JPS62501512A - 海底支持海中掘削リグのデイバ−タ/噴出防止器システムと方法 - Google Patents
海底支持海中掘削リグのデイバ−タ/噴出防止器システムと方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
海底支持海中掘削リグのデイバータ/噴出防止器システムと方法
本発明は、一般に、掘削リグのデイバータシステムおよび噴出制御システムに関
する。特に、本発明は、海底支持海中掘削リグに使用するデイバータシステムお
よび噴出防止器システムに関する。
従来技術の開明
海底支持海中リグによって油井を掘削するとき、ドライブバイブによる浅孔の掘
削の際にデイバータが設けられることは、望ましい。該デイバータは、導管内に
剥削流体の上向き流れを生じ得る不均衡な油井ボア圧ツノを安全にベントないし
制御するため、代表的に、ケーシングと掘削リグの回転テーブルとの間でリグ床
の下に設けられる。代表的に、導管の流体中の加圧されるガスの集積の「キック
」と呼ばれる出来事は、上部孔掘削の際に贋層遭遇され、高圧噴出防止器が掘削
システムに結合されるg、前に流体流れコントローラを不可欠にする。
米国特許第4.456.062号、第4,456,063号、第4,444,4
01号と、本出願の出願人と同一の出願人による出願用449.376号とは、
浮き掘削リグの「フェイルセーフ」転向システムを開示する。
開示されるシステムは、上部孔油井の浅孔掘削中に噴出防止器th111v4が
Itノられる以前に[キック、1が生じるとき、$り郊装置が誤結合または故障
の際でも、該「キック」が圧力を形成して爆発する様に流れデイバータ装置によ
って不時に閉じ込められ4nfXいことで「フェイルセーフ」である。上述の特
許は、回転テーブルの下で浮き掘削リグ床に永続的に固定されるハウジング内に
HQffiされる様に構成されるデイバータないし「流体流れコントローラJを
開示する。
デイバータは、海底支持海中掘削リグに設けられてもよい。該デイバータは、掘
削導管ないしライザーとドリル管との間の環状空間を密封するその性能のため、
低圧噴出防止器として使用されてもよい。該デイバータ/噴出防止器(BOP)
システムは、本出願の出願人と同一の出願人によるローチェ等ま米国特許出願用
556.626号に開示される。該出願は、総ての目的のためにここに記載され
る。
掘削リグの運転者が該デイバータ/BOPシステムを使用するとき、彼は、該シ
ステムが置かれるモードを確かめねばならない。運転者がデイバータモードに該
システムのあることを信じ、しかも該システムがBOPモードにあれば、該シス
テムの圧力定格よりも高い圧力のキックは、掘削リグおよびその要員に破局的な
損害を与え得る。充分なケーシングが設置されたため、運転者がBOPモードに
該システムのあることを信じ、しかも該システムが実際にはデイバータモードに
あれば、油井は、111じられた噴出防止器と、掘削泥水をチョーク管路を経て
チョークマニホールドまで外方に循環づることとにより、掘削泥水によるキック
の消滅の意味で1制御され」得ない。むしろ、該キックは、ベント管路系統を経
て転向され、浅いガスが消散づるまで流れ得る。従って、上述のデイバータ/B
OPシステムがデイバータまたはBOPのいづれかとして「確実な」モードにあ
ることを掘削要員および掘削監督者が保証可能なシステムを提供覆ることは、必
要である。
発明の目的の確認
本発明の目的は、デイバータまたは噴出防止器として二者択一的に使用する様に
構成されるシステムを提供することであり、このとき、該システムは、デイバー
タモードまたはBOPモードのいづれにおいても予め計画された安全な機能的モ
ードにおいてのみ構成されてもよい。
本発明の他の目的は、流体流れコントローラと、1つのモードにおいてデイバー
タとして代りのモードにおいて噴出防止器としての結合を容易にし選択的に着脱
可能に該コントローラに固定される2つのベースとを備えるシステムを提供する
ことである。
本発明の更に他の目的は、上端のベースと、油井を掘削する際に設置される最小
の直径のケーシングストリングによって指令される様に、デイバータモードまた
は次の噴出防止器モードのいづれかで誤ったスプールを不注意に設置するのが不
可能な如く形成される下端の継手装置とを有する2つの入れ予成スプールを提供
