JPS63284397A - 深海の油井の掘削方法及びその装置 - Google Patents
深海の油井の掘削方法及びその装置Info
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- JPS63284397A JPS63284397A JP63107443A JP10744388A JPS63284397A JP S63284397 A JPS63284397 A JP S63284397A JP 63107443 A JP63107443 A JP 63107443A JP 10744388 A JP10744388 A JP 10744388A JP S63284397 A JPS63284397 A JP S63284397A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/001—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor specially adapted for underwater drilling
-
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
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- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/08—Wipers; Oil savers
- E21B33/085—Rotatable packing means, e.g. rotating blow-out preventers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/12—Underwater drilling
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、深海(即ち、3000フイ一ト以上、更に好
ましくは4000フイ一ト以上)の石油及びガスの井戸
を経済的に掘削する方法及び装置に関する。特に、本発
明は、従来のライザーを使用すること無く、深海の油井
を掘削する方法及び装置で、掘削マットの戻りをマツド
ラインで取り、これを水面にポンプ圧送することを含む
、ものに関する。
ましくは4000フイ一ト以上)の石油及びガスの井戸
を経済的に掘削する方法及び装置に関する。特に、本発
明は、従来のライザーを使用すること無く、深海の油井
を掘削する方法及び装置で、掘削マットの戻りをマツド
ラインで取り、これを水面にポンプ圧送することを含む
、ものに関する。
[従来の技術及びその課題]
エネルギー源の探査がより深い水域へと追いやられるの
で、このような深い水域での掘削費の増加を緩和するた
めに、更に経済的な掘削技術が必要となって来ている。
で、このような深い水域での掘削費の増加を緩和するた
めに、更に経済的な掘削技術が必要となって来ている。
更に、一般的掘削技術は、ある環境条件の下で、その層
理(foriation )及び破面(fractur
e)圧力勾配による限界がある。
理(foriation )及び破面(fractur
e)圧力勾配による限界がある。
これらの環境条件には次のことが含まれる、即ち、(1
)異常な高圧下にある層理、即ち、細孔(pore)の
圧力勾配(層理の細孔の中の油井流体の圧力)がドリル
ストリングの中の海水コラムにより作り出される圧力勾
配を超える、ものと、(2)3000フイート(915
ffl)を超える水深に於ける層理と、及び、(3)方
向性(大きな傾斜角度)の油井の掘削が行われる層理と
で、この場合は偏向する削片孔の安定性を維持するため
に掘削流体により余分な圧力を掛けねばならない。
)異常な高圧下にある層理、即ち、細孔(pore)の
圧力勾配(層理の細孔の中の油井流体の圧力)がドリル
ストリングの中の海水コラムにより作り出される圧力勾
配を超える、ものと、(2)3000フイート(915
ffl)を超える水深に於ける層理と、及び、(3)方
向性(大きな傾斜角度)の油井の掘削が行われる層理と
で、この場合は偏向する削片孔の安定性を維持するため
に掘削流体により余分な圧力を掛けねばならない。
[課題を解決するための手段及びその作用]本発明によ
る方法及び装置は従来の掘削技術のこれらの問題点を克
服しているが、それは、海洋の表面からマツドラインま
での測定された圧力勾配に対しベースラインを移動させ
ることによっている。これは、従来の掘削技術に於ける
如く、掘削マッドのリターンをマッドコラムの下向きの
圧力により、ライザーを介して、上向きに押し上げる代
わりに、海床で掘削マッドのリターンを取り、これらを
水面にポンプ圧送することによって行われる。リターン
をマット戻り配管を介して水面にポンプ圧送するには海
水駆動遠心ポンプが適当である。海面近くの汲み上げポ
ンプが海水をプラットホームにポンプ揚げし、ここで、
強力なポンプが海水を、動力流体導管を介して、上記遠
心ポンプを駆動するタービンにポンプ圧送する。
る方法及び装置は従来の掘削技術のこれらの問題点を克
服しているが、それは、海洋の表面からマツドラインま
での測定された圧力勾配に対しベースラインを移動させ
ることによっている。これは、従来の掘削技術に於ける
如く、掘削マッドのリターンをマッドコラムの下向きの
圧力により、ライザーを介して、上向きに押し上げる代
わりに、海床で掘削マッドのリターンを取り、これらを
水面にポンプ圧送することによって行われる。リターン
をマット戻り配管を介して水面にポンプ圧送するには海
水駆動遠心ポンプが適当である。海面近くの汲み上げポ
ンプが海水をプラットホームにポンプ揚げし、ここで、
強力なポンプが海水を、動力流体導管を介して、上記遠
心ポンプを駆動するタービンにポンプ圧送する。
1つの回転ヘッドが、特定の位置、ドリルビット及びマ
ッドモーターの直ぐ土が最も適当であるが、でドリルス
トリングに固定的に取付けられるランニングカラーに取
り外し可能に保持される。
ッドモーターの直ぐ土が最も適当であるが、でドリルス
トリングに固定的に取付けられるランニングカラーに取
り外し可能に保持される。
上部スタック一式装置は分離された別の装置で、一般的
な吐出防止スタックに取り付けられるか、又はそれ自身
が特殊な形をした吐出防止スタックの最上部構成部品を
形成するものであるが、ドリルストリングが挿入される
とき、これが回転ヘッドを受ける。この回転ヘッドは複
数のばねバイアスドッグを持ち、これが上部スタック一
式装置の切込みに着座し、上記回転ヘッドを上記ランニ
ングカラーに取外し可能に止めるシャービンが破壊され
、上記ストリングが引き続き滑り込めるようにする。回
転ヘッドのカートリッジがストリッパーこむ(又はガス
ケット)を含み、ドリルストリングが出入りするとき、
これに結合し又その回りをシールする。上記ランニング
カラーの少なくとも1つの環状突起が、回転ヘッドの下
表面上のばね作動ドッグの為のアクチュエーターと結合
し、ドリルストリングが、例えばビット交換等のために
、抜き取られるとき、上記回転ヘッドを上部スタック一
式装置から移動させる。このことにより、本装置の中で
最も損耗し易い部品である回転ヘッドのカートリッジの
交換が容易となり、回転ヘッドとドリルストリングとの
間のシールを適切に行ない、回転ヘッドの上の海水をそ
の下の掘削マッドから隔離する。
な吐出防止スタックに取り付けられるか、又はそれ自身
