管上的工作甲板的)升沉运动同步的竖直运动，由此能够将钻管与从滑移装置悬吊的钻管柱互连。因此，在所展示实施例中，各自具有三个架组件的两个管件上架装置140和140'在升沉补偿模式下移动。
可设想，架组件在升沉补偿模式下相对于其共同竖直轨道145、145'移动，且具有架组件的共同竖直轨道145、145'在升沉补偿模式下相对于塔架10移动。
在图6中，新的钻管15的组件由包含安装在竖直轨道上的机架组件的图5的管机架系统固持，所述管机架系统配备有使从钻管存储机架(图6中未展示)取出的钻管15进入与立管的上端的升沉运动同步的竖直运动，由此能够将钻管15与从滑移装置悬吊的钻管柱互连。对于升沉运动中的钻柱在详细立体图中展示。在图中6，机架组件143和143'以及141和141'是可见的，其中机架组件141'夹持钻管15。
图7a到图10进一步展示配备有竖直移动式工作甲板70的船1，所述竖直移动式工作甲板在包括下部固定位置的运动范围内竖直移动，其中工作甲板用作相对于船的船体固定的钻台甲板。图7a和图7b、图9和图8的左侧部分中的工作甲板70的所展示位置也称为工作甲板的常规位置，其中工作甲板70与主甲板12对准。分流器55固定连接到浮动船体，并且恰好设置在工作甲板70下方，确切地说，设置在钻井台滑移装置下方。
在图8的右侧部分和图10中，工作甲板70处于包括位于高于下部固定位置的升沉补偿运动范围的运动范围中。在这一升沉补偿运动范围中，工作甲板70可以相对于船的船体执行升沉补偿运动。根据本发明的第一方面，具有从分流器55悬吊的伸缩接头的分流器55保持附接到船体。
举例来说，升沉补偿运动范围在5与10米之间，例如6米。举例来说，在具有船的舱的司钻舱甲板上方的升沉运动中的工作甲板的平均高度为约10米。
附图展示工作甲板70具有在其中与作业线16对准的开口75，开口75尺寸设定成至少允许延伸到立管19中并且穿过立管19的管件柱15通过。工作甲板配备有管件柱悬吊装置，例如，在钻井领域中称为钻井台滑移装置77或滑移工具的装置。
工作甲板70可以配备有旋转工作台。
在图8的右侧部分和图10中，当工作甲板70在升沉运动范围中时，具有从分流器55悬吊的伸缩接头的分流器55保持附接到船体。为了使工作甲板70与外筒51之间的竖直间距保持恒定(尤其是工作甲板70与设置在外筒51下方的固定长度立管区段19之间的竖直间距)，提供机械连接件88以有效地代替立管与工作甲板之间的先前直接连接。所展示实施例中的机械连接件88为在立管张紧环40与移动式工作甲板70之间延伸的缆索。
参看附图，现在将论述根据本发明的第二方面的用于执行海底钻井孔相关活动(例如，钻海底钻井孔)的海上钻井系统的实例。
如图11和图12中所展示，系统包含具有经受升沉运动的浮动船体1002的钻井船1001，所述船体包含船井1005，此处船井具有前部分1005a和后部分1005b。
如所优选的，船1001为具有延伸穿过船的设计水线的船井的单船体船。在另一实施例中，例如，船为具有可淹没式浮箱(可能为环形浮箱)的半潜式船，所述可淹没式浮箱具有在其上的支撑水线上方的甲板箱结构柱体。然后，船井可以布置在甲板箱结构中。
船在船井处或在船井附近配备有钻塔1010。在这一实例中，如所优选的，钻塔为具有关闭外壁且具有顶部和底座的塔架。塔架的底座固定到船体1002。在此实例中，塔架安装在船井1005上方，其中底座在横向方向上跨越船井。
在另一实施例中，钻塔1010可以实施为井架，例如，其中格构式井架框架竖立在船井上方。
船1001配备有管件柱主起重装置，所述管件柱例如为钻柱1015。
主起重装置在图13和图14中进一步说明。
主起重装置包含：
-主起重绞盘和主缆索1022，所述主起重绞盘此处为第一和第二绞盘1020、1021，所述主缆索1022连接到所述绞盘1020、1021，
