RU2149249C1 - Underwater drilling device - Google Patents
Underwater drilling device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149249C1 RU2149249C1 RU98120987A RU98120987A RU2149249C1 RU 2149249 C1 RU2149249 C1 RU 2149249C1 RU 98120987 A RU98120987 A RU 98120987A RU 98120987 A RU98120987 A RU 98120987A RU 2149249 C1 RU2149249 C1 RU 2149249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- plate
- piston
- bore
- hole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проходки скважин и выработок под водой за счет разрушения пород энергией струй сжатого рабочего агента. The invention relates to the mining industry and is intended for sinking wells and workings under water due to the destruction of rocks by the energy of jets of a compressed working agent.
В настоящее время известны направления развития данных бурильных агрегатов, наиболее представительным из которых можно считать установку для подводного бурения, содержащую платформу с положительной плавучестью, выступающей над поверхностью воды, зафиксированную на водной акватории с помощью якорных оттяжек; на рабочей площадке смонтирована буровая установка, имеющая кондуктор, силовой привод, механическую систему передач усилий привода на колонну бурильных труб с закрепленным на конце колонны бурильным инструментом для проходки скважины с морского дна (1). Currently, the directions of development of these drilling units are known, the most representative of which can be considered a subsea drilling rig containing a platform with positive buoyancy protruding above the surface of the water, fixed in the water area using anchor braces; a drilling rig with a conductor, a power drive, a mechanical transmission system of drive forces to the drill pipe string with a drilling tool fixed to the end of the string for drilling a well from the seabed (1) was mounted on the working site.
Существенными и очевидными недостатками этой буровой установки являются высокая стоимость, значительные габаритные размеры, низкий КПД передачи энергии на процесс бурения. Все это отрицательно сказывается на эффективности процесса, ведет к высокой стоимости получаемого полезного ископаемого и нерациональным затратам времени на подготовку процесса бурения и сам буровой процесс. Significant and obvious disadvantages of this drilling rig are the high cost, significant overall dimensions, low efficiency of energy transfer to the drilling process. All this negatively affects the efficiency of the process, leads to a high cost of the obtained mineral and irrational time spent on the preparation of the drilling process and the drilling process itself.
Наиболее близким по технической сущности является техническое средство в виде установки для подводного бурения, содержащее опорное основание и бурильный агрегат, размещенный на основании (2). The closest in technical essence is a technical tool in the form of an installation for underwater drilling, containing a support base and a drilling unit located on the base (2).
Эта буровая установка имеет полупогруженную в воду платформу 7, рабочая площадка, выступающая над водой, оснащена буровым комплексом, включающим бурильные штанги от закрепленного на конце бурильного инструмента; платформа установлена на трубчатых опорах значительной длины с пригрузом на морском дне. This drilling rig has a
Существенными недостатками данной буровой установки, как и ее аналогов, являются значительные металло- и материалоемкость, значительные габариты, высокая стоимость и трудоемкость при монтаже, при демонтаже и передислокации установки (стоимость более 2,0 млрд. дол. США), что при незначительной производительности установки по выполнению прямых буровых работ ставит ее в разряд малопривлекательных для использования, особенно развивающимися странами и фирмами. Significant disadvantages of this drilling rig, as well as its analogues, are significant metal and material consumption, significant dimensions, high cost and laboriousness during installation, during dismantling and relocation of the installation (cost more than 2.0 billion US dollars), which with low productivity Installations for the implementation of direct drilling puts it in the category of unattractive for use, especially by developing countries and firms.
Технический результат данного изобретения заключается в существенном повышении производительности установки при значительном снижении ее металло- и материалоемкости, значительном уменьшении габаритов и снижении стоимости (более чем в 10 раз), повышении мобильности при передислокации - все это улучшает культуру использования установки и повышает ее эффективность. The technical result of this invention is to significantly increase the productivity of the installation with a significant reduction in its metal and material consumption, a significant reduction in size and cost (more than 10 times), increased mobility during relocation - all this improves the culture of use of the installation and increases its efficiency.