が特殊な形をした吐出防止スタックの最上部構成部品を
形成するものであるが、ドリルストリングが挿入される
とき、これが回転ヘッドを受ける。この回転ヘッドは複
数のばねバイアスドッグを持ち、これが上部スタック一
式装置の切込みに着座し、上記回転ヘッドを上記ランニ
ングカラーに取外し可能に止めるシャービンが破壊され
、上記ストリングが引き続き滑り込めるようにする。回
転ヘッドのカートリッジがストリッパーこむ(又はガス
ケット)を含み、ドリルストリングが出入りするとき、
これに結合し又その回りをシールする。上記ランニング
カラーの少なくとも1つの環状突起が、回転ヘッドの下
表面上のばね作動ドッグの為のアクチュエーターと結合
し、ドリルストリングが、例えばビット交換等のために
、抜き取られるとき、上記回転ヘッドを上部スタック一
式装置から移動させる。このことにより、本装置の中で
最も損耗し易い部品である回転ヘッドのカートリッジの
交換が容易となり、回転ヘッドとドリルストリングとの
間のシールを適切に行ない、回転ヘッドの上の海水をそ
の下の掘削マッドから隔離する。
本発明のその他の特徴利点に就いては以下の実施例で詳
細に説明する。
細に説明する。
[実施例]
本発明による掘削装置が参照符号10で第1図に示され
ている。掘削装置10はドリルビット20と、マッドモ
ーター30と、吐出防止スタック40と、上部スタック
一式装置eoと、マッド戻りシステム80と、及び掘削
プラットホーム90とから成っている。
ている。掘削装置10はドリルビット20と、マッドモ
ーター30と、吐出防止スタック40と、上部スタック
一式装置eoと、マッド戻りシステム80と、及び掘削
プラットホーム90とから成っている。
ドリルビット20は一般的デザインのもので、3個の(
図には2個のみが示されている)歯の付いた回転切削構
成部品22が各々腕24に取り付けられている。ジェッ
トボート26が切削部品22とボアホール13の底11
との中間に掘削マッドの流れを差し向け、掘削を行なう
。ドリルビット20は回転ドリルストリング12により
一般的方法で回転させることが出来るが、好ましくは、
装着腕24が取り付けられるセクション28がマッドモ
ーター30によって回転される。このことによりドリル
ストリング12の回転率が適度に減らされ(例えば10
0から20rl)l)、後に詳しく説明する如く、シー
ル部品のr!J擦による損耗が目覚ましく減る。
図には2個のみが示されている)歯の付いた回転切削構
成部品22が各々腕24に取り付けられている。ジェッ
トボート26が切削部品22とボアホール13の底11
との中間に掘削マッドの流れを差し向け、掘削を行なう
。ドリルビット20は回転ドリルストリング12により
一般的方法で回転させることが出来るが、好ましくは、
装着腕24が取り付けられるセクション28がマッドモ
ーター30によって回転される。このことによりドリル
ストリング12の回転率が適度に減らされ(例えば10
0から20rl)l)、後に詳しく説明する如く、シー
ル部品のr!J擦による損耗が目覚ましく減る。
マッドモーター30がモイノボンブ(M oyn。
pua+p )として示されており、ローター32と弾
性ステーター34とを含んでいる。この代わりに、マッ
ドモーター30をタービン型にすることも出来る。
性ステーター34とを含んでいる。この代わりに、マッ
ドモーター30をタービン型にすることも出来る。
芯出し部品36がボアホール13の中でモーター30及
び取り付けられたドリルビットの芯出しをする。
び取り付けられたドリルビットの芯出しをする。
ローター32の上端部38は自由端になっており、ベア
リング39により所定の位置に保持されている。
リング39により所定の位置に保持されている。
ローター32の下端部37は、下部回転セクション28
に回転不能に取付けられる下ベアリング35にキー止め
される。通し孔33により掘削流体が下ベアリング35
を通り抜け、ジェットボート26を経て噴出する。ドリ
ルストリング12を流れ下だる加圧された掘削マッドが
ローター32を駆動し、ドリルピット20を、従って、
切削部品22を回転させる。ビット20が回転すると、
部品22の形状に従って切削が行われる。
に回転不能に取付けられる下ベアリング35にキー止め
される。通し孔33により掘削流体が下ベアリング35
を通り抜け、ジェットボート26を経て噴出する。ドリ
ルストリング12を流れ下だる加圧された掘削マッドが
ローター32を駆動し、ドリルピット20を、従って、
切削部品22を回転させる。ビット20が回転すると、
部品22の形状に従って切削が行われる。
吐出防止スタック40は一般的なデザインである。
例によって説明すれば、スタック40が第1(42)及
び第2(44)の対をなすラムプリベンターと環状プリ
ベンター46とを持つ如くに示されている。
び第2(44)の対をなすラムプリベンターと環状プリ
ベンター46とを持つ如くに示されている。
第1図に示す1対の部材42.44は本来それ自身それ
ぞれスタックの裏側(図示無し)の向合ったラムに対応
した1対のものである。勿論、もし必要ならば、スタッ
ク40は多数のプリベンターを持つことが出来る。スタ
ック40が一般的方法によって20“のケーシング41
により吊られており、上記20″ケーシングが30″ケ
ーシング43から上に延出し接続を可能としている。3
0″ケーシングば符号49で示す如くテンプレート47
の下の地面45の中にセメント止めされている。吐出防
止スタックは、lI箇可能のチョーク50を持つチョー
ク/キル(choke kill)配管48を含んでい
る。キック(kick)等に応答し、バルブ52.54
が開かれ、1つ又はそれ以上のラムと対をなす(42,
44)又は環状(46)のプリベンターが閉じられたと
き、このチョーク/キル配管がマッドのリターン及び油
井の流体に対し代替の通路を提供する。チョーク50の
開放寸法を調節することにより、背圧を油井に掛け、キ
ックを制御し、吐出を防止することが出来る。一旦制御
が行われると、ウェルボアのキックが止まり、油井の流
体の分析が可能となり、次に、ドリルストリング12か
又は高圧キル配管56のいずれかにより重いマッドが油
井にポンプ送りされ、キックの再発を防止する。オプシ
ョンとして、バルブ57を持つ第2の配管55を、例え
ば第2の対をなすラム440所で吐出防止スタックに接
続し、チョーク50を通さずに流体をキル配管56を介
して油井ボアにポンプ送りすることが出来る。チョーク
/キル配管48は一方面チェックバルブ58の直ぐ上で
マット戻り配管82に繋がっている。事故の場合、リリ
ーフバルブ59によりマッドリターンが海に廃棄される
。(これは費用的にも又環境破壊の点からも好ましい解
決方法ではないが、安全の見地から止むを得ぬ場合にの
み許される処置である。) 上部スタック−武装置60は一般的な吐出防止スタック
40の上に取付けられる分離されたユニットでもよいが
、あるいはこれと異なり、特殊設計による吐出防止スタ
ックの最上部構成部品であっても良い。前者の方法の方
がシステムの融通性があり好ましい。その場合は、上部
スタック−武装置60に円錐形の案内(図示無し)を設
け、これを案内ビン53に接続する。勿論、案内ビン5
3は上部スタック−武装置60の上に突出しているが、
図面を簡略化する為に第1図に於いてはその部分が省略
されている。
ぞれスタックの裏側(図示無し)の向合ったラムに対応
した1対のものである。勿論、もし必要ならば、スタッ
ク40は多数のプリベンターを持つことが出来る。スタ