-天车1023和游动滑车1024，所述天车1023此处在塔架1010的顶端处，所述游动滑车1024以主缆索1022的多重辘绳式布置从天车1023悬吊。在图18中，游动滑车1024从天车1023以12个辘绳式布置悬吊。
如图13中所展示的示例性实施例，连接到游动滑车1024的一个或更多个主缆索滑轮具有各个下部闩锁装置1025，从而允许各个滑轮连接到游动滑车1024和从游动滑车1024断开连接。优选地，这些一个或更多个滑轮还具有上部闩锁装置1026，从而允许在滑轮从游动滑车断开连接的情况下将滑轮闩锁到天车。这一“可分离滑车”布置是所属领域中已知的。
游动滑车1024适用于利用此处展示的(如所优选的)中间顶部驱动器1018，使管件柱(例如，钻柱1015)沿着作业线1016从游动滑车悬吊，所述中间顶部驱动器1018由游动滑车1024支撑且适用于为钻柱提供旋转驱动力。
图15以示意图展示包含第一主起重绞盘1020和第二主起重绞盘1021的主起重装置，其中主缆索1022在其任一端处连接到第一主起重绞盘1020和第二主起重绞盘1021中的相应一个。
船1001配备有适用于提供游动滑车1024的升沉补偿的升沉补偿系统。这一升沉补偿系统包含主缆索升沉补偿滑轮头，此处为两个滑轮头1030、1031，每一滑轮头分别在主起重绞盘1020、1021中的每一个与游动滑车1024之间的路径中。这些滑轮头1030、1031分别连接到此处包括液压升沉致动缸的被动和/或主动升沉运动补偿器装置，也称为升沉补偿致动缸1032、1033，所述升沉补偿致动缸1032、1033分别连接到相应的滑轮头1030、1031。
在所展示的实施例中，每一升沉补偿致动缸包含活塞杆，主缆索升沉补偿滑轮头1030、1031连接到所述活塞杆。举例来说，升沉补偿致动缸1032、1033分别具有在5与15米之间(例如，6米)的冲程。如所优选的，致动缸1032、1033在竖直定向上安装在塔架内。图13展示超长致动缸1032、1033以及其活塞杆的完全延伸位置，所述超长致动缸1032、1033优选地竖直安装在塔架1010内。
如图15中进一步展示，作为被动升沉补偿系统的实例，每一升沉补偿致动缸1032、1033连接到液压/气体分离器致动缸A、B、C、D，所述升沉补偿致动缸的一个腔室连接到如所属领域中已知的气体缓冲器。
如图14中所展示，升沉补偿系统布置成提供主起重装置的游动滑车1024的升沉补偿，并且还提供移动式工作甲板1070的升沉补偿。移动式工作甲板1070定位在船井1005上方。工作甲板1070包含类似滑移工具1077的设备，以对管件柱(确切地说，钻柱1015)进行可操作步骤。
移动式工作甲板1070由定位在移动式工作甲板下方的两个液压支撑致动缸1061、1062支撑。甲板支撑致动缸分别连接到船1001和移动式工作甲板1070。甲板支撑致动缸包含至少一个双重作用的液压缸。液压支撑致动缸1061、1062彼此相对定位。液压支撑致动缸1061、1062定位在作业线16的相对侧。此处，作业线1016和两个液压支撑致动缸1061、1062定位在在竖直方向上定向的共同平面中。有利地，甲板支撑致动缸1061、1062的布置促成工作甲板1070下方的区域的可接入性。
如图14中所展示，升沉补偿致动缸1032、1033和甲板支撑致动缸1061、1062通过液压管道1065、1066液压地互连。第一液压升沉补偿致动缸1032经由第一液压管道1065液压地连接到第一液压移动式甲板支撑致动缸1061，并且第二升沉补偿致动缸1033经由液压管道1066液压地连接到第二液压移动式甲板支撑致动缸1062。有利地，升沉补偿致动缸和甲板支撑致动缸的液压互连提供游动滑车1024和工作甲板1070两者的同步补偿升沉运动。
移动式工作甲板1070在包括升沉补偿运动范围1072b的运动范围1072a内沿着作业线1016相对于船1001(确切地说，钻塔1010)可移动。下文进一步说明且解释运动范围。
