海上钻探船及方法技术

海上钻探船(1)包括经受波浪升沉运动的浮动船体。所述船体包括船井(5)和在船井附近的钻塔(4)。设置钻管存储架(10,11)以用于钻管(15)的存储。船包括波浪升沉运动补偿支撑装置，其适配为在实施相对于船的波浪升沉运动的波浪升沉补偿运动的同时支撑滑动装置(30)。支架装置(140)设置有波浪升沉运动同步系统(200)，其适配为使从处于波浪升沉运动的存储架收存的管件进行竖直运动，该竖直运动与管柱滑动装置的波浪升沉补偿运动同步。支架装置包括竖直轨道(145)和安装在所述竖直轨道上的至少两个单独的移动臂组件(141，142)。每个单独的移动臂组件包括其自有的竖直驱动器(161，161)，该竖直驱动器(161，161)电连接至波浪升沉运动同步系统。

Offshore drilling vessel and method

An offshore drilling vessel (1) includes a floating hull subjected to wave heave motion. The hull including funai (5) and in the vicinity of funai rigs (4). A drill pipe storage holder (10,11) is provided for the storage of a drill pipe (15). The ship includes a heave motion compensation support device adapted to support a sliding device (30) while performing a wave heave compensation motion relative to a ship's heave motion. Support device (140) is provided with a wave heave motion synchronization system (200), the adaptation of vertical motion for the pipe from a storage rack storage sink wave motion, the vertical motion and column slide wave heave compensation movement synchronization. The support device comprises a vertical track (145) and at least two separate moving arm assemblies (141142) mounted on the vertical track. Each individual mobile arm assembly includes its own vertical drive (161161), which is electrically coupled to the heave motion synchronization system ().

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种海上钻探船及其使用方法。
技术介绍
许多海上钻探活动由海上钻探船进行，海上钻探船具有浮动船体，所述浮动船体经受波浪升沉运动。在通常的设计中，例如在单船体的设计中或者在半潜船体的设计中，船体设置有船井，通过该船井进行钻探。钻探船具有钻塔，其在船井处或者在船井附近设置在船体上。例如，所述塔是具有基部的塔架，所述基部连接至船体并设置在船井上方或者邻近船井设置。在另一个已知的设计中，所述塔为位于船井上方的吊杆式起重设备，例如，具有格状框架的吊杆式起重设备。通常，设置一个或者多个钻管存储架，例如每个钻管存储架都实施为竖直轴线式圆盘传送带。所述存储架适配为在其竖直方向上存储钻管，例如钻管支架、套管支架等。