ック40が一般的方法によって20“のケーシング41
により吊られており、上記20″ケーシングが30″ケ
ーシング43から上に延出し接続を可能としている。3
0″ケーシングば符号49で示す如くテンプレート47
の下の地面45の中にセメント止めされている。吐出防
止スタックは、lI箇可能のチョーク50を持つチョー
ク/キル(choke kill)配管48を含んでい
る。キック(kick)等に応答し、バルブ52.54
が開かれ、1つ又はそれ以上のラムと対をなす(42,
44)又は環状(46)のプリベンターが閉じられたと
き、このチョーク/キル配管がマッドのリターン及び油
井の流体に対し代替の通路を提供する。チョーク50の
開放寸法を調節することにより、背圧を油井に掛け、キ
ックを制御し、吐出を防止することが出来る。一旦制御
が行われると、ウェルボアのキックが止まり、油井の流
体の分析が可能となり、次に、ドリルストリング12か
又は高圧キル配管56のいずれかにより重いマッドが油
井にポンプ送りされ、キックの再発を防止する。オプシ
ョンとして、バルブ57を持つ第2の配管55を、例え
ば第2の対をなすラム440所で吐出防止スタックに接
続し、チョーク50を通さずに流体をキル配管56を介
して油井ボアにポンプ送りすることが出来る。チョーク
/キル配管48は一方面チェックバルブ58の直ぐ上で
マット戻り配管82に繋がっている。事故の場合、リリ
ーフバルブ59によりマッドリターンが海に廃棄される
。(これは費用的にも又環境破壊の点からも好ましい解
決方法ではないが、安全の見地から止むを得ぬ場合にの
み許される処置である。) 上部スタック−武装置60は一般的な吐出防止スタック
40の上に取付けられる分離されたユニットでもよいが
、あるいはこれと異なり、特殊設計による吐出防止スタ
ックの最上部構成部品であっても良い。前者の方法の方
がシステムの融通性があり好ましい。その場合は、上部
スタック−武装置60に円錐形の案内(図示無し)を設
け、これを案内ビン53に接続する。勿論、案内ビン5
3は上部スタック−武装置60の上に突出しているが、
図面を簡略化する為に第1図に於いてはその部分が省略
されている。
上部スタック−武装@60の最も重要な2つの特徴は、
マッド戻り配管82の接続点62と回転ヘッド70とで
ある。上部スタック−武装置60は縦の中央開口部64
を持ち、こ、−れが吐出防止スタック40の中の縦の孔
に連続的に繋がるような形をしている。
マッド戻り配管82の接続点62と回転ヘッド70とで
ある。上部スタック−武装置60は縦の中央開口部64
を持ち、こ、−れが吐出防止スタック40の中の縦の孔
に連続的に繋がるような形をしている。
第2の開口部66が主開口部64から分岐し、上部スタ
ツク−武装置60の上表面63と交わり、マッド戻り配
管82が取り付けられる接続点62の位置を規定してい
る。2路流量センサーFをキック検出/制御回路の一部
として設けるのが好ましい。
ツク−武装置60の上表面63と交わり、マッド戻り配
管82が取り付けられる接続点62の位置を規定してい
る。2路流量センサーFをキック検出/制御回路の一部
として設けるのが好ましい。
回転ヘッド70は、好ましくは、低差圧部材であり、主
開口部64のテーパー上部65の中に据えられる。第2
図に詳しく示す如く、回転ヘッドは内部のカートリッジ
部分71と外部のブツシュ部分72とを持っている。ブ
ツシュ72の外面はテーパーが付いており、テーパー付
開口部65に密着して据えられるようになっている。カ
ートリッジ71はストリッパーごむ73を含み、これが
ドリルストリング12をシールすると共に、軸方向に滑
動出来るようにする。ばねバイアスドッグ74(好まし
くは4個又はそれ以上)がブツシュ72に設けられ、凹
み67の中にロックされる。この代わりに、複数のスリ
ットリングドッグを上部スタック−武装置の連続した環
状スロットの中に受けるようにすることも出来る。カー
トリッジ71上の2組のラビリンス型シール部品75が
、ベアリング72上のこれに対応する形をした2組のラ
ビリンス型シール部品76に組み合わされる。
開口部64のテーパー上部65の中に据えられる。第2
図に詳しく示す如く、回転ヘッドは内部のカートリッジ
部分71と外部のブツシュ部分72とを持っている。ブ
ツシュ72の外面はテーパーが付いており、テーパー付
開口部65に密着して据えられるようになっている。カ
ートリッジ71はストリッパーごむ73を含み、これが
ドリルストリング12をシールすると共に、軸方向に滑
動出来るようにする。ばねバイアスドッグ74(好まし
くは4個又はそれ以上)がブツシュ72に設けられ、凹
み67の中にロックされる。この代わりに、複数のスリ
ットリングドッグを上部スタック−武装置の連続した環
状スロットの中に受けるようにすることも出来る。カー
トリッジ71上の2組のラビリンス型シール部品75が
、ベアリング72上のこれに対応する形をした2組のラ
ビリンス型シール部品76に組み合わされる。
ベアリング72がテーパー付開口部65の中にロックさ
れ、Oリングシール77が、回転へラド70と上記上部
スタック−武装置との間から海水が上部スタック−武装
置60の中に侵入することを防ぐ。ストリッパーごむγ
3を持つカートリッジ71がドリルストリング12に密
着して取付けられ、そこで回転するが、カートリッジ7
1とドリルストリング12との間には若干の回転滑りが
ある。ラビリンス型シール75及び76は1例としての
手段に過ぎないが、これによりカートリッジ71がベア
リング72に対して回転することが出来るようになる一
方、海水の侵入を防いでいる。シール75 、76はt
I4製でもよいが、l!雑強化されたプラスチック、例
えば炭素繊維で強化されたポリウレタン又はエポキシマ
トリックス、の方がより好ましい。
れ、Oリングシール77が、回転へラド70と上記上部
スタック−武装置との間から海水が上部スタック−武装
置60の中に侵入することを防ぐ。ストリッパーごむγ
3を持つカートリッジ71がドリルストリング12に密
着して取付けられ、そこで回転するが、カートリッジ7
1とドリルストリング12との間には若干の回転滑りが
ある。ラビリンス型シール75及び76は1例としての
手段に過ぎないが、これによりカートリッジ71がベア
リング72に対して回転することが出来るようになる一
方、海水の侵入を防いでいる。シール75 、76はt
I4製でもよいが、l!雑強化されたプラスチック、例
えば炭素繊維で強化されたポリウレタン又はエポキシマ
トリックス、の方がより好ましい。
点溶接等の方法によりドリルストリング12に固定され
たランニングカラー15により、回転ヘッド70がドリ
ルストリング12に接続される。ランニングカラー15
は、使用されているケーシングのうちで最少径のものを
通り取り付けられる寸法をしている。回転ヘッド70は
シャビン78によりランニングカラー15に取外し可能
に接続されている。ドリルビット20が上部スタック−
武装@60及び吐出防止スタック40を通って挿入され
るとき、ドリルストリング12が約20 rl)Lの割
合いで回転させられる。回転ヘッド70がテーパー付開
口部65の中に据え付けられたとき、ドッグ74が凹み
67と結合する。
たランニングカラー15により、回転ヘッド70がドリ
ルストリング12に接続される。ランニングカラー15
は、使用されているケーシングのうちで最少径のものを
通り取り付けられる寸法をしている。回転ヘッド70は
シャビン78によりランニングカラー15に取外し可能
に接続されている。ドリルビット20が上部スタック−