图15展示用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统的实例，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管1019，更确切地说，展示根据本发明的第二方面的移动式工作甲板动态定位系统。
海上钻井系统包含浮动船体1001、船井1005、定位在船井1005处或船井1005附近的所述船体上的钻塔1010、管件柱主起重装置和竖直移动式工作甲板1070。
管件柱主起重装置包含主起重绞盘(在特定实施例中展示了两个起重绞盘1020、1021)和由主起重绞盘驱动的主缆索1022、天车1023和游动滑车1024。
游动滑车1024经由主缆索1022从天车1023悬吊，并且适用于使管件柱1015沿着作业线1016悬吊。作业线1016延伸穿过船井1005。
竖直移动式工作甲板1070定位在船井1005上方，并且在包括升沉补偿运动范围1072的运动范围内沿着作业线1016相对于钻塔1010竖直可移动。
移动式工作甲板1070由支撑致动缸支撑，在示出的实施方案中由两个甲板支撑致动缸1060支撑。甲板支撑致动缸1061、1062分别连接到船和移动式工作甲板1070，以在包括升沉补偿运动范围1072的运动范围内相对于船1001竖直地移动工作甲板1070。
在所展示的实施例中，支撑致动缸1060位于移动式工作甲板下方。应理解，在替代实施例中，移动式甲板支撑致动缸或支撑致动缸可以位于移动式工作甲板上方，从而从上方支撑移动式工作甲板。
升沉补偿系统配置成提供游动滑车1024以及移动式工作甲板1070的升沉补偿。升沉运动补偿系统包含升沉补偿致动缸，在所展示的实施例中为两个升沉补偿致动缸1032、1033。升沉补偿致动缸1032、1033连接到用于为管件柱主起重装置提供被动升沉补偿的气体缓冲器。
包含用于接合主起重装置的主缆索1022的一个或更多个滑轮的滑轮头1030、1031由相应的升沉补偿致动缸1032、1033的活塞支撑以用于沿着升沉补偿轨迹移动。
移动式工作甲板支撑致动缸1060与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸1032、1033液压地连接，使得在操作中，移动式工作甲板支撑致动缸1060与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸1032、1033同步地移动。因此，移动式工作甲板1070与游动滑车1024同步地移动。
移动式工作甲板1070在包括升沉补偿运动范围1072的运动范围内沿着作业线1016相对于船1001(确切地说，钻塔1010)可移动。运动范围包括位于高于移动式工作甲板1070的下部固定位置1071的升沉补偿运动范围1072。在这一升沉补偿运动范围中，移动式工作甲板1070可以相对于船的船体执行升沉补偿运动。
举例来说，升沉补偿运动范围在5与10米之间，例如6米。举例来说，在具有船的舱1074的司钻舱甲板1073上方的升沉运动中的工作甲板的平均高度为约10米。
根据本发明的第二方面，海上钻井系统包含移动式工作甲板动态定位系统，其用于在包括升沉补偿运动范围1072的运动范围内沿着作业线1016使移动式工作1070甲板移动。
移动式工作甲板定位系统包含具有相关联的定位缆索1103、1104的定位绞盘1101、1102、控制装置1107和一个或更多个滑轮11105、1106。
在所展示的特定实施例中，升沉补偿系统配备有两个升沉补偿致动缸1032、1033，并且每一升沉补偿致动缸与定位绞盘1101、1102连接。定位绞盘1101、1102分别配备有相关联的定位缆索1103、1104。