することで上記で確認された本発明の目的は、本発明のその他の利点および特徴
と共に、海底支持剥削リグのデイバータまたは噴出防止器として選択的に使用す
る様に構成され掘削リグの回転テーブルの下に設置する様に構成されるの新規な
システムから結束として生じる。
該システムは、流体流れコントローラと、二者択一的に着脱可能に該コントロー
ラに固定される様に構成される少くとも2つのベースとを備えている。第1ベー
スが流体流れコントローラど組合わされるとぎ、該システムは、デイバータとし
て使用されてもよい。第2ベースが流体流れコントローラと組合わされるどき、
該システムは、噴出防止器として使用されてもよい。
該システムは、油井を掘削する際に設置される最小の直径のケーシングストリン
グによって指令される様に、予め計画される安全な機能的デイバータモードまた
は次の噴出防止器モードにおいてのみ構成されてもよい。
本発明による方法は、I!4造的ケーシングがボアボールに設置された後、海底
支持掘削リグのデイバータまたは噴出防止器として選択的に結合する様に構成さ
れるシステムを取付ける手順を備えている。
図面の簡単な説明
本発明の目的、利点および特徴は、添付図面を参照することによって更に明瞭に
なり、ここに、同様な符号は、同様な部分を示し、ここに、本発明の例示的な実
施例が示され、
第1図は、掘削リグ回転テーブルの下に流体流れコントローラを取付ける垂直断
面図であり、該コントローラを取付けるのに使用される取付はベースを示し、第
2図は、上端に第1ベースを有する第1入れモルスプールが流体流れコントロー
ラに結合される本発明による転向モードのシステムの垂直断面図であり、第3図
は、コンダクタケーシングが設置され第2入れモルスプールがコンダクタケーシ
ングに結合された後の本発明の噴出防止器モードでの垂直断面図であり、第2入
れモルスプールの第2ベースの孔へのチョーク/キル管路の結合を更に示し、
第4図は、高圧噴出防止器堆積が第2入れモルスプールの下に結合された後の第
2噴出防止器モードの本発明を示す垂直断面図である。
発明の説明
本発明を具現するシステムSは、第1図から第4図までに詳細に示される。海底
支持掘削リグのデイバータまたは噴出防止器として二者択一的に使用する様に構
成されるシステムSは、流体流れコントローラ10と、取付けへ−ス12と、第
1ベースないしデイバータペース14aと一体の第1入れモルスプール14と、
第2ベースないし噴出防止器ベース16aと一体の第2入れモルスプール16と
を備えている。
第1図は、海底支持掘削リグのデイバータまたは噴出防止器として選、択的に結
合される様に構成され構造ケーシング20がボアボール22内に配置された後に
掘削リグの回転テーブル18の下に’FNIされるシステムを取付けるVtff
1および方法を示す、、流体流れコントローラ1゜は、k削すグ床の下の支持ビ
ーム26に取付けられる永久定着物24に結合する様に上昇される。回転テーブ
ル18は、永久定着物24のボアに一致する様に位置決め可能なボア28を有し
、これにより、管状部材が回転テーブル18のボア28および永久定着物24を
介して下方に位置する様に挿入されるのを可能にする。本発明による流体流れコ
ントローラ1oは、本出願の出願人と同一の出願人による米国特許出願第449
.531号に詳細に記載されるものと同様である。該出願は、総ての目的のため
にここに記載される。
第1図から第4図までに示す様に、流体流れコントローラ10は、下側円筒形量
ロ部32上側円筒形開ロ部34を有するコントローラハウジング30と、開口部
32゜34の間の垂直流路36とを備えている。出口通路38は、コントローラ
10のハウジング壁に設けられる。環状パツキン要素40は、コントローラハウ
ジング30内に設けられ、環状ピストン壁r142は、第1図から第4図までに
示す様に第1位置ないし下側位置から第2位置ないし上側位置まで移動する様に
構成される。第1位置では、ピストン壁44は、内部流体がコントローラのハウ
ジング壁の出口通路38に連通ずるのを阻止する。上側位置では、ピストンW4
4は、出口通路38への内部流体の流体連通を許容し、ハウジング3oの流路3
6を通って延びるドリル管の様な物体のまわりを閉じる様に、または垂直流路3