武装@60及び吐出防止スタック40を通って挿入され
るとき、ドリルストリング12が約20 rl)Lの割
合いで回転させられる。回転ヘッド70がテーパー付開
口部65の中に据え付けられたとき、ドッグ74が凹み
67と結合する。
ドリルストリングの連続した回転(又は回転と共にある
いは無しに軸方向への侵入)によりシャビン78が切れ
、カラー15及びドリルストリング12が降下し続ける
。ランニングカラー15は環状の突起17を持ち、これ
がその上部表面にその縁近くに形成されている。ドリル
ストリングがボアホール13から引き抜かれるとき、ベ
アリング72の下部の内面に形成されたリングアクチュ
エーター79と環状突起17が結合する。アクチュエー
ター79と突起17との結合によりドッグ74が引込め
られ、回転ヘッド70がドリルストリング12から引き
抜かれるようになる。ランニングカラー15はドリルス
トリング12のどこにでも止められるので、このカラー
がマッドモーター30の上端部31の直ぐ上でストリン
グ12に取り付けられるようにするのが好ましい。好ま
しくは、ドリルストリング12が引き抜かれるとき、マ
ッド戻り配管82か又はドリルストリング12及びドリ
ルビット20を介し又はその両方により、マッドがウェ
ルボア13の中にポンプ送りされ、ドリルストリング1
2により前に占有されていた容積が充填される如くにす
る。マッドモーター30の直ぐ後ろにランニングカラー
15を置くこと共に、ボアホール13にマッドをポンプ
送りすることにより、回転ヘッド70を取り除いた後上
部スタック−武装置60に入る海水の量を最少にするこ
とが出来る。
いは無しに軸方向への侵入)によりシャビン78が切れ
、カラー15及びドリルストリング12が降下し続ける
。ランニングカラー15は環状の突起17を持ち、これ
がその上部表面にその縁近くに形成されている。ドリル
ストリングがボアホール13から引き抜かれるとき、ベ
アリング72の下部の内面に形成されたリングアクチュ
エーター79と環状突起17が結合する。アクチュエー
ター79と突起17との結合によりドッグ74が引込め
られ、回転ヘッド70がドリルストリング12から引き
抜かれるようになる。ランニングカラー15はドリルス
トリング12のどこにでも止められるので、このカラー
がマッドモーター30の上端部31の直ぐ上でストリン
グ12に取り付けられるようにするのが好ましい。好ま
しくは、ドリルストリング12が引き抜かれるとき、マ
ッド戻り配管82か又はドリルストリング12及びドリ
ルビット20を介し又はその両方により、マッドがウェ
ルボア13の中にポンプ送りされ、ドリルストリング1
2により前に占有されていた容積が充填される如くにす
る。マッドモーター30の直ぐ後ろにランニングカラー
15を置くこと共に、ボアホール13にマッドをポンプ
送りすることにより、回転ヘッド70を取り除いた後上
部スタック−武装置60に入る海水の量を最少にするこ
とが出来る。
マッド戻りシステム80は、上部スタック−武装置60
近くでマッド戻り配管82の中に設けられるマッド戻り
ポンプ81を含んでいる。圧力センサーPがマッド戻り
ポンプ81の上流に置かれ、同時にキック検出/制御回
路の一部をなしている。ポンプ81は、好ましくは、海
水駆動のタービン83によつて駆動される遠心ポンプで
ある。動力流体配管84が海水を掘削プラットホーム9
0からタービン83に送る。使用済みの動力流体が吐出
ボート85を介して海に排出され、海面等に送り戻す付
加的エネルギーの消費を避ける。海水汲み揚げポンプ9
1が海に沈められ、配管92を介して海水をプラットホ
ームに揚げ、これを動力流体ポンプ93に供給する。
近くでマッド戻り配管82の中に設けられるマッド戻り
ポンプ81を含んでいる。圧力センサーPがマッド戻り
ポンプ81の上流に置かれ、同時にキック検出/制御回
路の一部をなしている。ポンプ81は、好ましくは、海
水駆動のタービン83によつて駆動される遠心ポンプで
ある。動力流体配管84が海水を掘削プラットホーム9
0からタービン83に送る。使用済みの動力流体が吐出
ボート85を介して海に排出され、海面等に送り戻す付
加的エネルギーの消費を避ける。海水汲み揚げポンプ9
1が海に沈められ、配管92を介して海水をプラットホ
ームに揚げ、これを動力流体ポンプ93に供給する。
ポンプ93は動力流体配管84に直接接続されており、
加圧された海水を、上記配管を下だりポンプ送りし、回
転タービン83によってマッド戻りポンプ81を動かす
。高圧配管56が別のポンプ94に接続され、配管56
を流れる流体の方向により、分岐配管95を経てマッド
処理ユニット96に接続される。
加圧された海水を、上記配管を下だりポンプ送りし、回
転タービン83によってマッド戻りポンプ81を動かす
。高圧配管56が別のポンプ94に接続され、配管56
を流れる流体の方向により、分岐配管95を経てマッド
処理ユニット96に接続される。
第3図に示す如く、補助のポンプ81′及びタービン8
3′ をマッド戻り配管82及び動力流体配管84に分
岐配管を付けることにより設け、適当なバルブにより操
作し、このキー・システム構成部品に余裕を持たせるの
が好ましい。分岐配管97(第1図)が戻り配管82を
、これも又パルプを介して、圧力キル配管56に接続す
る。マッド戻り配管82に破裂又は閉塞が起った場合、
戻りのマッドが分岐配管97を通し戻り配管56を昇り
水面に至る如くにすることが出来る。
3′ をマッド戻り配管82及び動力流体配管84に分
岐配管を付けることにより設け、適当なバルブにより操
作し、このキー・システム構成部品に余裕を持たせるの
が好ましい。分岐配管97(第1図)が戻り配管82を
、これも又パルプを介して、圧力キル配管56に接続す
る。マッド戻り配管82に破裂又は閉塞が起った場合、
戻りのマッドが分岐配管97を通し戻り配管56を昇り
水面に至る如くにすることが出来る。
本発明の方法及び装置に就き詳しく説明する前に、従来
の技術をより良く理解する為に第4及び6図を参照戴き
たい。第4図に示す如く、従来技術により4000フイ
ートの深海用ケーシングを設計するには、ケーシングを
7運程度接続し、掘削深さ6500フイートに到達する
必要がある。
の技術をより良く理解する為に第4及び6図を参照戴き
たい。第4図に示す如く、従来技術により4000フイ
ートの深海用ケーシングを設計するには、ケーシングを
7運程度接続し、掘削深さ6500フイートに到達する
必要がある。
一般的に、海床下約300フィートの深さに、36″の
孔が掘られ、30″のケーシングが挿入されグラウトさ
れる。これとは別に、地盤が不完全で掘削した後その形
を保持するのが困難な場合は、高圧の水流ジェットを用
い、30“のケーシングを海底の地盤の中に差し込む。
孔が掘られ、30″のケーシングが挿入されグラウトさ
れる。これとは別に、地盤が不完全で掘削した後その形
を保持するのが困難な場合は、高圧の水流ジェットを用
い、30“のケーシングを海底の地盤の中に差し込む。
次に、26″の孔が、海底面下1500から2000フ
イートの深さく第4図の場合は1800フイート)にま
で掘削される。次に、20“のケーシングが30“ケー
シングにハングオフされ、20″のケーシングがその位
置にセメントで固定され、30“のケーシングの下端部
に至るセメントのコラムが作られる。次に吐出防止スタ
ックがドリルストリングの上に載せられ、2o“ストリ
ングの突端部に固定される。次に、17.5”の孔が海
床面下約2500フイートの深さまで掘削され(20”