在所展示的实施例中，移动式工作甲板定位系统进一步包含两个滑轮1105、1106，所述滑轮沿着升沉补偿轨迹在环路中引导定位缆索。在所展示的特定实施例中，缆索分别通过两个滑轮引导，并且因此形成沿着相关升沉补偿致动缸的升沉补偿轨迹延伸的环路。在一侧上，成环路的定位缆索与绞盘连接，并且在另一侧上连接到升沉补偿致动缸。
控制装置1107适用于控制定位绞盘1101、1102的速度。
定位缆索1103、1104连接到升沉补偿致动缸1032、1033的活塞，并且可以另外或作为替代方案连接到升沉补偿致动缸的滑轮头，使得定位绞盘1101、1102可以沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸1032、1033的活塞，并且因此利用(即，使用)液压地连接到升沉补偿致动缸1032、1033的移动式工作甲板支撑致动缸1060来定位移动式工作甲板1070。
在实施例中，提供推车，所述推车经由连接件装置联接到升沉补偿致动缸的活塞，优选地联接到由升沉补偿致动缸的活塞支撑的滑轮头，并且经由调整线缆联接到调整绞盘。这类推车因此连接到定位缆索，并且拉动升沉补偿致动缸的活塞环。
在实施例中，推车(即，有轨车辆)支撑在与升沉补偿致动缸的滑轮头的升沉补偿轨迹邻近的轨道上。在这类实施例中，推车轨道可移动地支撑推车，使得推车可以沿着升沉补偿轨迹移动，同时防止推车在垂直于推车轨道的方向上移动。因此，推车轨道的主要目的是使推车邻近滑轮头，优选地处于恒定的相对位置，同时使滑轮头和推车沿着升沉补偿轨迹行进。
在升沉补偿系统中，致动缸通常使用滑轮头连接到起重线缆，即连接到钻井绞车的绳索。在与滑轮头的升沉补偿轨迹邻近，并且因此在活塞的外端的轨道上采用推车，以用于沿着升沉补偿轨迹拉动致动缸的活塞，从而能够将调整系统与现有技术升沉补偿系统集成。
提出了，可以使用从现有技术(确切地说，从WO2016/062812)中已知的升沉补偿调整系统已知的配置。
在所展示的特定实施例中，升沉补偿系统配备有两个升沉补偿致动缸，并且每一升沉补偿致动缸与定位绞盘连接。在替代实施例中，例如，两个补偿致动缸连接到单个定位绞盘。在另一实施例中，升沉补偿系统包含连接到单个补偿绞盘的单个升沉补偿致动缸。在又一实施例中，升沉补偿系统包含连接到两个补偿绞盘的单个升沉补偿致动缸。许多配置有可能组合升沉补偿系统与移动式工作甲板定位系统。
在优选实施例中，移动式工作甲板定位系统包含运动参考单元或MRU，以为移动式工作甲板定位系统提供信息，例如，关于船的升沉的信息。
图16展示根据本发明的第二方面的海上钻井系统的另一示例性实施例。附图示意性地描绘绞车，即主起重绞盘1020、1021、天车1023和1024。附图进一步示意性地描绘升沉补偿系统、移动式工作甲板1070、船的船井1005和移动式工作甲板定位系统。与图14中所展示的实施例相比，绞车配备有单个升沉补偿致动缸1032。
钻塔的主起重装置装配有升沉补偿致动缸1032，其表示为被动升沉补偿(PassiveHeave Compensating，PHC)致动缸。致动缸经由介质分离器通过一定体积的加压氮气进行加压。PHC与移动式工作甲板动态定位系统联接，所述移动式工作甲板动态定位系统可以迫使PHC致动缸杆/头/滑轮主动地向上和向下。
移动式工作甲板由液压移动式工作甲板支撑致动缸1061、1062支撑，所述致动缸在这一实施例中位于移动式工作甲板上方并且因此充当拉动致动缸。
升沉补偿致动缸1032和移动式工作甲板支撑致动缸1061、1062的底部通过液压管线联接。通过这一液压联接，游动滑车1024的负载和移动式工作甲板的负载两者均由相同的加压氮气系统支撑。当负载从游动滑车传送到移动式工作甲板或从移动式工作甲板传送到游动滑车时，由氮气支撑的总负载不改变。无须打开或关闭阀门。其为纯被动系统。