Указанный технический эффект достигается в установке для подводного бурения за счет того, что, имея опорное основание и бурильный агрегат, в ней предусмотрено выполнение указанного опорного основания в виде монолитной плиты с анкерными креплениями к грунту морского дна по периметру плиты, которая имеет также центральное отверстие для пропуска бурильного аппарата, выполненного в виде автономного бурового устройства, а также имеет отверстие с подвижным поршнем, пересекающем сечение центрального отверстия по нормали к его оси, или под углом вверх к его оси, при этом поршень имеет камеру давления для привода поршня при экстренном перекрытии сечения центрального отверстия, поршень имеет в своем теле криволинейный патрубок, сообщающий, при перекрытии центрального отверстия, сечение скважины с отводящим, вскрытый флюид, магистральным придонным трубопроводом, при этом автономный буровой аппарат соединен кабель-тросом с пультом управления процессом подводного бурения, причем перед монтажом установки на морском дне ее указанные отверстия перекрыты гидронепроницаемым эластичным материалом, разрушаемым при запуске автономного бурового аппарата. The specified technical effect is achieved in the installation for underwater drilling due to the fact that, having a support base and a drilling unit, it provides for the implementation of the specified support base in the form of a monolithic plate with anchor fasteners to the seabed soil around the perimeter of the plate, which also has a central hole for the pass of the drilling machine, made in the form of an autonomous drilling device, and also has an opening with a movable piston that intersects the cross section of the central hole normal to its axis, or at an angle ohm up to its axis, while the piston has a pressure chamber for driving the piston when the central bore cross section is emergency shut off, the piston has a curved pipe in its body that communicates, when the central bore is blocked, the borehole cross-section with the outlet, opened fluid, by the bottom bottom pipeline, this autonomous drilling device is connected by a cable to the remote control of the underwater drilling process, and before installing the installation on the seabed, its indicated holes are blocked by a watertight elast chnym material degradable at startup auxiliary drilling apparatus.
Указанная совокупность существенных признаков данной установки исследована на соответствие технического решения критерию уровня решенной задачи. При этом во внимание были приняты источники информации в данной и родственных областях техники и технологий. Так, в источниках (3 - 5), выявлены порознь используемые признаки: наличие генератора рабочего агента; наличие бурильного инструмента; наличие системы контроля процессом вскрытия углеводородов. Однако детальное предметное сравнение известных признаков с признаками заявляемого технического решения, при наличии формального сходства в названиях, показывает, что признаки предлагаемой установки, как и вся установка в своей совокупности существенных признаков, существенно отличается от известных, а известные признаки не порочат предложение заявителя. Это позволяет заявителю сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения и дает основание для взятия патента на данную установку. The specified set of essential features of this installation was investigated for compliance with the technical solution to the criterion of the level of the solved problem. At the same time, sources of information in this and related areas of engineering and technology were taken into account. So, in the sources (3 - 5), the signs used separately were identified: the presence of a working agent generator; the presence of a drilling tool; availability of a system for monitoring the process of opening hydrocarbons. However, a detailed substantive comparison of known features with the features of the claimed technical solution, in the presence of formal similarities in the names, shows that the features of the proposed installation, like the entire installation in its totality of essential features, are significantly different from the known ones, and the known features do not discredit the applicant's proposal. This allows the applicant to conclude that the proposal meets the criteria of the invention and provides the basis for a patent for this installation.
Описываемая установка для подводного бурения поясняется далее раскрытием ее на чертежах, где:
на фиг. 1 показан общий вид;
на фиг. 2 - разрез и детали установки на устье скважины;
на фиг. 3 - общий вид установки с буровым автономным аппаратом;
на фиг. 4 - деталь корпуса установки по фиг. 1;
на фиг. 5 - общий вид установки в виде технологической схемы.The described installation for underwater drilling is further explained by disclosing it in the drawings, where:
in FIG. 1 shows a general view;
in FIG. 2 - section and installation details at the wellhead;
in FIG. 3 is a general view of a rig with a stand-alone drilling apparatus;
in FIG. 4 is a detail of the installation case of FIG. 1;
in FIG. 5 is a general view of the installation in the form of a technological scheme.