のケーシングの内径は1B、75“)、次に、これを2
2″の孔に繰り広げ、16“のケーシングをセメンチン
グするに必要な空間を作る。
イートの深さく第4図の場合は1800フイート)にま
で掘削される。次に、20“のケーシングが30“ケー
シングにハングオフされ、20″のケーシングがその位
置にセメントで固定され、30“のケーシングの下端部
に至るセメントのコラムが作られる。次に吐出防止スタ
ックがドリルストリングの上に載せられ、2o“ストリ
ングの突端部に固定される。次に、17.5”の孔が海
床面下約2500フイートの深さまで掘削され(20”
のケーシングの内径は1B、75“)、次に、これを2
2″の孔に繰り広げ、16“のケーシングをセメンチン
グするに必要な空間を作る。
ここで注意すべきことは、多数の一運のケーシングを用
いる必要があるのは、破面圧力勾配と細孔圧力勾配とが
近接している為作業許容範囲が狭いからなのである(第
4図参照)。オーバープレッシャーの掛かった区域で掘
削する場合は、キックの危険を避ける為細孔圧力以上の
マッド重量を用いる必要がある。これと同時に、マッド
重量は特定の深さに対する破面圧力勾配を超えて圧力勾
配を作ることが出来ず、即ちこの場合は処理が破壊され
油井の流体かにじみ出てくる。
いる必要があるのは、破面圧力勾配と細孔圧力勾配とが
近接している為作業許容範囲が狭いからなのである(第
4図参照)。オーバープレッシャーの掛かった区域で掘
削する場合は、キックの危険を避ける為細孔圧力以上の
マッド重量を用いる必要がある。これと同時に、マッド
重量は特定の深さに対する破面圧力勾配を超えて圧力勾
配を作ることが出来ず、即ちこの場合は処理が破壊され
油井の流体かにじみ出てくる。
この問題(ケーシングの数が多いこと)は大部分が、マ
ッド重Il(水面でOから始まり直線的に増加する)の
各圧力曲線と、処理及び破面の圧力曲線(これは海底面
での最低値から始まり、マット重量の圧力曲線より大き
な割合いで増加する)との間の勾配の差によっている。
ッド重Il(水面でOから始まり直線的に増加する)の
各圧力曲線と、処理及び破面の圧力曲線(これは海底面
での最低値から始まり、マット重量の圧力曲線より大き
な割合いで増加する)との間の勾配の差によっている。
第6図に示す如く、どの特定のマット重量を取っても、
その圧力曲線が先ず破面圧力線と次に細孔圧力曲線と交
差する。上述した如く、困難は、破面圧力勾配よりは小
さいが細孔圧力よりは大きい圧力をマッド重量が作り出
さねばなにないと言うことに基づいている。若しも、各
種マッド重量に対する圧力線が細孔圧力及び破面圧力線
に対しもつと平行に近いような傾斜をしているならば、
もつと長い範囲で単一のマッド重量を用いることが出来
る。
その圧力曲線が先ず破面圧力線と次に細孔圧力曲線と交
差する。上述した如く、困難は、破面圧力勾配よりは小
さいが細孔圧力よりは大きい圧力をマッド重量が作り出
さねばなにないと言うことに基づいている。若しも、各
種マッド重量に対する圧力線が細孔圧力及び破面圧力線
に対しもつと平行に近いような傾斜をしているならば、
もつと長い範囲で単一のマッド重量を用いることが出来
る。
4000フイート水深での一般的なケーシング設計に話
を戻すと、先ず16“のケーシングが海底面下2500
フイートにセメンチングされ、14.75”の孔が掘削
され(16″ケーシングの内径は15″である)、深さ
3400フイートまで17.5″に繰り広げられる。次
に13,375″のケーシングが差し込まれその位置に
グラウトされ、各ストリングの場合と同様に、セメント
のコラムが前持って上に設けられているケーシングの下
端部の中に上向きに延びる。
を戻すと、先ず16“のケーシングが海底面下2500
フイートにセメンチングされ、14.75”の孔が掘削
され(16″ケーシングの内径は15″である)、深さ
3400フイートまで17.5″に繰り広げられる。次
に13,375″のケーシングが差し込まれその位置に
グラウトされ、各ストリングの場合と同様に、セメント
のコラムが前持って上に設けられているケーシングの下
端部の中に上向きに延びる。
次の手順として、12.25“の孔を海底面下4400
フイートにまで掘削し、14.75“に繰り広げ、11
3/4″のケーシングを取付けてセメンチングする。次
に9.875“の孔を掘削し、12.25″の径に繰り
広げ、9 、625 ”のケーシングを海底面下550
0フイートにまで差し込む。最後に、この場合海底面下
650oフイートの合計深さにまで8 、5 ″の孔を
掘り、7.625″のケーシングを取付けてセメンチン
グする。
フイートにまで掘削し、14.75“に繰り広げ、11
3/4″のケーシングを取付けてセメンチングする。次
に9.875“の孔を掘削し、12.25″の径に繰り
広げ、9 、625 ”のケーシングを海底面下550
0フイートにまで差し込む。最後に、この場合海底面下
650oフイートの合計深さにまで8 、5 ″の孔を
掘り、7.625″のケーシングを取付けてセメンチン
グする。
再び第6図を参照すると、このケーシング設計に対する
本発明の効果が明らかとなる。マッド重1110ボンド
/ガロンの圧力曲線、12ポンドの曲線、及び16ボン
ドの曲線は全て直線で、所定径に於いて、全ての圧力が
コラムの高さと共に直線的に増加している。1011p
lJ曲線から12pDO曲線及びieppg曲線へと進
に従い、明らかに、圧力曲線の勾配がマッドの1!量の
増加と共に緩ヤかになり(即ち、特定の深さに対し、マ
ーラド重量が重い程圧力が急速に増加する〉、17から
1000gのマツト層jになると、その圧力勾配が細孔
圧力及び破面圧力の曲線に平行になる。しかし、従来技
術に於いては明らかな如く(出発点を海水面として)、
17−18ボンドのマッド重量は、全ての深さに対し、
処理の破面圧力限界を遥かに越えている。
本発明の効果が明らかとなる。マッド重1110ボンド
/ガロンの圧力曲線、12ポンドの曲線、及び16ボン
ドの曲線は全て直線で、所定径に於いて、全ての圧力が
コラムの高さと共に直線的に増加している。1011p
lJ曲線から12pDO曲線及びieppg曲線へと進
に従い、明らかに、圧力曲線の勾配がマッドの1!量の
増加と共に緩ヤかになり(即ち、特定の深さに対し、マ
ーラド重量が重い程圧力が急速に増加する〉、17から
1000gのマツト層jになると、その圧力勾配が細孔
圧力及び破面圧力の曲線に平行になる。しかし、従来技
術に於いては明らかな如く(出発点を海水面として)、
17−18ボンドのマッド重量は、全ての深さに対し、
処理の破面圧力限界を遥かに越えている。
海底面でマッドリターンを取ると、ライザーの中のマッ
ドの圧力が処理から除かれる。この影響で、重い17−
18pI)(Jのマツドライン(まさにマッドの全重量
)に対する圧力曲線が左にずらされる。更に、マツドラ
イン(海底床)のマッドリターンを取り除(と、細孔圧
力曲線、破面圧力曲線、及びマッド圧力曲線が、海底床
上の水柱の静水圧によって規定される同じ出発点に立つ
こととなる(即ち、この圧力は特定水深に対し固定した
値を持つ)。掘削作業の最初の手順(第7図に示す)は
、マッド戻りシステムも従来のシステムも同じである。
ドの圧力が処理から除かれる。この影響で、重い17−
18pI)(Jのマツドライン(まさにマッドの全重量
)に対する圧力曲線が左にずらされる。更に、マツドラ
イン(海底床)のマッドリターンを取り除(と、細孔圧
力曲線、破面圧力曲線、及びマッド圧力曲線が、海底床