游动滑车(更确切地说，升沉补偿致动缸)与移动式工作甲板(更确切地说，移动式工作甲板支撑致动缸)之间的液压连接自动地使游动滑车的运动与移动式工作甲板的运动同步。借助于与立管的机械连接，例如连接到立管张紧器环(RT环)1081的线缆1088，移动式工作甲板和游动滑车可以在海床上方保持固定，以进行被动升沉补偿。作为替代方案，使用主动升沉补偿，定位系统的定位绞盘可以用于控制升沉补偿致动缸。
取决于操作，所描绘的系统可在以下条件下操作：
1.未对移动式工作甲板1070进行升沉补偿，并且与底座结构(例如，船的甲板)齐平，其中游动滑车1024仅通过升沉补偿致动缸1032而配备有被动升沉补偿，在图17中展示；
2.未对移动式工作甲板1070进行升沉补偿，并且与底座结构齐平，其中游动滑车1024使用移动式工作甲板定位系统而配备有主动升沉补偿，在图18中展示；
3.移动式工作甲板1070和游动滑车1024液压地联接，并且配备有由移动式工作甲板定位系统提供的主动升沉补偿，其中控制装置1107通过运动参考单元而配备有升沉信息，在图19中展示；
4.移动式工作甲板1070和游动滑车1024液压地联接，并且配备有由移动式工作甲板定位系统提供的主动升沉补偿，其中控制装置1107通过连接到立管的立管张紧器环(RT环)的缆索而配备有升沉信息，在图20中展示；
图17展示在第一工作条件下图16的海上钻井系统。
在这种模式下，移动式工作甲板与底座结构齐平并且不进行升沉补偿。可以不进行升沉补偿连接。
被动地补偿游动滑车，即由充当弹簧的氮气加压升沉补偿致动缸1032支撑。当游动滑车1024中的负载增加(由摩擦和/或加速度引起)时，致动缸移动，即收缩或延伸。硬度和标称力可以通过氮气的体积和压力调整。定位绞盘1101与升沉补偿致动缸头闲置。
当将负载传送到移动式工作甲板时，升沉补偿致动缸必须通过关闭阀门来阻塞。
图18展示在第二工作条件下图16的海上钻井系统。
在这种模式下，移动式工作甲板1070与底座结构齐平，并且不进行升沉补偿。可以不进行升沉补偿连接。
主动地补偿游动滑车1024。负载由充当弹簧的氮气加压升沉补偿致动缸1032支撑。运动参考单元测量船的升沉，并且控制定位绞盘1101以使得升沉补偿致动缸头移动，从而使游动滑车1024保持在海床上方的恒定高度处。
氮气加压升沉补偿致动缸1032承载80-90％的负载，并且定位绞盘1101承载其余10-20％的负载。因此，定位绞盘1101仅消耗主动升沉补偿的绞车(其承载全部负荷)的电力的一部分。
当将负载传送到移动式工作甲板时，升沉补偿致动缸1032必须通过关闭阀门来阻塞。
定位绞盘可以立即在升沉补偿致动缸头上产生额外的上拉或下拉。以这一方式，可以立即产生游动滑车的额外拉力或向下设置的力。
图19展示在第三工作条件下图16的海上钻井系统。
主动地补偿游动滑车和移动式工作甲板。负载由充当弹簧的氮气加压升沉补偿致动缸支撑。运动参考单元(Motion Reference Unit，MRU)测量船的升沉，并且控制定位绞盘以使得升沉补偿致动缸头移动，从而使游动滑车和移动式工作甲板保持在海床上方的恒定位置处。
氮气加压升沉补偿致动缸优选地承载约80-90％的负载，并且定位绞盘承载其余10-20％的负载。因此，定位绞盘仅消耗主动升沉补偿的绞车(其承载全部负荷)的电力的一部分。
游动滑车的负载和移动式工作甲板的负载两者均由相同的加压氮气系统支撑。当负载从游动滑车传送到移动式工作甲板或从移动式工作甲板传送到游动滑车时，由氮气支撑的总负载不改变。
定位绞盘可以立即在升沉补偿致动缸头上产生额外的上拉或下拉。以这一方式，可以立即产生游动滑车的额外拉力或向下设置的力。
为了确保将额外拉力(或向下设置的力)引导到管柱(而不引导到立管中)，移动式工作甲板和RT环不通过钢缆或类似的机械连接进行连接，或必须松开缆索。
优选地，系统用于在定位绞盘模式下(即，在没有钢线或类似的机械连接连接到RT环的情况下)钻井、起下钻管和起下壳体，以能够立即随意地拉出管并且设置吊钩等上的重量。