6内に任意の物体の欠如の際にハウジング30を通る垂直流路36を閉じる様に
、環状パツキン要素40を付勢する。
第1図に示す様に、ボアホール22によって示される様な海底での最初のボアが
形成された後、構造ケーシング20は、該ボアホール内に設けられる。構造ケー
シング20は、代表的に76.2rJ(30”)の外径を有している。掘削リグ
の床の下のサブレベルで掘削リグに貯蔵される流体流れコントローラ1oおよび
取付はベース12は、回転テーブル18を通って延びるドリル管に結合する様に
位置決めされる。ベース12は、ファスナ46.48によってコントローラ10
に結合される。好適実施例では、雄ねじ付端部52を有づる12.7cIR(5
”)ドリル管50は、取付はベース12の軸方内にる。これにより、コントロー
ラ10は、m造ケーシング20の上と、回転テーブル18のボア28の下とで軸
方向に整合する。
取付番ノベース12は、出口通路38への異物ないし砕片の進入を防止するため
にコントローラ10の出口通路38を被う様に構成される。心出し装置56は、
ドリル管50のコントローラ10の軸1Q58に沿う位置決めを扶助する。
次に、流れコントローラ10は、第2図に示す位置に上昇され、次に、支持ビー
ム26に固定される構造支持リンク60.62は、回転テーブル18の下の永久
定着物24に流体流れコン1−ローラ10を固定する装δを与える様にコントロ
ーラ10のフランジ64.66に夫々結合される。
収縮されてビン止めされる第1入れモルスプール14は、構造ケーシング20と
流体流れコントローラ10との間に設置される。スプール12と一体のデイバー
タベースないし第1ベース14aは、流体流れコントローラ10の下側開口部3
2ど、コントローラ10のハウジング壁に設けられる出口通路38とのまわりに
密封係合する様に構成され上方に面する環70を有している。コントローラハウ
ジング30の外側面の出口通路38のまわりの周辺シール73は、環70の内側
面に密封を与える。
ディバータベース14aは、流体流れコントローラ10の出口通路38に連通ず
る様に構成されるボート72を上方に面する環70に有している。デイバータベ
ース14aは、ファスナ74.76によってコントローラに着脱可能に固定され
る。ファスナ74.76は、第1ベース14aに回転可能に固定されベース14
aにコントローラ1oを固定するためにその各々にねじ込み可能に受取られるナ
ツトを有するねじ付きスタッドである。
流体流れコントローラ10およびfイバータベース14aは、従来技術で公知の
様にベース14aに軸方向および角度付きの双方にJ3いてコンI−ローラ10
を整合する装置を備えている。整合装置は、D−チェの米国特許第4.456.
063号に開示され、本発明において整合のために有利に設けられてもよい。ロ
ーチェの第′063号の特許は、本出願人と同一の出願人によるものであり、総
ての目的のためにここに記載される。
デイパータベース14aのボーiへ72に着脱可能に結合される30.4801
(12” )のスプール78を有するベント管路は、デイバータモードの際に
管ベント管路または可撓性ベント管路80に締付けられてもよい。
更に、米国特許出願第456,206号に記載される様なプラストデフレクタ(
図示せず)は、風下方向で掘削リグから離れる様に転向流体を偏向するために有
利に設(プられてもよい。上述の米国特許出願第456,206号は、本出願の
出願人と同一の出願人によるものであり、総ての目的のためにここに記載される
。
第1入れ予成スプール14は、その下端に一体に配置されるオーバショット継手
82を有している。オーバショット継手82は、第1入れ予成スプールおよび一
体のデイバータベース14aを結合する様に構造ケーシング20の外径上を滑る
。第1入れ予成スプール14のオーバショット継手82は、通常、76.2aa
(30”)の外径を有する構造ケーシング20にのみ組立て可能な様に寸法を定
められる。換言すれば、オーバショット継手82は、配置された正確な直径のケ
ーシングストリング、即ち、76.2cm(30“)の構造ケーシングにのみ組
立て可能な様に寸法を定められる。該オーバショット継手およびそれ故にケーシ
ング20に結合される第1入れ予成スプールは、予めatp!jされる安全な機
能的ゲイバータモードにおいてのみ使用可能である。拙削要口は、例えば50.