上の水柱の静水圧によって規定される同じ出発点に立つ
こととなる(即ち、この圧力は特定水深に対し固定した
値を持つ)。掘削作業の最初の手順(第7図に示す)は
、マッド戻りシステムも従来のシステムも同じである。
手順A及びA′ (′はマッド戻りシステムを示す)に
は水面での準備、テンプレートの設置等が含まれる。手
順B及びB′は、海底面下300’へのケーシングのジ
ェット据え付けである。手順C及びC′は、海底面下1
800フイートまでの26“孔の掘削である。ここまで
は、いずれのシステムもライザーを用いない掘削技術を
使っている。手順り及びD′は、20“ケーシングの据
付け、その位置へのセメンチング、及び20“ケーシン
グの上への吐出防止(BOP)スタックの吊下げを含む
。又手順りにはBOPスタックから掘削プラットホーム
へのライザーの敷設が含まれるが、手順D′は、これと
実質的に同じ時間枠で、マッド戻り配管及びポンプシス
テムのの敷設を行なう。
は水面での準備、テンプレートの設置等が含まれる。手
順B及びB′は、海底面下300’へのケーシングのジ
ェット据え付けである。手順C及びC′は、海底面下1
800フイートまでの26“孔の掘削である。ここまで
は、いずれのシステムもライザーを用いない掘削技術を
使っている。手順り及びD′は、20“ケーシングの据
付け、その位置へのセメンチング、及び20“ケーシン
グの上への吐出防止(BOP)スタックの吊下げを含む
。又手順りにはBOPスタックから掘削プラットホーム
へのライザーの敷設が含まれるが、手順D′は、これと
実質的に同じ時間枠で、マッド戻り配管及びポンプシス
テムのの敷設を行なう。
この点から、マット戻りシステムは従来のシステムから
顕著に離れ、時間の節約が行われる。マツト層1117
1)I)gで、16″の単−径の孔(従来の掘削法の1
;M/2”ではない)に133/8 ″のケーシングが
海底面下4250フイートにまで刺し込まれる。16“
の孔なので、少ない切削量で、きれいな(より一様な)
孔が開けられる。注意すべきは、従来のシステムでこの
深さに達するには、3種類の異なったマッド重量で、3
種類の孔の掘削が必要で、更に繰り抜き孔の繰り広げ及
びそのロッキング(10gg1nc+ 、検層)作業が
残る。
顕著に離れ、時間の節約が行われる。マツト層1117
1)I)gで、16″の単−径の孔(従来の掘削法の1
;M/2”ではない)に133/8 ″のケーシングが
海底面下4250フイートにまで刺し込まれる。16“
の孔なので、少ない切削量で、きれいな(より一様な)
孔が開けられる。注意すべきは、従来のシステムでこの
深さに達するには、3種類の異なったマッド重量で、3
種類の孔の掘削が必要で、更に繰り抜き孔の繰り広げ及
びそのロッキング(10gg1nc+ 、検層)作業が
残る。
マッド戻りシステムは繰り広げが不必要で、敷設せねば
ならないケーシングの数が減り、ロッキング試験に要す
る時間が減る(ロギング試論回数が減り所要時間が減る
)。
ならないケーシングの数が減り、ロッキング試験に要す
る時間が減る(ロギング試論回数が減り所要時間が減る
)。
一般的に言って、只1回の追加掘削で(例えば海底面下
6500フイートの)全体深さに到達することが出来る
。181)l)C1のマッドを用い121/2“の孔を
掘り、95/8″のケーシングの据付け、及びそこへの
セメンチングを行なうことが出来る。
6500フイートの)全体深さに到達することが出来る
。181)l)C1のマッドを用い121/2“の孔を
掘り、95/8″のケーシングの据付け、及びそこへの
セメンチングを行なうことが出来る。
第7図に示す如く、このマッド戻りシステムによって(
第4図と5図とを比較)ケーシング設計が簡単となり、
油井の完成に要するrf間が40%f約され、所要日数
が55日から33日に減少する。この時間節約40%を
費用に換算すると油井掘削費の40%が節約されること
になる。更にマッド戻りシカテムによって次のことが節
約される、即ち、掘削プラットホームに、4000フイ
ートの21″ライザーを置く場所を設ける必要が無くな
り、普通水深の浅い所で用いられる小さな掘削リグを使
うことが出来る。このリグは又作業費が安い。本発明に
よる掘削プラットホーム90は半潜水の引張り側型プラ
ットホーム、浮力係留容器、又はその他の希望するリグ
設計の形を取ることが出来る。
第4図と5図とを比較)ケーシング設計が簡単となり、
油井の完成に要するrf間が40%f約され、所要日数
が55日から33日に減少する。この時間節約40%を
費用に換算すると油井掘削費の40%が節約されること
になる。更にマッド戻りシカテムによって次のことが節
約される、即ち、掘削プラットホームに、4000フイ
ートの21″ライザーを置く場所を設ける必要が無くな
り、普通水深の浅い所で用いられる小さな掘削リグを使
うことが出来る。このリグは又作業費が安い。本発明に
よる掘削プラットホーム90は半潜水の引張り側型プラ
ットホーム、浮力係留容器、又はその他の希望するリグ
設計の形を取ることが出来る。
本発明の方法及び装置の作業及び装置に就いて以下に説
明する。3o“のケーシング、20“のケーシング、及
びBOPスタックの設置は従来の掘削システムと同じで
ある。しかし、この場合、ライザーを敷設し、これを介
してドリルストリングを敷設し、又切削物を含む使用済
みのマッドをプラットホームに戻す代わりに、分離され
たマッド戻り配管82が上部スタック−武装置60に接
続される(これはBOPと共に敷設又はマッド戻り配管
82に付設することが出来る)。マッド戻りポンプ81
およびこれに付帯するタービン83がマッド戻り配管の
一部に設けられ、この配管が敷設されるとき一緒に設置
される。
明する。3o“のケーシング、20“のケーシング、及
びBOPスタックの設置は従来の掘削システムと同じで
ある。しかし、この場合、ライザーを敷設し、これを介
してドリルストリングを敷設し、又切削物を含む使用済
みのマッドをプラットホームに戻す代わりに、分離され
たマッド戻り配管82が上部スタック−武装置60に接
続される(これはBOPと共に敷設又はマッド戻り配管
82に付設することが出来る)。マッド戻りポンプ81
およびこれに付帯するタービン83がマッド戻り配管の
一部に設けられ、この配管が敷設されるとき一緒に設置
される。
ドリルストリング12が上部スタック−武装置60及び
BOPスタック40を介して敷設される。ダウンホール
・マッドモーター30の直ぐ後ろのドリルストリング1
2の1点に(好ましくは副集合装置14の一部として)
、回転ヘッド70を回転可能に装着するランニングカラ
ー15が上部スタック−武装置60の中に差し込まれる
。回転へラド70が上部スタック−武装置60に接近す
るとき、ドリルストリング12は20 rpmで回転さ
れている。回転ヘッド70が開口部64のテーパ一部6
5に嵌合するとき、ドッグ14が凹み67の中に座る。
BOPスタック40を介して敷設される。ダウンホール
・マッドモーター30の直ぐ後ろのドリルストリング1
2の1点に(好ましくは副集合装置14の一部として)
、回転ヘッド70を回転可能に装着するランニングカラ
ー15が上部スタック−武装置60の中に差し込まれる
。回転へラド70が上部スタック−武装置60に接近す
るとき、ドリルストリング12は20 rpmで回転さ
れている。回転ヘッド70が開口部64のテーパ一部6
5に嵌合するとき、ドッグ14が凹み67の中に座る。
更に、ドリルストリング12の回転又は移動により、シ
ャービン78が切れ、回転ヘッドを後に残し、ランニン