图20展示在第四工作条件下图16的海上钻井系统。
被动地补偿游动滑车和升沉补偿台(heave compensate floor，HCF)。负载由充当弹簧的氮气加压升沉补偿致动缸支撑。将移动式工作甲板连接到立管张紧器环(RT环)(并且因此与海床连接)的钢缆将游动滑车和移动式工作甲板固持在海床上方的恒定高度处。
氮气加压PHC致动缸1032优选地承载约110％的负载。钢线防止HCF和游动滑车向上移动。在钢线出故障的情况下，致动缸上的过速检测将关闭阀门，从而防止升沉补偿台向上冲击。
游动滑车的负载和移动式工作甲板的负载两者均由相同的加压氮气系统支撑。当负载从游动滑车传送到移动式工作甲板或从移动式工作甲板传送到游动滑车时，由氮气支撑的总负载不改变。无须打开或关闭阀门。
定位绞盘1101有可能可以在升沉补偿致动缸1032的致动缸头上立即产生额外的上拉或下拉。以这一方式，可以立即产生游动滑车的额外拉力或向下设置的力。然而，无法确定是否将这一额外力引导到管柱和/或立管。这取决于线缆/立管(水深度和线缆/立管特征)和管柱(取决于深度、管特征等)的总硬度。

Claims (21)

1.一种用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管，所述海上钻井系统包含具有以下的钻井船：
-浮动船体，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
ο主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
ο天车；
ο游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车配置为使管件柱穿过所述船井沿着作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在所述船井上方，并且能够在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直移动；
-钻井台滑移装置，其布置在所述移动式工作甲板上，并且配置为使钻井管件柱穿过所述立管沿着作业线从钻井台滑移装置向钻井孔悬吊；
所述海上钻井系统进一步包含：
-伸缩接头，其用于补偿所述立管的长度，所述伸缩接头包含配置为连接到立管的固定长度区段的外筒和能够相对于外筒移动的内筒；
海上钻井船进一步包含：
-分流器，其配置成使向上流动通过立管的烃和/或钻井泥浆流分流；其中所述伸缩接头的内筒经由柔性接头固定到分流器；
所述海上钻井系统进一步包含：
-立管张紧系统，其包含连接到立管的固定长度区段或伸缩接头的外筒的张紧环，以及连接到所述张紧环和浮动船体的张紧部件；
所述海上钻井船进一步包含：
-集成式升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，使得在操作中，所述游动滑车和所述移动式工作甲板在升沉补偿中同步地移动，
其特征在于，在可操作模式下：
-所述分流器固定连接到所述浮动船体；
-机械连接件在立管的固定长度区段与移动式工作甲板之间拉紧，或拉紧到伸缩接头一端上的外筒和移动式工作甲板。
2.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其中，为分流器提供分流器承载器，从而允许分流器在操作位置与船井间隙位置之间移动。
3.根据权利要求2所述的海上钻井系统，其中，在船井间隙位置处，所述分流器承载器能够释放地附接到移动式工作甲板，从而能够将分流器带到船井上方的升高位置处。
4.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其中，所述集成式升沉补偿系统包含：