8(1m(20″)のコンダクタケーシングにオーバショット継手82を結合す
ることが不可能なことを見出づ。
第2図に示す様な常態の作業の際、掘削作業から戻る流体は、第1入れ予成スプ
ール14を経て流体流れコントローラ10へ戻り、永久定着物24の開口部86
に結合される流体系統流れ管路84を経て掘削リグの流体系統へ戻る。充填管路
88は、永久定着物24に結合されてもよく、鎖線で示される。
第2図に示すシステムは、デイバータとして使用される。コンダクタケーシング
90の設置のためにボアホールを設ける目的で構造ケーシング20を介して掘削
する際、キックは、垂直流路がパツキン要素40によって閉じられる際に出口3
8を経て転向される。
次に第3図に転じると、システムの実例は、コンダクタケーシング90が挿入さ
れて、セメント92が76゜2c!R(30″)の外径の構造ケーシング20と
50.81(20“)の外径のコンダクタケーシング90との間に圧入された後
に与えられる。コンダクタケーシング90は、構造ケーシング20の通常の76
.2cm (30” )の外径よりも小さい外径を与える。第1入れ予成スプー
ル14が収縮されてビン止めされ除去された後、収縮されビン止めされる第2入
れ予成スプール16と、スプール16に予め固定されるスペーサスプール96お
よびマ′ンドレル94とは、予め取付けられるコントローラ1゜とコンダクタケ
ーシング90どの間に設置される。
コンダクタケーシング9oが取付けられた後、ケーシング90の上部は、切除さ
れ、マンドレル94およびスペーサスプール96は、コンダクタケーシング90
の」二部に結合される。好ましくは、マンドレル94およびスペーサスプールは
、コンダクタケーシングと同一の50゜8α(20“)の直径を有している。
第2入れ予成スプール16の下端98は、スペーサスプール96に結合される。
下端98は、マンドレル94を介してコンダクタケーシング90に取付けられる
スペーサスプール96に同一の50.8cm (20” )の公称直径を有する
スプールまたはマンドレルにのみ適合する様に形成されて寸法を定められ、これ
により、デイバータモードにおいてのみ使用する様に意図される第1入れ予成ス
プールの不注意な取付を防止する。
入れ予成スプール16の上部に固定される第2ベースないし噴出防止器ベース1
6aは、好ましくはチョーク/キル管路102に結合する孔100を有するか、
またはその代りにm2ベースは、孔なしに設けられてもよい。
噴出防止器ベース16aは、油井内のキックないし危険な圧力状態の際に有用な
低圧噴出防止器としてコントローラが使用されるのを可能にする。噴出防止器は
、水中にキックを転向することはなく t、IJ 111下に油井をもたらすの
を運転者に許容する。コントローラ10の噴出防止器モードは、比較的低い油井
圧力、例えば70.31D/cm2140.62/(!J/z” (1000p
siまたは200opsi>に耐える様に意図されてもよい。チョーク/キル管
路102は、チョークマ二ボールドを経てキックアウトを循環することによりi
、II li下にキックをもたらす様にドリル管を経てキル泥水を下方へ圧送す
るために任意の1fflじた噴出防止器に使用されてもよい。
第4図は、代表的に34.61α(135/8”)の直径のケーシングストリン
グ(図示せず)がコンダクタケーシング90内に降下されてセメント付は可能な
様に、油井が更に掘削される第2入れ予成スプール16の使用を示す。本発明に
よると、第3図に示される第2入れ予成スプール16の下側継手装置98は、ス
ペーサスプール96およびマンドレル94の除去を可能にする様に持上げられて
もよい。
次に、高圧噴出防止器堆積104は、第2スプール16の下側継手装置98と3
4.61国(135/”>ケーシングストリングとの間に結合可能である。好適
実膿例の高圧噴出防止器和積104は、34.61all(135/8″)環状
噴出防止器106と、1つまたはそれ以上の34.61α(13/8″)ラム噴
出防止器108とを備えている。直径縮小用マンドレルスプール15oは、スプ
ール16の50.8cm(20”)の下端98と34.61α(13/8”)環
状噴出防止器との間に結合される。
上述で図示説朗した様に、流れコントローラは、構造ケーシングが海底の最初の