一个或多个存储架通常安装在船体上，从而与船体一起经受波浪升沉运动。为了执行钻探任务，船通常设置有管柱滑动装置，该滑动装置适配为支撑管柱(例如钻柱)的重量，该管柱沿着作业线而被悬挂在滑动装置上。在本领域中，立管通常设置在井眼与船之间，并且管柱延伸到立管中并延伸进入海底构造中。船通常配备有管件支架系统，该管件支架系统适配为使管道在存储架与作业线位于管柱滑动装置上方的位置之间移动，从而允许形成新管道与悬挂的管柱之间的连接，或者在起下钻作业过程中将管道从管柱移除。根据本专利技术的第一方面，船包括波浪升沉运动补偿支撑装置，其适配为支撑滑动装置同时相对于船的波浪升沉运动船体(例如，进行波浪升沉运动补偿的工作甲板)进行波浪波浪升沉补偿运动，并且支架装置设置有波浪升沉运动同步系统，其适配为将存储架收存的管件形成为竖直运动，该竖直运动与管柱滑动装置的波浪升沉补偿运动同步，从而允许管件与悬挂的管柱连接并同时使滑动装置相对于船的波浪升沉运动船体进行波浪升沉补偿运动。因此，在滑动装置相对于船的船体处于波浪升沉补偿模式时，可以通过管件支架系统来处理新管件或者要被移除的管件。为了将新管件附接至悬挂的管柱，这涉及例如直接从存储架夹住管件(或者通过另一个管道行进机构将管件首先运送至拾取位置)，然后开始使被夹住的管件形成竖直运动形态，从而最终到达与滑动装置足够同步的竖直运动形态。然后这种同步允许在继续波浪升沉补偿运动时，将管件引入到悬挂的管柱的上端上方附近，并最终实现与悬挂的管柱的上端连接。这同样适用于例如在起下钻作业过程中，从悬挂的管柱移除管件，但以相反的顺序进行。因而之后使一个或者多个管件支架系统的夹持器形成同步的竖直运动形态，并在这之后，将使仍然连接的管件被夹住，并然后使其从悬挂的管柱脱离连接。然后，脱离连接的管件朝向存储架移动到侧部，并基本形成为相对于船体在竖直方向上静止，用以转移到存储架中。US6.000.480公开了一种海上钻探船，其包括用于油井钻探的系统。所述系统包括类似框架的结构，也被称为进入模块，其相对于浮动的船处于静止。所述系统还包括支撑结构。系统在静止结构与支撑结构之间包括两个补偿器，该补偿器安装为用于提供补偿动力。所述系统还包括管道操作器。所述管道操作器设置有伸缩式夹持器。管道操作器包括滑车，所述滑车连接至沿用于抬升管道操作器的后桅绞车被引导的钢丝绳。管道操作器设计为以两种模式操作。在第一种模式中，在管道操作器与船的甲板之间以没有相对运动地方式操作管道。这将允许只要管道操作器从甲板拾取管道，管道操作器就保持为被支撑在船的甲板上。在第二种模式中，在管道操作器与补偿支撑结构之间以没有相对运动的方式操作管道，使得管道操作器与补偿支撑结构同步移动。
技术实现思路
本专利技术的目的是增加浮动钻探船的通用性，例如，由于采用节省钻探时间的钻探技术，从而允许通过有难度的构造进行钻探(例如采用钻眼压力装置)的钻探技术等。特别地，本专利技术的目的是提供有助于节省钻探时间的支架装置。在第一方面，本专利技术提供根据权利要求1的前序部分的海上钻探船，其特征在于，支架装置包括：-竖直轨道，-安装在所述竖直轨道上的至少两个单独的移动臂组件，其中，每个移动臂组件包括自身基部，该基部通过设置在所述基部的竖直驱动器沿着所述竖直轨道竖直地移动，所述竖直驱动器包括马达和连接至所述基部的移动臂，至少一个臂组件的移动臂设置有连接至所述臂的管件夹持构件，其中至少一个移动臂组件的竖直驱动器的每个马达电连接至波浪升沉运动同步系统的波浪升沉运动补偿控制器。术语“单独”的意思是移动臂组件能够独立而不依赖于另一个移动臂组件而沿着竖直轨道移动。移动臂组件不设置在共同的基部上，而是每个都具有自身单独的基部，所述基部能够沿着所述竖直轨道滑动，所述竖直轨道优选为共用的竖直轨道。单独的移动臂组件的存在可以提供多个优点，这将在下文描述。每个单独的移动臂组件包括其自有的竖直驱动器，该竖直驱动器设置在移动臂组件的基部上。因此，每个移动臂组件形成独立的单元，该独立的单元能够相对于其他移动臂组件独立地操作。单独的移动臂组件可以提供的操作优势在于，在操作过程中，单独的移动臂组件能够以由操作者确定的距离彼此隔开。