グカラー15がドリルピット20と共に移動し続ける。
ャービン78が切れ、回転ヘッドを後に残し、ランニン
グカラー15がドリルピット20と共に移動し続ける。
○リングが、上部スタック−武装置60と回転ヘッド7
0との間から海水が侵入することを防ぐ。ストリッパー
ごむ73が長手方向に滑動するドリルストリングをしっ
かつと保持し、又ラビリンス・シール75 、76が固
定ブツシュ72と回転カートリッジ71との間の漏水を
防ぐ。
0との間から海水が侵入することを防ぐ。ストリッパー
ごむ73が長手方向に滑動するドリルストリングをしっ
かつと保持し、又ラビリンス・シール75 、76が固
定ブツシュ72と回転カートリッジ71との間の漏水を
防ぐ。
掘削が始まると、マッド処理ユニット96の一部を形成
するポンプにより、掘削マッドが配管98を経、ドリル
ストリング12を経て下へ送られ、マッドモーター30
を動かし、又ジェット・オリフィス26を強制的に通さ
れ、切削部品22の作動を可能とする。切削屑を持った
使用済みのマッドがボアホールの中を強制的に押し揚げ
られ、BOPスタック40に入り、上部スタック−武装
置60を経て戻り配管82に送られる。圧力センサーP
がマッドの存在を示す圧力の上昇を感知すると、リフト
ポンプ91及び動力流体ポンプ93が作動し、海水を配
管84に送り、タービン83を次にマッド戻りポンプ8
1を順次作動させる。マッドリターンが配管82を経て
プラットホーム90に汲み揚げられ、ここで一般的なマ
ッド処理ユニット96によって処理され、マッドがダウ
ンホールにリサイクルされる。マッド戻り配管82に破
損が発生した場合は、流れが分岐配管97を介して高圧
キル配管56に逸らされ、分岐配管95を介して処理ユ
ニット96にポンプ送りされる。
するポンプにより、掘削マッドが配管98を経、ドリル
ストリング12を経て下へ送られ、マッドモーター30
を動かし、又ジェット・オリフィス26を強制的に通さ
れ、切削部品22の作動を可能とする。切削屑を持った
使用済みのマッドがボアホールの中を強制的に押し揚げ
られ、BOPスタック40に入り、上部スタック−武装
置60を経て戻り配管82に送られる。圧力センサーP
がマッドの存在を示す圧力の上昇を感知すると、リフト
ポンプ91及び動力流体ポンプ93が作動し、海水を配
管84に送り、タービン83を次にマッド戻りポンプ8
1を順次作動させる。マッドリターンが配管82を経て
プラットホーム90に汲み揚げられ、ここで一般的なマ
ッド処理ユニット96によって処理され、マッドがダウ
ンホールにリサイクルされる。マッド戻り配管82に破
損が発生した場合は、流れが分岐配管97を介して高圧
キル配管56に逸らされ、分岐配管95を介して処理ユ
ニット96にポンプ送りされる。
ピットの交換又は掘削側が完成した為、ドリルストリン
グを外す必要が出た場合は、ドリルストリング12か、
高圧チョーク/キル配管56のいずれか、又はその両者
を介して、ドリルストリング12が引き抜かれるとき、
そのドリルストリングによって占められていた体積を満
たすに十分な量だけ、マッドがボアホール13にポンプ
送りされる。ランニングカラー15を回転ヘッドに近付
けると、環状の突起17がアクチュエーターリング79
に接触し、ロッキングドッグ74を引込め、回転ヘッド
がビット20と共に孔の外に抜き出すことが出来る如く
になっている。別の掘削試験が必要な場合は、第2の副
集合装M14を用い迅速な切替を行なうことが出来る。
グを外す必要が出た場合は、ドリルストリング12か、
高圧チョーク/キル配管56のいずれか、又はその両者
を介して、ドリルストリング12が引き抜かれるとき、
そのドリルストリングによって占められていた体積を満
たすに十分な量だけ、マッドがボアホール13にポンプ
送りされる。ランニングカラー15を回転ヘッドに近付
けると、環状の突起17がアクチュエーターリング79
に接触し、ロッキングドッグ74を引込め、回転ヘッド
がビット20と共に孔の外に抜き出すことが出来る如く
になっている。別の掘削試験が必要な場合は、第2の副
集合装M14を用い迅速な切替を行なうことが出来る。
キックの発生を示す圧力の上昇を圧力センサーPが検出
したならば、1個又はそれ以上の吐出プリベンターが作
動し、チョーク/キル配管48を介して流れが転換され
る。調整可能のチョーク50が予め調節されており、掘
削されている処理に(即ち最後のケーシングがセットさ
れた深さに対し)、背圧を掛けるが、その強さはその深
さに対する破面圧力より若干少ない。これは最大許容圧
力で、望ましくは、オリフィス50により十分な圧力降
下を行ない、キックを制御する如くにする。一旦制御さ
れたならば、このキックを水面に循環させ、これを発生
させた油井を分析し、適切な重量のより重いマッドを用
い、キックの再発を防止する。
したならば、1個又はそれ以上の吐出プリベンターが作
動し、チョーク/キル配管48を介して流れが転換され
る。調整可能のチョーク50が予め調節されており、掘
削されている処理に(即ち最後のケーシングがセットさ
れた深さに対し)、背圧を掛けるが、その強さはその深
さに対する破面圧力より若干少ない。これは最大許容圧
力で、望ましくは、オリフィス50により十分な圧力降
下を行ない、キックを制御する如くにする。一旦制御さ
れたならば、このキックを水面に循環させ、これを発生
させた油井を分析し、適切な重量のより重いマッドを用
い、キックの再発を防止する。
好ましくは、17−18pI)Illのマッドを用い、
キックが最初に起ったときと同じような状況の発生を大
幅に減少させる。
キックが最初に起ったときと同じような状況の発生を大
幅に減少させる。
以上の説明によって、当該技術者は容易にその変形及び
代替の方法を考え出すことが出来るであろうが、これら
は全て、本発明の特許請求の範囲に於いて、本発明の中
に包含されるものである。
代替の方法を考え出すことが出来るであろうが、これら
は全て、本発明の特許請求の範囲に於いて、本発明の中
に包含されるものである。
第1図は本発明による掘削システムの模式図的正面図、
第2図はランニングカラーに取外し可能に取り付けられ
る回転ヘッドが、これに挿入されようとする状態を示す
拡大断面図、 第3図は本システムの重要構成部品であるマッドポンプ
の予備設備の1例を示す図、 第4図は水深4000フイート用の従来のケーシング設
計と、細孔圧力勾配及び破面圧力勾配との関係を示す図
、 第5図は本発明によるマッド戻りシステムを用いた40
00フイート用のケーシング設計を示す図、 第6図は従来の掘削及び本発明によるマッド戻リシステ
ムの両者に対する絶対圧力と水深の関係を示す図、 第7図は第4図に示した従来のケーシング設計と第5図
に示したマッド戻りシステム設計とを用い、海底面下6
500フイートの掘削を行なう場合の所要日数を示す比
較図、である。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦F/6.3
る回転ヘッドが、これに挿入されようとする状態を示す
拡大断面図、 第3図は本システムの重要構成部品であるマッドポンプ
の予備設備の1例を示す図、 第4図は水深4000フイート用の従来のケーシング設
計と、細孔圧力勾配及び破面圧力勾配との関係を示す図
、 第5図は本発明によるマッド戻りシステムを用いた40
00フイート用のケーシング設計を示す図、 第6図は従来の掘削及び本発明によるマッド戻リシステ
ムの両者に対する絶対圧力と水深の関係を示す図、 第7図は第4図に示した従来のケーシング設計と第5図