孔に設置された後、海中リグのほぼ総ての掘削段階に対して所定の位置にある。
所望の構造における種々な変更および変形は、前述の技術の熟達者に明らかであ
り、本発明の精神から逸脱しない。この理由により、これ等の変更は、添付請求
の範囲に含まれる様に望まれる。添付請求の範囲は、本発明の唯一の1ill限
と、実茄例を述べるのに使用され例示的で制限的でないと解釈すべき記述的態様
とを詳述する。
手続補正書(自発)
昭和61年9月ダ日
Claims (16)
- 1.海底支持掘削リグのデイバータまたは噴出防止器として選択的に使用する様 に構成され、該掘削リグの回転テーブルの下に設置する様に構成されるシステム において。 下側開口部および上側開口部のあるコントローラハウジングと、これ等の開口部 間の垂直流路と、そのハウジング壁に設けられる出口通路とを有する流体流れコ ントローラと,該コントローラハウジングの該下側開口部のまわりに該コントロ ーラに選択的に着脱可能に固定される様に構成される少くとも2つのベースとを 備え,該第1ベースが、該流体流れコントローラの下側開口部および前記コント ローラハウジング壁に設けられる出口通路のまわりに密封係合する様に構成され 上方に面する円筒形ソケツトを有し,該第1ベースが、該流体流れコントローラ の出口通路に連通する様に構成されるポートを有し、前記第2ベースが、該流体 流れコントローラの下側開口部および該コントローラハウジング壁に設けられる 出口通路のまわりに密封係合すると共に該流体流れコントローラのハウジング壁 の出口通路を閉鎖する様に構成され上方に面する円筒形ソケツトを有し,これに より、前記第1ベースが該コントローラハウジングに結合されて、該第1ベース の前記ポートが該流体流れコントローラの出口通路に連通するとき、該第1ベー スおよび流体流れコントローラの組合わせが、デイバータとしてのみキツクに応 答するのに使用可能であり,前記第2ベースが該コントローラハウジングに結合 されて、該流体流れコントローラの該出口通路が該第2ベースによつて閉鎖され るとき、該第2ベースおよび流体流れコントローラの組合わせが、噴出防止器と してのみキツクを制御するのに使用可能であるシステム。
- 2.前記流体流れコントローラが、前記コントローラハウジング内に配置される バツキン要素と,該コントローラハウジングに配置されるピストン壁を有する環 状ピストンと,該ピストンを第1位置から第2位置へ移動する装置とを更に備え ,これにより、該第1位置では、前記ピストン壁が、前記コントローラハウジン グ壁の出口通路に内部流体の連通するのを阻止し,前記第2位置では、該ピスト ン壁が、該出口通路に内部流体の流体連通を許容し、該コントローラハウジング を通つて延びる物体のまわりを閉じるか、または前記コントローラを貫通する垂 直流路に任意の物体の欠如の際に該垂直流路を閉じる様に、前記バツキン要素を 付勢する請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 3.上端および下端を有する第1入れ子式スプールを備え,前記第1ベースが、 該第1入れ子式スプールの上端に固定され,更に、構造ケーシングにのみ該第1 入れ子式スプールを結合する様に該第1入れ子式スプールの下端に配置される第 1継手装置を備える請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 4.上端および下端を有する第2入れ子式スプールを備え,前記第2ベースが、 該第2入れ子式スプールの上端に固定され,更に、50.8cm(20′′)の 公称直径の管状部材にのみ該第2入れ子式スプールを結合する様に該第2入れ子 式スプールの下端に配置される第2継手装置を備える 請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 5.前記第1継手装置がオーバシヨツト継手であるとき、該オーバシヨツト継手 が、ボアホールに設置される前記構造ケーシング上を摺動可能であり,前記シス テムが、デイバータとしてのみキツクに応答するのに使用可能である 請求の範囲第3項に記載のシステム。