-主缆索升沉补偿滑轮，其处于所述主起重绞盘与所述游动滑车之间的所述主缆索的路径中，并且其中所述升沉补偿系统包含连接到所述主缆索升沉补偿滑轮以提供游动滑车的升沉补偿运动的液压滑轮补偿器；以及
-液压甲板补偿器，所述液压甲板补偿器连接到船体和移动式工作甲板，以在所述升沉补偿运动范围内提供工作甲板相对于船体的升沉补偿运动；
其中升沉补偿系统配置成使得在操作中，所述液压甲板补偿器和所述液压滑轮补偿器同步地移动，以便提供游动滑车和移动式工作甲板两者的升沉补偿。
5.根据权利要求4所述的海上钻井系统，其中，所述液压甲板补偿器包含一对液压缸，所述一对液压缸定位在作业线的相对侧，并且所述一对液压缸间隔开，以允许立管区段在作业线中和所述一对液压缸之间通过。
6.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其中，所述集成式升沉补偿系统包含用于游动滑车的升沉补偿系统和游动滑车与移动式工作甲板之间的机械连接，以提供工作甲板相对于钻塔结构的升沉补偿运动。
7.根据权利要求6所述的海上钻井系统，其中，所述集成式升沉补偿系统包含液压主缆索补偿器，所述液压主缆索补偿器接合在一个或更多个主缆索上并且配置成提供游动滑车的升沉补偿运动，使得在操作中，所述液压主缆索补偿器提供游动滑车和移动式工作甲板两者的升沉补偿。
8.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其中，所述机械连接件为缆索、链条、刚性连杆、液压缸中的一个或更多个。
9.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其中，所述运动范围包括下部固定位置，并且其中所述升沉补偿运动范围位于高于所述下部固定位置。
10.根据权利要求1所述的海上钻井系统，其进一步包含以下特征中的至少一个：
-浮动主体进一步包含司钻舱甲板和司钻舱甲板上的司钻舱，其中所述工作甲板的下部固定位置处于所述司钻舱甲板位置；
-管机架系统，其配备有升沉运动同步系统，所述升沉运动同步系统配置为使从钻管存储机架取出的钻管进入与立管的上端的相对运动同步的竖直相对运动，由此能够将钻管与从钻井台滑移装置悬吊的钻管柱互连；
-旋转控制装置(RCD)，其封闭上部立管区段与延伸穿过立管的管件柱之间的环形空间，并且包括至少一个自喷井口部件以允许至少一个软管的连接，以用于将环形流体流传送到浮动主体。
11.一种用于执行海底钻井孔相关活动的方法，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管，其中使用根据权利要求1所述的海上钻井系统。
12.一种用于执行海底钻井孔相关活动的海上钻井系统，所述海底钻井孔相关活动涉及在船与海底钻井孔之间延伸的立管，所述海上钻井系统包含：
-浮动船体，其包含船井；
-钻塔，其定位在船井处或船井附近的所述船体上；
-管件柱主起重装置，其包含：
-主起重绞盘和由所述主起重绞盘驱动的主缆索；
-天车；
-游动滑车，其经由所述主缆索从所述天车悬吊，所述游动滑车配置为使管件柱沿着延伸穿过所述船井的作业线从游动滑车悬吊；
-竖直移动式工作甲板，其定位在所述船井上方，并且能够在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线相对于钻塔竖直移动；
-移动式工作甲板支撑致动缸，所述支撑致动缸连接到船和移动式工作甲板，以在包括升沉补偿运动范围的运动范围内相对于船竖直地移动工作甲板，
-升沉补偿系统，其配置成提供游动滑车以及移动式工作甲板的升沉补偿，升沉运动补偿系统包含：
-升沉补偿致动缸，所述升沉补偿致动缸连接到气体缓冲器以用于为主起重装置提供被动升沉补偿；以及
-滑轮头，其包含接合主起重装置的主缆索的一个或更多个滑轮，其中滑轮头由升沉补偿致动缸的活塞支撑以用于沿着升沉补偿轨迹移动；