に示したマッド戻りシステム設計とを用い、海底面下6
500フイートの掘削を行なう場合の所要日数を示す比
較図、である。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦F/6.3
Claims (13)
- (1)一般的ライザーを使用すること無く、海面上のプ
ラットホームから、予め設けられた海底の油井ヘッドを
介し、深海のオフショアー油井を掘削する装置で、上記
装置が、 a)上記海底の油井ヘッドに取り付けられた吐出防止ス
タックと、 b)上記吐出防止スタックの上部に設けられた上部スタ
ック一式装置と、 c)上記油井ヘッドと上記吐出防止スタックと及び上記
上部スタック一式装置とを介して延びるドリル・ストリ
ングで、上記ドリル・ストリングが掘削マッドを上記プ
ラットホームからドリルビットへ運ぶ、ものと、 d)上記スタック一式装置に取外し可能に取付けられた
回転ヘッド集合装置で、上記回転ヘッドの上の海水をそ
の下の上記掘削マッドから遮断し、上記回転ヘッドが上
記ドリルストリングを滑動可能に受けている、ものと、 e)上記上部スタック一式装置から上記プラットホーム
に延びるマッド戻り配管で、上記掘削マッド及び発生し
た繰粉を上記ドリルビットから上記プラットホームに運
ぶ、ものと、 f)上記の海洋ライザー一式装置近くの上記マッド戻り
配管の中に置かれ、上記のマッドリターンを上記海面上
のプラットホームに汲み上げるポンプ手段で、上記ポン
プ手段が水力流体によって駆動される、ものと、 を含む、深海の油井の掘削装置。 - (2)上記上部スタック一式装置が、更に、上記ドリル
ストリングを滑動可能に結合する上記回転ヘッドの中の
シール手段で、上記マッドリターンから上記海水の遮断
を確実に行なうもの、を含む、請求項1記載の深海の油
井の掘削装置。 - (3)更に、上記プラットホームと上記ポンプとの間を
互いに接続し、動力流体を上記ポンプ手段に運ぶ、動力
流体の導管を含む、請求項1記載の深海の油井の掘削装
置。 - (4)上記ポンプ手段が海水動力ポンプを含み、又上記
水力流体が海水を含む、請求項3記載の深海の油井の掘
削装置。 - (5)更に、海水を海から上記掘削プラットホームに汲
み上げる汲み上げポンプと、上記海水を動力流体導管を
流下し上記ポンプ手段に圧送する動力流体ポンプとを含
む、請求項4記載の深海の油井の掘削装置。 - (6)上記ポンプ手段が、更に、上記ポンプを駆動する
タービンを含み、上記タービンがインペラー・ブレード
を有し、これが上記動力流体の導管を圧送されて下だる
上記海水により駆動される、請求項5記載の深海の油井
の掘削装置。 - (7)使用済みの上記動力流体が上記タービンから上記
海に排出される、請求項6記載の深海の油井の掘削装置
。 - (8)更に、上記ドリルビットの上の特定の位置で上記
ドリルストリングに固定的に取り付けられるランニング
カラーで、上記ランニングカラーがその上部表面に少な
くとも1つの突起を有し、これが上記回転ヘッドの下面
に接し、上記ドリルストリングが引き抜かれるとき、上
記回転ヘッドを上記上部スタック一式装置から分離する
働きをする、請求項1記載の深海の油井の掘削装置。 - (9)上記ポンプ手段が予備の流体動力ポンプを含み、
これがこのシステム構成要素の予備として交替して用い
られる、請求項1記載の深海の油井の掘削装置。 - (10)更に、上記吐出防止スタックの流路に代替の流
路を提供する少なくとも1つのチョーク/キル配管を含
み、上記チョーク/キル配管が調節可能のチョーク・オ
リフィスを含む、請求項1記載の深海の油井の掘削装置
。 - (11)一般的ライザーを使用すること無く、海面上の
プラットホームから、予め設けられた海底の油井ヘッド
を介し、深海のオフショアー油井を掘削する方法で、上
記方法が、 a)吐出防止スタックを上記海底の油井ヘッドに取り付
け、 b)上記吐出防止スタックの上部に上部スタック一式装
置を取り付け、上記上部スタック一式装置が回転ヘッド
を設ける場所を持つ如くにし、c)ドリルビットの上の
ドリル・ストリングの特定の部分にランニング・カラー
を堅く接続し、上記ランニング・カラーが分離可能に接
続された回転ヘッドを持つ如くにし、 d)上記油井ヘッドと上記吐出防止スタックと及び上記
上部スタック一式装置とを経て、上記ドリルストリング
の先端を部分的に形成されたボアホールの中に走らせ、 e)上記回転ヘッドを上記上部スタック一式装置の中に
据え付け、又上記ランニングカラーと上記回転ヘッドと
の間の上記の分離可能の接続を分離し、 f)掘削マッドを上記ドリルストリングを経て上記ドリ
ルビットにポンプ圧送し、 g)上記ドリルビットを上記ボアホールの底部に接触さ
せて回転し、更に掘り下げる如くにする、以上の手順を
含む、深海の油井の掘削方法。 - (12)上記ランニングカラーが上記回転ヘッドの下部
面と結合可能の少なくとも1つの突起を含み、更に、上
記少なくとも1つの突起を上記回転ヘッドの下部面と結
合し、上記ドリルストリングが上記ボアホールから引き
抜かれるとき、上記回転ヘッドを上記上部スタック一式
装置から外す如くにする、ことを含む、請求項11記載
の深海の油井の掘削方法。 - (13)更に、上記ドリルストリングが引き抜かれると
き、前に上記ドリルストリングにより占有されていた容
積分だけ、上記ボアホールに掘削流体をポンプ圧送し、
上記回転ヘッドが取り除かれた後上記ボアホールに侵入
する海水の量を最少にする、ことを含む、請求項11記
載の深海の油井の掘削方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/046,823 US4813495A (en) | 1987-05-05 | 1987-05-05 | Method and apparatus for deepwater drilling |
US046,823 | 1987-05-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63284397A true JPS63284397A (ja) | 1988-11-21 |
Family
ID=21945589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63107443A Pending JPS63284397A (ja) | 1987-05-05 | 1988-04-28 | 深海の油井の掘削方法及びその装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4813495A (ja) |
EP (1) | EP0290250A3 (ja) |
JP (1) | JPS63284397A (ja) |
CA (1) | CA1305469C (ja) |
DK (1) | DK237488A (ja) |
NO (1) | NO881947L (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
JP4850970B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2012-01-11 | トランスオーシャン セドコ フォレックス ベンチャーズ リミテッド | 付加的な噴出防止装置の制御リダンダンシーを提供するシステムおよび方法 |
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