NL1006920C2 - Boorvaartuig voorzien van hulptoren of hulpmast. - Google Patents

Description

Titel: Boorvaartuig voorzien van hulptoren of hulpmast.

De onderhavige uitvinding betreft een boorvaartuig met boortoren of boormast voor het in de aardbodem boren naar bijvoorbeeld olie of gas 5 vanaf dat vaartuig.

In de stand van de techniek is het bekend om in de aardbodem te boren naar bijvoorbeeld olie of gas vanaf een boorvaartuig. Het boren gebeurt doorgaans met behulp van een aan de boorstreng gemonteerde beitel. Een dergelijke boorstreng wordt op het boorvaartuig uit losse 10 boorstreng-elementen opgebouwd. Door het toevoegen van boorstreng-delen aan de bovenzijde kan de boorstreng zich steeds verder uitstrekken aan de onderzijde van het boorvaartuig in de richting van de zeebodem. Het toevoeren van de boorstreng naar de zeebodem kost, ondanks het feit dat de boorstreng vrij door het water kan bewegen, 15 relatief veel tijd. Daarbij geldt dat op hoe grotere diepte moet worden geboord, des te meer tijd nodig is voor het opbouwen van de boorstreng en het bewegen van de boorstreng in de richting van de zeebodem.

Wanneer tijdens het boren de beitel die bevestigd is aan het uiteinde 20 van de boorstreng bot wordt, moet de boorstreng in zijn geheel naar het boorvaartuig worden opgehesen. Dat betekent dat de boorstreng tijdens het ophijsen weer in boorstreng-elementen moet worden gedemonteerd. Ook deze handeling kost doorgaans veel tijd.

Gezien de enorme investeringen die nodig zijn voor het bouwen van een 25 boorvaartuig wordt de druk steeds groter om het rendement van deze boorvaartuigen te vergroten. Het langdurige opbouwen en later weer afbreken van de boorstreng is een belangrijk obstakel bij de verbetering van het rendement van dergelijke vaartuigen.

30 Het is het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een inrichting waarmee een aanzienlijke tijdsbesparing kan worden gerealiseerd tijdens het opbouwen en weer afbreken van de boorstreng.

Dat doel wordt bereikt door een naast de boortoren of boormast 35 geplaatste hulptoren of -mast, en een klemwagen, die verplaatsbaar is bevestigd tussen een eerste positie nabij de boortoren of boormast en een tweede positie nabij de hulptoren of hulpmast, waarbij die klemwagen tenminste een grijpklem heeft voor het vastklemmen van de 1 00 6920 2 boorstreng.

Het is daarbij voordelig dat de klemwagen een klemblok omvat met tenminste twee grijpklemmen, en dat klemblok roteerbaar bevestigd is aan de klemwagen.

5 Het verdient sterk de voorkeur om van masten in plaats van torens gebruik te maken omdat op deze wijze vanuit een centrale pijpenopslag de pijpen met een enkele voorziening naar de boormast en de hulpmast kunnen worden overgebracht (en omgekeerd).

De aanwezigheid van de hulpmast op het boorvaartuig maakt het mogelijk 10 om een tweede boorstreng voor te bereiden, terwijl de eerste boorstreng wordt opgebouwd of wanneer met de eerste boorstreng wordt geboord of wanneer die eerste boorstreng omhoog wordt gehesen. Met het opbouwen van de tweede boorstreng hoeft niet te worden gewacht tot moment dat de eerste boorstreng in zijn geheel is opgehesen naar het 15 boorvaartuig. Met de klemwagen is het mogelijk om, wanneer de onderzijde (de beitel) aan de eerste boorstreng is opgehesen uit het boorgat, de eerste boorstreng vast te pakken met de klemwagen, waarin de ook de inmiddels opgebouwde tweede boorstreng is vastgeklemd. Met een draaibeweging wordt vervolgens de tweede boorstreng boven het 20 boorgat geplaatst. Vervolgens kan met de klemwagen de eerste boorstreng onder de hulpmast gebracht worden, om deze verder op te hijsen en te demonteren.