Установка для подводного бурения, предназначенная для проходки скважин и выработок со дна водоема (на шельфе, морском дне) содержит опорное основание 1, предназначенное для работы совместно с бурильным агрегатом 2. Это опорное основание выполнено в виде монолитной (или сборной и омоноличенной для прочности) плиты 3, которую располагают на морском грунте (грунте морского дна). Монолитная опорная плита 3 оснащена анкерами 4, предназначенными для осуществления анкерного крепления плиты 3 к грунту морского дна за счет соединения плиты 3 с анкерами 4 посредством тросовых оттяжек 5 (тросов). Installation for underwater drilling, designed for drilling holes and workings from the bottom of a reservoir (on the shelf, the seabed) contains a
Плита 3 имеет в своей конструкции центральное (выполненное по ее геометрическому центру) отверстие 6, предназначенное для пропуска бурильного агрегата 2 в направлении проходимой скважины. Бурильный агрегат 2 в своем корпусе содержит генератор рабочего агента 7 (на чертеже не раскрыт, как не имеющий прямого отношения к изобретению по заявке), который соединен с бурильным рабочим органом 8, снабженным соплами 9, ориентированными к забою, и соплами 10, ориентированными в обратном направлении - к устью скважины, которое (устье) формирует собой центральное (проходящее по центру плиты) отверстие 6.
Бурильный агрегат 2 имеет также в своей верхней части (фиг. 3) дополнительные сопла 12, также ориентированные к устью скважины и предназначенные для увеличения усилия подачи агрегата 2 к забою, и для выноса бурового шлама из полости скважины. Агрегат 2 также содержит шейку 13 и блок 14 программированного управления его работой, соединенного линией связи с пультом 15 (фиг. 1) управления всеми процессами работы установки при проходке скважины. The
Шейка 13 агрегата служит для установки корпуса агрегата 2 в шарнирных направляющих захватах 16, оснащенных их приводами поворота 17. The
В опорной плите 3 выполнено также отверстие 18 с размещенным в нем поршнем 19, который своим ориентированием пересекает центральное отверстие 6, а камера давления (привода) поршня, камера 20, соединена магистралью и клапанным затвором 21 с источником 22 сжатой среды (жидкости или газа, или композитной смеси), являющимся приводом для возможности экстренного перекрытия отверстия 6, при этом клапан 21 соединен с пультом управления 15. A
Поршень 19 имеет в своем теле криволинейный патрубок 23, который при перемещении поршня в левое, по чертежу, положение (фиг. 4) герметично соединяется и сообщается полостью с другим криволинейным патрубком 24, выполненным в теле опорной плиты. До движения поршня влево отверстие 6 в этом участке перекрыто мембраной 25, которая при движении поршня прорывается им (по фиг. 1). Этот патрубок 23 и 24 предназначен для отвода флюида (и газа) из полости скважины при ее перекрытом (поршнем) сечении. Кроме того, в теле опорной плиты выполнен патрубок 26 для отвода флюида, имеющий шаровой подпружиненный клапан 27 и запорно-регулирующую арматуру 28; люк 29 над патрубком перекрыт откидывающейся крышкой 30; а отверстие 6, формирующее устье скважины, перекрыто откидывающейся крышкой 31, закрепляемой на горловине-устье 32 (фиг. 2). The
Бурильный агрегат оснащен датчиком 33, соединенным линией связи с пультом 15. Этот датчик предназначен для подачи сигнала о вскрытии флюида (или газа) в соответствующем проходимом горизонте геоструктур, куда доставляется этот датчик 33 аппаратом 2. The drill unit is equipped with a sensor 33 connected by a communication line with the remote control 15. This sensor is designed to signal the opening of fluid (or gas) in the corresponding passable horizon of the geostructures where this sensor 33 is delivered by
В нижней части плиты 3 выполнены дополнительные поршневые камеры 34 и 35, предназначенные для более надежного (дополнительно - при необходимости) перекрытия устья 36 скважины 37 (например, при появлении предаварийной и аварийной ситуации на скважине) при схождении выдвигаемых частей 38 и 39 поршневых затворов их камер. In the lower part of the
Вся буровая установка собирается в виде технологического комплекса (фиг. 5) на дне водоема (морском дне и т.п.) под защитным многослойным прочным куполом 40, полость которого соединена шахтой 41 с надводной плавучей обслуживающей станцией 42. Под куполом 40 монтируют кран 43 и запасные (комплект) буровые агрегаты 2. Кран 43 имеет два подъемно-монтажных крюка 44 - для лучшего маневрирования с грузами под куполом установки. The entire drilling rig is assembled in the form of a technological complex (Fig. 5) at the bottom of the reservoir (seabed, etc.) under a protective multilayer
Учитывая, что уровень средних вод (УСВ) является переменным 3 для выбора глубины "H" от поверхности раздела вода - воздух до дна водоема шахта 41 имеет участок 45, выполненный из упругоподатливого гофрированного элемента, например, сильфона. Given that the average water level (SPM) is variable 3 to select the depth "H" from the water-air interface to the bottom of the pond,
Работа описанной установки для подводного бурения осуществляется следующим образом. The operation of the described installation for underwater drilling is as follows.