- 6.前記流体流れコントローラのまわりに前記第1ベースまたは第2ベースを着 脱可能に固定する装置を更に備える 請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 7.前記第2入れ子式スプールの第2継手装置がコンダクタケーシングに連通す るとき、前記システムが、噴出防止器としてのみキツクを制御するのに使用可能 である 請求の範囲第4項に記載のシステム。
- 8.前記回転テーブルの下に前記流体流れコントローラを着脱可能に結合する装 置を更に備える請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 9.前記ポートが前記出口通路に連通するとき、前記第1ベースの該ポートに結 合されるベント管路を更に備え、前記システムがデイバータとして使用きれると き、該ベント管路が、該第1ベースの該ポートから延びるスプールを有する 請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 10.前記入れ子式スプールの内部に連通する様に形成され前記第2ベースに配 置される孔と,前記システムが噴出防止器として使用されるとき、該第2ベース の該孔に結合されるチョーク/キル管路とを更に備える請求の範囲第1項に記載 のシステム。
- 11.前記第1ベースまたは第2ベースを前記流体流れコントローラに整合する 装置を更に備える請求の範囲第1項に記載のシステム。
- 12.構造ケーシングがボアホールに設置された後、海底支持掘削リグの回転テ ーブルの下に設置され該掘削リグのデイバータまたは噴出防止器として選択的に 結合される様に構成されるシステムを取付ける方法において,下端および上端を 有する第1入れ子式スプールを前記回転テーブルの下に設置し,該第1スプール が、その上端に配置される第1ベースを有し,該第1ベースが、その壁に配置さ れるポートを有し,デイバータまたは噴出防止器として選択的に使用する様に構 成されコントローラハウジング壁の出口通路を有する流体流れコントローラを整 合し,従つて、該コントローラが、上の前記回転テーブルのボアと下の前記構造 ケーシングとの間でほぼ垂直に整合され,前記掘削リグの回転テーブルの下に該 流体流れコントローラを固定し,前記第1入れ子式スプールの上端に配置される 前記第1ベースが該コントローラの下端に結合して、該第1ベースに配置される 前記ボートが前記コントローラハウジング壁の出口通路に連通するまで、該スプ ールを外方へストロークする手順を備える方法。
- 13.オーバショツト継手が、前記第1入れ子式スプールの下端に配置され,前 記構造ケーシングの上端の上で該オーバシヨツト継手を摺動する手順を更に備え る請求の範囲第12項に記載の方法。
- 14.前記第1ベースのポートにベント管路を結合し,これにより、得られるシ ステムが、デイバータシステムとして使用可能である手順を更に備える請求の範 囲第13項に記載の方法。
- 15.油井がコンダクタケーシングに対して掘削されて、該コンダクタケーシン グが該油井内にセメント付けされた後、前記第1ベースのポートから前記ベント 管路を除去し,前記第1入れ子式スプールおよび第1ベースを除去し,第2入れ 子式スプールの上端に固定される第2ベースを前記流体流れコントローラの下端 に結合し,該第2ベースが、該第2スプールの内部に連通する孔を有し,該第2 ベースが前記流体流れコントローラの出口通路を閉鎖し,前記第2スプールの孔 にチヨーク/キル管路を取付け,該第2スプールが前記コンダクタケーシングに 圧力密封連通するとき、該第2入れ子式スプールの下端を降下して固定し,これ により、得られるシステムが、該コンダクタケーシングを介する掘削の際に噴出 防止器として使用可能である 請求の範囲第14項に記載の方法。
- 16.前記第2入れ子式スプールの下端を持上げ,高圧噴出防止器スプールを前 記コンダクタケーシングに取付け,高圧噴出防止器堆積を該高圧スプールの上の 位置に取付け,該高圧噴出防止器堆積と前記流体流れコントローラとの間の圧力 密封連通のために前記第2入れ子式スプールの下端を降下する手順を更に備える 請求の範囲第15項に記載の方法。
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