其中移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸液压地连接，使得在操作中，移动式工作甲板支撑致动缸与升沉补偿系统的升沉补偿致动缸同步地移动，并且因此移动式工作甲板与游动滑车同步地移动；以及
-移动式工作甲板动态定位系统，其用于在包括升沉补偿运动范围的运动范围内沿着作业线使移动式工作甲板移动，其中移动式工作甲板定位系统包含：
-定位绞盘，其具有相关联的定位缆索；
-控制装置，所述控制装置配置为控制定位绞盘的速度；以及
-一个或更多个滑轮，所述滑轮沿着升沉补偿轨迹在环路中引导定位缆索，
其中定位缆索连接到升沉补偿致动缸的活塞和/或升沉补偿致动缸的滑轮头，使得定位绞盘能够沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸的活塞，并且因此用液压地连接到升沉补偿致动缸的移动式工作甲板支撑致动缸来定位移动式工作甲板。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述移动式工作甲板定位系统的控制装置与主起重绞盘连接，并且配置成控制主起重绞盘，以使得控制装置能够在拉动升沉补偿致动缸的杆时使用主起重系统来定位和/或移动游动滑车。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述动态定位系统配置成通过在升沉补偿系统提供被动升沉补偿时增加和/或降低升沉补偿致动缸的活塞沿着升沉补偿轨迹移动的速度来调整游动滑车以及移动式工作甲板的被动升沉补偿。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述动态定位系统配置成配置为记录和/或预测升沉，并且配置成通过沿着升沉补偿轨迹在相反方向上拉动升沉补偿致动缸的活塞来提供游动滑车以及移动式工作甲板的主动升沉补偿。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统配置成阻断升沉补偿致动缸与移动式工作甲板支撑致动缸之间的液压连通，以使得移动式工作甲板定位系统能够仅移动游动滑车。
17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述升沉补偿系统进一步包含：
-滑轮头轨道，其平行于所述升沉补偿轨迹延伸；
-推车，所述推车经由连接件装置联接到升沉补偿致动缸的活塞，并且经由调整线缆联接到调整绞盘；以及
-推车轨道，所述推车轨道平行并且邻近于升沉补偿轨迹延伸。
18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述竖直移动式工作甲板在包括下部固定位置的运动范围内竖直移动，其中工作甲板用作具有未锁定的滑移接头的固定钻台甲板，所述运动范围进一步包括升沉补偿运动范围，其中所述工作甲板能够给相对于船的船体执行升沉补偿运动，所述升沉补偿运动范围位于高于所述下部固定位置。
19.一种用于执行钻井孔相关活动的方法，其使用根据权利要求12所述的系统。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法包含以下步骤：
-通过使用移动式工作甲板动态定位系统，在运动范围内沿着作业线使移动式工作甲板移动来相对于船定位移动式工作甲板。
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法包含以下步骤：
-通过使用移动式工作甲板动态定位系统，在升沉补偿运动范围内沿着作业线使移动式工作甲板移动来为移动式工作甲板提供主动升沉补偿。
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