На дне водоема с помощью подводных аппаратов (батискафов) и с помощью водолазов и водолазной техники монтируют купол 40 вместе с опорной плитой и запасом агрегатов 2. Шахту 41 соединяют гибкой трубой с устьем скважины 36 (на чертеже не показана) для замыкания полости будущей скважины с шахтой, по сечению которой отводят буровой шлам, используя при этом открывающийся люк 46, соединяющий сечение шахты и подкупольное пространство (фиг. 1) установки. По команде с пульта управления 15 включают в работу автономный буровой аппарат 2 (фиг. 1 и 3) - его генератор рабочего агента, размещенный в корпусе (генератор на чертежах не раскрыт, как не имеющий прямого отношения к данному изобретению), при этом буровой шлам отводят по трубе, соединенной с горловиной 32 устья 6 скважины 3 далее, по этой же трубе (отводной участок этой трубы на чертежах не изображен ввиду очевидности этого приема и нежелания затемнения основных признаков) - сквозь отверстие открытого люка 46 - в восходящем потоке по сечению шахты в приемный бункер, который размещают на плавучей станции 42, или сбросом на баржу (по выбору заказчика; технолога). At the bottom of the reservoir using underwater devices (bathyscaphes) and using divers and diving equipment, a
В процессе проходки геологических структур (горизонтов) аппарат 2 используют до выработки им рабочего агента (газового, парогазового, газожидкостного, гибридного и т.п.), истекающего через сопла 9 и 8 - для разрушения пород на забое, и из сопел 10 - для выноса бурового шлама из полости скважины (как указано выше). При истощении рабочего агента его остаточную (по расчету) часть используют для расхода только через сопла 9 (закрыв сопла 8, 10 и 12), используя при этом блок 14 и пульт 15, создают только подъемную силу буровому аппарату и возвращают его (самовыходом) к устью (фиг. 3), где его демонтируют и вместо него вводят в устье 6 другой, подготовленный к использованию, буровой аппарат из их запаса (фиг. 5). In the process of sinking of geological structures (horizons),
При входе бурового аппарата в пласт (нефте- или газоносный, или водоносный) срабатывает датчик 33 на аппарате в глубине скважины (условно показан на фиг. 1), от которого по линии связи поступает команда на перекрытие центрального отверстия - устья 6 скважины за счет подачи давления в поршневую камеру давления 20 и на поршень 19. Своим движением (влево по фиг. 1) поршень прорывает мембраны 25, плотно перекрывает и герметизирует полость скважины под ним (фиг. 4), предупреждая, тем самым, нежелательный выброс из скважины в подкупольное пространство, выполняя правила безопасного ведения буровых работ. When the drilling device enters the formation (oil or gas, or aquifer), a sensor 33 is activated on the device in the depth of the well (conventionally shown in Fig. 1), from which a command is sent through the communication line to block the central hole -
Далее, если условия на установке и станции 42 подготовлены к приему и отводу флюида (или газа, или ГКС), от патрубка 24 и патрубка 28 (или только по одному из них) производят отвод этого вскрытого продукта (сырья), например, по сечению той же шахты 41 или по проложенному по дну водоема трубопроводу. Further, if the conditions at the installation and
Если пластовое давление высокое и существует вероятность, что при перекрытом поршнем устьи возможна частичная разгерметизация полости скважины под поршнем, например, при протечке через его уплотнения, то подают команду, от пульта 15, на перекрытие дополнительного противоаварийного затвора (фиг. 2), сводя его перекрывающие части 38-39 и уплотняя сечение скважины более надежно. If the reservoir pressure is high and there is a possibility that when the wellhead is blocked by the piston, partial depressurization of the well cavity under the piston, for example, when leaking through its seals, is possible, then a command is sent from panel 15 to shut off the additional emergency shutter (Fig. 2), reducing it the overlapping parts 38-39 and the densifying section of the well are more reliable.