在两个移动臂组件之间的距离不由其结构固定。根据待处理的管件长度，操作者可以确定在多个夹持位置处夹持管件，各夹持位置彼此相距一定距离隔开。操作者可以确定夹持构件的操作量，并可以确定在两个夹持构件之间的距离。有利地，单独的移动臂组件提供模块化系统，这样安装的移动臂组件的量可以适配为现有状况或者已经过处理的管道的预期长度。优选地，支架装置包括至少三个安装在所述竖直轨道上的单独的移动臂组件，用以处理至少30m，特别是36m的管件。更优选地，支架装置包括至少四个单独的移动臂组件，所述移动臂组件优选安装在一个共用的竖直轨道上，用以处理至少40m，特别是48m的管件。有利地，可以简单地设置包括单独的组件的支架装置来用于不同的目的。通过提供单独的组件，支架装置的操作可靠性增加。一个单独的组件发生故障不会必然引起支架装置的全面停机。在此情况下，可以仍然通过剩下的组件，例如通过转换至处理更短的管件来实施操作。有利地，由于在船上存在多个包括共用部件的移动臂组件，维修以及维护组件的技术可能性增加。多个独立的移动臂组件包括数个共用的部件，这有助于船上备用部件的更简单的后勤保障，并且这增加在一个组件发生故障的情况下的技术可能性，例如能在两个组件之间更换共用的部件。因此，多个独立配置的移动臂组件有助于操作灵活性并有助于能够节省钻探时间的更可靠的钻探操作。本专利技术的钻探船，例如允许进行钻探操作，其中在船与海底之间的固定长度的立管上方固定有滑动设备，例如在处于折叠位置和锁定位置的所述立管中具有滑动接头，从而允许滑动接头的压力等级相比于其处于动态行程模式时的压力等级增加。例如，采用旋转控制装置(在本领域中称为RCD)实现立管与管柱之间的环状部的密封，这例如允许精准地控制通过环状部返回流体的压力。对通过环状部返回流体的压力进行的控制例如在控制压力钻探技术中使用。在根据本专利技术的第二个方面，本专利技术涉及海上钻探船，所述船包括：-浮动船体，其经受波浪升沉运动，该船体设置有船井，-钻塔，其在船井处或者在船井附近，-钻管存储架，例如圆盘传送带，其适配为在其中的竖直方向上存储钻管，例如钻管支架，该存储架安装在船体上，从而与船体一同经受波浪升沉运动，-管柱滑动装置，所述滑动装置适配为支撑沿着作业线悬挂在滑动设备上的管柱的重量，例如支撑钻柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上钻探船(1)，该船包括：‑浮动船体(2)，其经受波浪升沉运动，该船体设置有船井(5)，‑钻塔(4)，其在船井处或者在船井附近，‑钻管存储架(10、11)，例如为圆盘传送带，所述钻管存储架(10、11)适配为在其中的竖直方向上存储钻管，例如钻管支架，该存储架安装在船体上，从而与船体一同经受波浪升沉运动，‑管柱滑动装置(30)，该滑动装置适配为支撑管柱，例如钻柱的重量，该管柱沿着作业线悬挂在管柱滑动装置上，‑支架装置(140)，包括：‑管件支架系统，该管件支架系统适配为使管件在存储架与作业线位于管柱滑动装置(30)上方的位置之间移动，从而允许形成新管道与悬挂的管柱(115)之间的连接，或者在起下钻作业过程中将管件从管柱移除；‑移动系统，特别是波浪升沉运动同步系统(200、160、161、162)，其适配为使由从存储架收存的管件(15)进行竖直运动，该竖直运动与管柱滑动装置的波浪升沉补偿运动同步，从而允许在滑动装置(30)相对于船的波浪升沉运动船体进行波浪升沉补偿运动的同时实现管件与悬挂的管柱的连接；‑特别为波浪升沉运动补偿支撑装置(25)，其适配为在相对于船的波浪升沉运动船体进行波浪升沉补偿运动的同时支撑所述滑动装置(30)，例如受到波浪升沉运动补偿的工作甲板(25)，其特征在于，支架装置(140)，包括：‑竖直轨道(145、145’)，‑至少两个单独的移动臂组件(141、142、143；141’、142’、143’)，其安装在所述竖直轨道上，其中，每个移动臂组件包括：‑自身基部(141b、142b、143b；141’b、142’b、143’b)，其通过包括马达的竖直驱动器沿着所述竖直轨道竖直地移动，所述竖直驱动器设置在所述基部上，以及‑移动臂(141m；142m)，其连接至所述基部，至少一个臂组件的移动臂设置有连接至所述臂的管道夹持构件(141t；142t)，其中，至少一个移动臂组件(141、142、143)的竖直驱动器的每个马达(162)电连接至移动系统的控制器(200)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.03 NL 20123551.