Het grote voordeel hiervan is dat een minimale hoeveelheid tijd wordt verloren met het ophijsen van de eerste boorstreng. De eerste 25 boorstreng hoeft namelijk slechts over de lengte van de het geboorde gat te worden opgehesen en op het moment dat het boorgat vrijkomt kan de tweede boorstreng in het boorgat kan worden geplaatst. De eerste boorstreng kan gedemonteerd worden, terwijl al met de tweede boorstreng wordt geboord. Dat betekent dat met behulp van het 30 boorvaartuig volgens de onderhavige uitvinding relatief weinig tijd verloren gaat met het opbouwen en weer afbreken van boorstrengen.

De hierboven beschreven voordelen gelden ook bij het vanaf het boorvaartuig opbouwen van een casing of een riser. Net als de 35 boorstreng worden de casing (binnenbekleding van het bovenste gedeelte van het boorgat) en de riser (omhulsel van de boorstreng vanaf de zeebodem tot aan het boorvaartuig) opgebouwd uit losse elementen die zich op het vaartuig bevinden. Bij het opbouwen en eventueel afbreken 1006920 3 van de casings en/of risers kan door de aanwezigheid van de hulptoren of -mast, net als bij het opbouwen en afbreken van de boorstreng, belangrijke tijdwinst opleveren.

5 Het boorvaartuig volgens de onderhavige uitvinding wordt verder verbeterd wanneer de hulptoren of hulpmast met behulp van een verband verbonden is met de boortoren of boormast.

De torens of de masten zijn onderhevig aan versnellingskrachten. Dat betekent dat de torens of de masten relatief zwaar moeten worden 10 uitgevoerd om deze versnellingskrachten te kunnen opvangen. Door nu een fysieke verbinding te maken tussen de boortoren of -boormast en de hulptoren of -boormast ontstaat een veel stijvere constructie waarbij de torens of masten zelf relatief licht kunnen worden uitgevoerd.

15 Het boorvaartuig volgens onderhavige uitvinding wordt bovendien verbeterd wanneer dat vaartuig middelen omvat voor het aan- en afvoeren van boorstreng-elementen naar en van de boormast, waarbij die aan- en afvoermiddelen voor de boorstreng-delen zodanig geplaatst zijn dat daarmee zowel bij de boormast als bij de hulpmast boorstreng-delen 20 zijn aan te voeren vanuit een centrale opslagvoorziening.

Het grote voordeel hiervan is dat instrumenten die nodig zijn voor het gebruiken van de boormast, zoals een grijparm voor het aanreiken van de boorstreng-delen, zowel gebruikt kunnen worden bij de boormast als bij de hulpmast. Dat betekent dat het gebruik van de hulpmast geen 25 extra investering vereist in deze instrumenten. De extra investeringen die daarom nodig is voor het opbouwen van de hulpmast) blijven daardoor beperkt.

Het is bovendien voordelig dat de masten met behulp van scharnieren 30 aan het boorvaartuig zijn bevestigd.

Wanneer het boorvaartuig ook gebruikt wordt voor het leggen van pijpleidingen, op het moment dat het boorgat klaar is, is het voordelig dat de hoek tussen de langsas van de masten of de torens ten opzichte van de horizontaal instelbaar is. De leidingen (bijvoorbeeld 35 stijve stalen leidingen of flexibele leidingen) worden dan met behulp van de boormast en/of boormast en hulpmast afgezonken. Wanneer het boorvaartuig op een diepte komt waarbij de te leggen leidingen niet meer verticaal het boorvaartuig aan de onderzijde kunnen verlaten, kan 1006920 4 de boormast in een schuine positie worden gezet om het afzinken van de leidingen te kunnen voortzetten. Daarbij is een ander voordeel van het "scharnierend" bevestigen van de mast (of masten) dat de mast eenvoudig demonteerbaar is en op een ander vaartuig overgezet kan 5 worden.

Het is voordelig dat de boormast en de hulpmast met behulp vein cilinders aan het vaartuig verbonden zijn.

Het voordeel hiervan is, dat de verdraaiing van de boormast en de 10 hulpmast relatief eenvoudig is in te stellen.

Bovendien is het voordelig dat de boormast bevestigingsmiddelen omvat voor het bevestigen van een tensioner.

Dat betekent dat, bijvoorbeeld bij het leggen van flexibles, een 15 tensioner op de boormast gezet kan worden om het leggen van de leidingen te verbeteren.

De onderhavige uitvinding zal worden beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin: 20

Figuur 1 een aanzicht is van een boormast met een daaraan gekoppelde hulpmast.

Figuur 2 een schematisch aanzicht toont van een boormast en een 25 hulpmast waarbij de klemwagen zich onder de hulpmast bevindt.

Figuur 3 een schematisch aanzicht is van een boormast en een hulpmast waarbij de klemwagen zich onder de boormast bevindt.

30 Figuur 4 een aanzicht is van een boormast en de hulpmast op het moment dat de masten gebruikt worden voor het leggen van leidingen.

De figuren 5a, 5b en 5c het leggen van leidingen met behulp van het boorvaartuig weergeven.

35

In figuur 1 is een aanzicht te zien van een boormast 1 en een daaraan gekoppelde hulpmast 2. De masten zijn onderling verbonden door middel van een verband 3- De boormast 1 is aan de bovenzijde voorzien van 1006920 5 middelen die nodig zijn voor het manipuleren van de boorstreng tijdens het boren. In de tekening zijn ondermeer het hoofdframe 4 en het travelling block 5 weergegeven. In figuur 1 is aan de boormast 1 het bovenste gedeelte van de eerste boorstreng 10 weergegeven. Deze 5 boorstreng 10 wordt opgebouwd aan de boormast bijvoorbeeld door het geleidelijk toevoegen van boorstreng-delen aan de boorstreng 10. Terwijl de eerste boorstreng 10 wordt opgebouwd, of terwijl met de eerste boorstreng 10 wordt geboord, of terwijl de eerste boorstreng 10 omhoog wordt gehesen en wordt gedemonteerd, wordt aan de hulpmast 2 10 een tweede boorstreng 20 opgebouwd. Voor het opbouwen van deze tweede boorstreng 20 worden dezelfde aanvoermiddelen 7 voor boorstreng-delen gebruikt als voor het opbouwen van de eerste boorstreng 10. Dat betekent dat het gebruik van de hulpmast geen extra investeringen vereist in aanvoermiddelen voor boorstreng-delen. Aangezien met behulp 15 van de hulpmast 2 de boorstreng 20 slechts hoeft te worden opgebouwd (of te worden gedemonteerd) en met behulp van de hulpmast 2 niet hoeft te worden geboord, is de hulpmast 2 niet uitgerust met middelen die noodzakelijk zijn voor het boren. De hulpmast 2 heeft daarom bijvoorbeeld geen boorstrengcompensator nodig. Dit betekent dat de 20 hulpmast 2 relatief eenvoudig, en dus goedkoop, kan worden uitgevoerd. Het is overigens niet uitgesloten dat met de hulpmast wel kan worden geboord.

In figuur 1 is verder de klemwagen 8 te zien die verplaatsbaar is van een positie nabij de boormast naar een positie nabij de hulpmast 2. De 25 klemwagen 8 omvat een bovengedeelte 15 dat verplaatsbaar is in een geleiding 9· Verder omvat de klemwagen 8 een draaibaar aan het bovengedeelte 15 bevestigd klemblok 16 dat is voorzien van twee grijpklemmen, die geschikt zijn voor het vastklemmen van een boorstreng daarin. De werking van de klemwagen zal nader worden 30 uitgelegd in de figuren 2 en 3·

In figuur 1 is verder te zien dat de boormast 1 en de hulpmast 2 in de scharnierpunten 11 en 12 scharnierend met het boorvaartuig (niet weergegeven) zijn verbonden. Met behulp van de cilinders 14 kan de verticale positie van de masten 1, 2 ten opzichte van het boorvaartuig 35 worden gemanipuleerd. De functie van deze cilinders zal verder worden uitgelegd in figuur ty.

In figuur 2 zijn schematisch de boormast 1 en de hulpmast 2 1 006920 6 weergegeven met daartussen het verband 3· Wanneer de boorstreng 10 aan de boormast 1 vervangen moet worden, wordt de bovenzijde van de boorstreng 20 ingeklemd in de klemwagen 8. Vervolgens beweegt de klemwagen 8 in de richting van de pijl 22 naar de eerste boorstreng 5 10, om ook deze boorstreng 10 te kunnen inklemmen.

In figuur 3 is de situatie weergegeven dat de klemwagen 8 zowel de eerste boorstreng 10 als de tweede boorstreng 20 heeft ingeklemd. Op het moment dat de klemwagen beide boorstrengen ingeklemd heeft wordt 10 het klemblok 16 van de klemwagen 8 geroteerd zodat de positie van de eerste en de tweede boorstreng wordt omgewisseld. Vervolgens kan dan met de tweede boorstreng 20, die de positie heeft overgenomen van de eerste boorstreng 10, worden geboord, terwijl met behulp van de klemwagen 8 de eerste boorstreng 10 bewogen wordt in de richting van 15 de hulpmast 2. De hulpmast 2 kan vervolgens gebruikt worden voor het ophijsen en demonteren van de boorstreng 10.

Het gebruik van een hulpmast 2 op een boorvaartuig naast een boormast 1 heeft verder voordelen bij het leggen van leidingen op de zeebodem 20 nadat de boorwerkzaamheden zijn afgerond. Normaal gesproken moeten met een speciaal leg-vaartuig leidingen worden afgezonken in de buurt van een in de grond aangebracht boorgat. Een bijkomend voordeel van het gebruik van een mast 1 of masten 1, 2 is, dat op de masten eenvoudig tensioners b0 gemonteerd kunnen worden. Door een of meer tensioners b0 25 op de boormast 1, en/of op de hulpmast 2 te bevestigen kan het boorvaartuig zelf gebruikt worden voor het installeren van pijpleidingen en flexibles. Bij het installeren van de pijpleidingen en de flexibles kan eventueel gebruik worden gemaakt van de hijslier van de boorinstallatie als A & R winch (abandoment and recovery winch) 30 en eventueel kan daarbij de rotatietafel gebruikt worden als "hang-off clamp". De inzetbaarheid van de masten voor het leggen van pijpleidingen wordt vergroot doordat de masten 1, 2 roteerbaar aan het dek zijn bevestigd (zie fig. 5)· Door nu gebruik te maken van de hulpmast 2 kan het leggen van leidingen ook plaats vinden met behulp 35 van het boorvaartuig. In figuur b zijn de boormasten 1, 2 in aanzicht weergegeven waarbij aan de hulpmast bovendien een tensioner 40 en straigtheners 4l zijn gemonteerd. Bovendien is aan de hulpmast 2 een geleideboog b2 gemonteerd. In figuur b is het geval weergegeven dat de 1006920 7 hulpmast gebruikt wordt voor het leggen van een stalen pijp. Deze pijp 43 wordt afgerold van een opslaghaspel 44. Met behulp van de geleideboog 42 wordt de pijp 43 naar de hartlijn van de tensioner gebracht. Omdat de pijp 43 bij dit procédé plastisch vervormt, is een 5 straightener 41 gemonteerd om de pijp 43 recht te maken. Met behulp van de straighteners 4l wordt de pijp 43 verder recht gebogen. De tensioner 40 wordt gebruikt om te voorkomen dat de pijp 43 door het eigen gewicht daarvan met ongecontroleerde snelheid het vaartuig verlaat. Bij het leggen van de pijp 43 zal deze zich op de zeebodem 10 vlijen doordat tijdens het leggen het boorvaartuig een zekere snelheid heeft ten opzichte van de zeebodem. Om ook het laatste einde van de pijp 43 op gecontroleerde wijze op de zeebodem te krijgen, kan de boormast 1 gebruikt worden. Aan het einde van de pijp 43 dat zich nog juist op het boorvaartuig bevindt wordt een boorstreng 50 gekoppeld, 15 bijvoorbeeld door deze aan de pijp 43 vast te lasser. Door de boorstreng 50 met behulp van de boormast geleidelijk naar de zeebodem te laten zakken zal ook het uiteinde van de pijp 43 met gecontroleerde snelheid de zeebodem bereiken. In figuur 4 is het geval weergegeven dat een stijve op een haspel gerolde pijp 43 op de zeebodem wordt 20 gelegd. Met dezelfde installatie is het mogelijk een flexibele leiding of flexible te leggen. In dat geval is het gebruik van straighteners niet nodig. Ook is het mogelijk om op deze manier pijpen te leggen die niet worden afgerold van een haspel, maar element voor element aan elkaar worden gelast. Deze legmethode is bijvoorbeeld noodzakelijk bij 25 pijpen die tijdens het gebruik vermoeiïngsbelasting krijgen te verduren en die bij het leggen niet plastisch vervormd mogen worden. In figuur 4 zijn ook de cilinders 14 te zien die het mogelijk maken de verticale positie van de boormast 1 en de hulpmast 2 ten opzichte van het dek van het boorvaartuig te variëren. Daardoor is het mogelijk de 30 stand van de masten ten opzichte van de zeebodem te variëren tijdens het leggen van pijpen.

In figuur 5a. 5b en 5c wordt de functie van het roteren van de masten 1,2 verduidelijkt. Bij het leggen van stijve pijpen op grote diepte, 35 zoals weergegeven in figuur 5a. zal de pijp uit zichzelf voldoende flexibel zijn om zonder te breken de bocht te maken van de verticale legrichting naar de horizontale zeebodem. Wanneer echter pijpen gelegd worden op minder grote diepte, zullen de pijpen niet meer deze bocht 1006920 8 kunnen maken zonder plastisch te vervormen. Dit geval is weergegeven in figuur 5b. Door nu de positie van de masten 1,2 te verdraaien ten opzichte van de zeebodem is het toch mogelijk om op lagere diepte pijpen te leggen zonder het risico te lopen dat deze zullen breken.

1006920

Claims (7)

1. Boorvaartuig met boortoren of boormast voor het in de aardbodem boren naar bijvoorbeeld olie of gas vanaf dat vaartuig, gekenmerkt 5 door een naast de boortoren of boormast geplaatste hulptoren of -mast, en een klemwagen, die verplaatsbaar is bevestigd tussen een eerste positie nabij de boortoren of boormast en een tweede positie nabij de hulptoren of hulpmast, waarbij die klemwagen tenminste een grijpklem heeft voor het vastklemmen van de boorstreng. 10

2. Boorvaartuig volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klemwagen een klemblok omvat met tenminste twee grijpklemmen, en dat klemblok roteerbaar bevestigd is aan de klemwagen. 15

3· Boorvaartuig volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hulptoren of hulpmast met behulp van een verband verbonden is met de boortoren of boormast.

4. Boorvaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij dat 20 vaartuig middelen omvat voor het aan- en afvoeren van boorstreng-elementen naar en van de boormast, met het kenmerk, dat die aan- en afvoermiddelen voor de boorstreng-delen zodanig geplaatst zijn dat daarmee zowel bij de boormast als bij de hulpmast boorstreng-delen zijn aan te voeren. 25

5· Boorvaartuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de masten met behulp van scharnieren aan het boorvaartuig zijn bevestigd.

6. Boorvaartuig volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat de boormast en de hulpmast met behulp van cilinders verschillende hoekstanden kunnen innemen.

7. Boorvaartuig volgens een van de voorgaande conclusies, met kenmerk, 35 dat de boormast bevestigingsmiddelen omvat voor het bevestigen van een tensioner. 1006920