При этом также возможна эксплуатация открытого месторождения за счет включения запасного отводящего патрубка 26, соединенного с отводящим трубопроводом. At the same time, it is also possible to exploit an open field by including a
Таким образом, техническое выполнение конструкции установки для подводного бурения и технология ее использования показывают ее высокие положительные характеристики при оригинальности самой конструкции в объеме отраженных существенных признаков установки. Thus, the technical implementation of the design of the installation for underwater drilling and the technology of its use show its high positive characteristics with the originality of the structure in the amount of reflected essential features of the installation.
При необходимости заявитель может представить более полные данные по сущности и особенностям предложенной к защите установки. If necessary, the applicant can provide more complete data on the nature and features of the installation proposed for protection.
Источники информации
1. Буровая платформа на шельфе Северного моря. - Проспект концерна "Квернер", 1994.Sources of information
1. Drilling platform on the shelf of the North Sea. - Prospectus of the Kverner concern, 1994.
2. DE 2325796, E 21 B 7/12, 1977. 2. DE 2325796, E 21
3. Дмитриев А.П. и др. Термическое и комбинированное разрушение горных пород. М., Недра, 1978, с. 136-141. 3. Dmitriev A.P. and others. Thermal and combined destruction of rocks. M., Nedra, 1978, p. 136-141.
4. Пальянов П.Ф. Бурение скважин. М., Недра, 1964, с. 350. 4. Palyanov P.F. Drilling of the wells. M., Nedra, 1964, p. 350.
5. SU 510 100, E 21 C 19/00, E 21 B 7/12, 1974. 5. SU 510 100, E 21
6. DE 1 906 147, E 21 B 7/14, 1972. 6.
7. GB 862 350, E 1 F 5, 1974. 7. GB 862 350, E 1 F 5, 1974.
8. US 2548463, 175-14, 1975. 8. US 2548463, 175-14, 1975.
9. JP 52-25161, 86 3/B 22, 1977. 9. JP 52-25161, 86 3 / B 22, 1977.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120987A RU2149249C1 (en) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | Underwater drilling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120987A RU2149249C1 (en) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | Underwater drilling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2149249C1 true RU2149249C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=20212523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98120987A RU2149249C1 (en) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | Underwater drilling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2149249C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005120153A2 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Placer Dome Technical Services Limited | Method and system for deep sea drilling |
RU2703028C1 (en) * | 2015-09-15 | 2019-10-15 | Нобл Дриллинг Сёрвисиз Инк. | Mine digging method for drill mud line during underwater drilling of wells |
-
1998
- 1998-11-17 RU RU98120987A patent/RU2149249C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005120153A2 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Placer Dome Technical Services Limited | Method and system for deep sea drilling |
WO2005120153A3 (en) * | 2004-06-09 | 2006-04-13 | Placer Dome Technical Services | Method and system for deep sea drilling |
RU2703028C1 (en) * | 2015-09-15 | 2019-10-15 | Нобл Дриллинг Сёрвисиз Инк. | Mine digging method for drill mud line during underwater drilling of wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4744698A (en) | Method and apparatus for installing marine silos | |
US3366173A (en) | Subsea production system | |
EP1264067B1 (en) | Foundation for suction in installation of conductor casing | |
GB2133060A (en) | Subsea caisson | |
US7185705B2 (en) | System and method for recovering return fluid from subsea wellbores | |
US3552903A (en) | Subsea production satellite | |
US2756021A (en) | Submersible oil rig for drilling on bottom | |
US3380256A (en) | Underwater drilling installation and method of construction | |
EP1210499B1 (en) | Method and system for processing of drilling fluid | |
US4815894A (en) | Construction and use of subsea bore holes | |
US2965174A (en) | Off-shore well installation and method | |
US3866697A (en) | Drilling system | |
JP6432916B1 (en) | Methane hydrate mining method | |
RU2598612C2 (en) | Method of well drilling | |
RU2149249C1 (en) | Underwater drilling device | |
RU2449915C2 (en) | Floating drilling and production offshore platform | |
US6715962B2 (en) | Assembly and floatation method for drilling drivepipe | |
CA1194410A (en) | Subsea caissons | |
EA004841B1 (en) | A method for installing submerged oil and gas wells, and apparatus for the same | |
CN101768968A (en) | Diving pile driver | |
US20010027878A1 (en) | Assembly and floatation method for drilling drivepipe and jarring system | |
Talalay | Geological and scientific offshore drilling and core sampling in ice-covered waters | |
CA1200759A (en) | Subsea caisson | |
CA1179254A (en) | Subsea caisson | |
JPH05187179A (en) | Excavating method for submarine foundation pile construction |