一种海上钻探船(1)，该船包括：-浮动船体(2)，其经受波浪升沉运动，该船体设置有船井(5)，-钻塔(4)，其在船井处或者在船井附近，-钻管存储架(10、11)，例如为圆盘传送带，所述钻管存储架(10、11)适配为在其中的竖直方向上存储钻管，例如钻管支架，该存储架安装在船体上，从而与船体一同经受波浪升沉运动，-管柱滑动装置(30)，该滑动装置适配为支撑管柱，例如钻柱的重量，该管柱沿着作业线悬挂在管柱滑动装置上，-支架装置(140)，包括：-管件支架系统，该管件支架系统适配为使管件在存储架与作业线位于管柱滑动装置(30)上方的位置之间移动，从而允许形成新管道与悬挂的管柱(115)之间的连接，或者在起下钻作业过程中将管件从管柱移除；-移动系统，特别是波浪升沉运动同步系统(200、160、161、162)，其适配为使由从存储架收存的管件(15)进行竖直运动，该竖直运动与管柱滑动装置的波浪升沉补偿运动同步，从而允许在滑动装置(30)相对于船的波浪升沉运动船体进行波浪升沉补偿运动的同时实现管件与悬挂的管柱的连接；-特别为波浪升沉运动补偿支撑装置(25)，其适配为在相对于船的波浪升沉运动船体进行波浪升沉补偿运动的同时支撑所述滑动装置(30)，例如受到波浪升沉运动补偿的工作甲板(25)，其特征在于，支架装置(140)，包括：-竖直轨道(145、145’)，-至少两个单独的移动臂组件(141、142、143；141’、142’、143’)，其安装在所述竖直轨道上，其中，每个移动臂组件包括：-自身基部(141b、142b、143b；141’b、142’b、143’b)，其通过包括马达的竖直驱动器沿着所述竖直轨道竖直地移动，所述竖直驱动器设置在所述基部上，以及-移动臂(141m；142m)，其连接至所述基部，至少一个臂组件的移动臂设置有连接至所述臂的管道夹持构件(141t；142t)，其中，至少一个移动臂组件(141、142、143)的竖直驱动器的每个马达(162)电连接至移动系统的控制器(200)。2.根据权利要求1所述的船，其中，每个单独的移动臂组件的每个竖直驱动器包括自身专用的液压动力单元(154)，所述液压动力单元(154)包括由电动马达(162)驱动的泵、油舱和阀门。3.根据权利要求2所述的船，其中，所述液压动力单元(154)通过至少一个脐状线缆(171)而连接至控制器(200)，脐状线缆的一端在浮动船体上的固定位置处连接至控制器，而另一端连接至在移动臂组件上的液压动力单元(154)，其中，脐状线缆围绕线缆长度补偿装置(176)卷绕，所述线缆长度补偿装置(176)例如为包括配重物的可移动的脐状滑轮(178)，从而补偿脐状线缆在控制器和液压动力单元之间的长度变化。4.根据权利要求3所述的船，其中，线缆长度补偿装置(176)设置在塔架内部空间(4a)的内部。5.根据权利要求2-4任一项所述的船，其中，电动马达(162)与超级电容(201)连接，所述超级电容(201)允许暂时存储电能。6.根据权利要求2-5任一项所述的船，其中，液压动力单元(154)的电动马达(162)设置在距离所述夹持构件(141t；142t)一定距离处，从而马达设置在Ex区的外部。7.根据前述权利要求任一项所述的船，其中，钻塔(10)包括塔架(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·鲁登伯格，D·B·韦宁，
申请(专利权)人：伊特里克公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL