抗冰型自升式钻井单元制造技术

本发明专利技术涉及一种抗冰型自升式钻井平台，该钻井平台可以延长北极近海浅水区域或易于结冰区域中的钻探季节。在水面无冰时，在将船壳提升到水面之上的情况下，本发明专利技术的自升式钻井平台能够像传统自升式钻井平台一样工作。然而，如果结冰的话，桩腿将通过嵌入到海底的桩靴而保持就位，以抵制钻井平台的横向移动，并且船壳被降到水中以处于冰块防御构型。该船壳特别地构型为具有冰块弯折表面以在处于冰块防御构型时弯折和断裂与船壳接触的冰块。

【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用于在典型的深度小于400英尺的浅水中钻探碳氢化合物的可移动的近海钻井单元(海上钻井单元)，经常称为“自升式”钻井单元或者钻井平台。
技术介绍
在对碳氢化合物永不停歇的探寻中，在过去的150年里已经发现了很多的油气储备。已经开发了很多技术以找到新的储备和资源，为了找寻新的发现，地球上的很多地区已经被探测。很少有人认为还可以在居住区及能很容易到达的地方找到任何大面积的、未被发现的资源。然而，在更具挑战性和很难到达的区域中发现了新的大面积储备。一种前景广阔的区域是北极近海区域。然而，北极遥远且寒冷，水面上的冰块对碳氢化合物的勘探和生产来说都形成了相当大的挑战。多年以来，一般都认为为了找到一个可盈利的油井，必须钻探六个不盈利的油井。如果这种情况属实，那么人们都希望不盈利油井的钻探不昂贵。然而，在北极，极少有什么是不昂贵的。现在，在像北极一样天气寒冷的地方的浅水中，自升式或可移动浅海钻探单元(MODU)在时间较短的水面无冰的夏季可以使用45至90天。预测钻探季节开始和结束的时间是靠运气的游戏，并且必须付出很多努力以确定自升式钻井单元何时可以安全地拖曳到钻探位置且何时可以开始钻探。一旦开始钻探，尽快地完成钻井是相当紧急的事情，从而避免由于发生了结冰而不得不中断和取消钻井。即使在水面无冰的几周时间内，在钻井平台就位的位置，浮冰对自升式钻井平台而言危害很大，自升式钻井平台的桩腿也暴露在外且极易受到损坏。自升式钻井平台是可移动的、自升式的、进行近海钻探和油井维护的平台，该钻井平台装配有桩腿，该桩腿设置成被降到海底且然后将船壳提升到水面之上。自升式钻井平台典型地包括钻探和/或油井维护装备、桩腿自升系统、船员起居室、装载和卸载设备、大型液态材料储存区域、直升机降落甲板以及其他相关设备和装备。自升式钻井平台设计成被拖曳到钻井现场并且提升到水面之上，从而海水的海浪作用力只影响具有相当小的横截面的桩腿，因此允许海浪作用力在不施加给自升式钻井平台显著动量的情况下从旁经过。然而，自升式钻井平台的桩腿几乎没有对浮冰撞击的防御能力，任何有一定规模的浮冰都能对一个或多个桩腿造成结构性破坏和/或将钻井平台推离原位。如果在钻井作业暂停且井适当固定之前发生了此类型事件，那么将可能发生碳氢化合物泄漏。在石油和天然气工业中这类风险对监管者和公众来说都是全然不可接受的。因此，一旦确定已经开始在该时间较短的季节中钻探潜在可盈利油井之后，可能要引进很大型的、基于重力的生产系统或类似的结构，并且将它们设定在海底以用于钻探和生产碳氢化合物的长时间过程。这种基于重力的结构是很大型的和非常昂贵的，并且被建造成可全年经受冰载荷
技术实现思路
本专利技术更具体地涉及一种用于在近海区域中在可能结冰的环境下用于钻探碳氢化合物的抗冰型自升式钻井平台(ice worthy jack-up rig),所述钻井平台包括漂浮船壳，所述漂浮船壳具有包括位于其上部的相对平整的甲板。所述漂浮船壳还包括沿着其下部的且围绕所述船壳的外周延伸的冰块弯折形状，其中所述冰块弯折形状从所述船壳的靠近甲板水平高度的区域延伸且向下延伸到所述船壳的底部附近，以及一冰块折向部，该冰块折向部围绕所述船壳的底部的外周延伸，从而围绕着所述船壳引导冰块而不是将其引导到所述船壳之下。所述钻井平台包括至少三个桩腿，所述桩腿定位在所述漂浮船壳的底部的外周之内，其中，所述桩腿设置成能够提升离开海底，从而能够将所述钻井平台拖曳经过浅水区域，并且所述桩腿也能够延伸到所述海底并且进一步延伸以将所述船壳局部或者全部提升到水面之上。自升装置与各个桩腿关联以便将所述桩腿提升离开海底从而使得所述抗冰型自升式钻井平台能够通过所述船壳的浮力而漂浮，也以便将所述桩腿下推到海底中，以当浮冰威胁到所述钻井平台时将所述船壳局部提升到水面之上，并且当不存在冰块时将所述船壳全部提升到水面之上。本专利技术还涉及一种用于在易于结冰的水域中进行钻井的方法，所述方法包括:提供一漂浮船壳，所述漂浮船壳具有位于其上部的相对平整的甲板，并且具有沿着其下部的冰块弯折形状，其中所述冰块弯折形状从所述船壳的靠近甲板水平高度的区域延伸且向下延伸到所述船壳的底部附近，以及一冰块折向部，所述冰块折向部围绕所述船壳的底部的外周延伸以围绕着所述船壳弓I导冰块而不是将其引导到所述船壳之下。至少三个桩腿被定位在所述船壳的底部的外周之内。降下各个桩腿以使得当在所述钻井平台在钻井现场钻井期间冰块对于所述钻井平台不构成威胁时所述桩腿底部的桩脚与海底接合并且将所述船壳全部提升到水面之上。进一步将所述船壳降到水中以处于冰块防御构型，从而使得所述冰块弯折形状在海面上下延伸以使碰撞到所述钻井平台的冰块弯折，以使所述冰块下沉到水面之下并且在冰块流过所述钻井平台的位置承受使冰块破裂的弯折力。附图说明参考以下结合附图而进行的说明，可以获得对本专利技术以及本专利技术的优点更加完整的理解，其中:图1是本专利技术的第一实施例的正视图，其中钻井平台/钻探装置漂浮在水中，并且能够被拖曳到钻井现场；图2A是本专利技术的第一实施例的正视图，其中钻探装置被提升到水面之上以用于经由月池(船阱)在无冰水面上进行钻探；图2B是本专利技术的第一实施例的正视图，其中钻井平台被提升到水面之上以在悬臂式井架(cantilever derrick)定位成在甲板的边缘进行钻探的情况下用于传统的无冰水面上的钻探；图3是本专利技术的第一实施例的正视图，其处于用于在潜在冰冻条件期间钻探的防御构型，其中，钻井平台已经局部地下降到海域中，但是依旧由其桩腿支承；图4A是局部放大正视图，其示出了处于图3构型的本专利技术第一实施例的一端，其中冰块迎着该钻井平台移动；图4B是船壳构造的第二实施例的局部放大图4C是船壳构造的第三实施例的局部放大图；图4D是船壳构造的第四实施例的局部放大图；图5A是本专利技术的第一实施例的俯视图，其中悬臂式井架定位成经由月池进行钻探；图5B是本专利技术的第一实施例的俯视图，其中悬臂式井架定位成在甲板的侧缘进行钻探；以及图6是本专利技术的第五实施例的俯视图。具体实施例方式现在转而对本专利技术的一个或多个优选结构布置进行详细说明，应当理解，在其他的结构布置中也可以体现该创造性的特征和概念，本专利技术的范围不限于这里描述或说明的实施例。本专利技术的范围仅由下述权利要求的范围限定。如图1所示，抗冰型自升式钻井平台总体上由箭头10表示。在图1中自升式钻井平台10示出为其船壳20漂浮在大海中且桁架形成处于提升结构布置的桩腿25，其中在该提升结构布置中桩腿25长度的大部分在船壳20上的甲板21之上延伸。当从上面观察时，该桩腿可以具有三角形形状或者具有矩形形状，该桩腿包括位于拐角处的长立柱以及连接到所述立柱的很多横向构件以形成强健的且重量较轻的桁架式结构。在甲板21之上的是用于以传统的方式进行钻井的井架30。钻井平台上用于钻井的传统附属装备没有示出。在如图1所示的构型中，自升式钻井平台10可以从一勘探场地拖曳到另一勘探场地以及从一海岸基地拖曳到另一海岸基地以用于维护和其他海岸服务。当自升式钻井平台10被拖曳到位于一般的浅水中的钻井现场时，桩腿25经由船壳20中的槽口(围井)27被降下直到位于桩腿25的底端的桩脚26如图2A和2B所示与海底15接合。在优选的实施例中，桩脚2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.21 US 61/405,4971.一种用于在近海区域在潜在结冰条件下钻探碳氢化合物的抗冰型自升式钻井平台，所述钻井平台包括: 漂浮船壳，所述漂浮船壳具有位于其上部的相对平整的甲板，并且具有沿着其下部的且围绕所述船壳的外周向下和向内延伸的冰块弯折形状，其中所述冰块弯折形状从所述船壳的靠近甲板水平高度的区域延伸且向下延伸到所述船壳的底部附近； 冰块折向部，所述冰块折向部围绕所述船壳的底部的外周延伸以围绕着所述船壳引导冰块而不是将冰块引导到所述船壳之下； 至少三个桩腿，所述桩腿定位在所述漂浮船壳的底部的外周之内，其中，所述桩腿设置成能够提升离开海底从而使得能够将所述钻井平台拖曳经过浅水区域，并且所述桩腿也能够延伸到海底并且进一步延伸以将所述船壳局部或者全部提升到水面之上；以及 自升装置，所述自升装置与各个桩腿关联，以便将所述桩腿提升离开海底从而使得所述抗冰型自升式钻井平台能够通过所述船壳的浮力而漂浮，也以便将所述桩腿下推到海底，并且当浮冰威胁到所述钻井平台时将所述船壳局部提升到水面之上并且当不存在冰块时将所述船壳全部提升到水面之上。2.根据权利要求1所述的抗冰型自升式钻井平台，还包括锚定机构，所述锚定机构与各个桩腿的桩脚关联以额外地抵抗浮冰施加到所述钻井平台上的力。3.根据权利要求1或2所述的抗冰型自升式钻井平台，其特征在于，所述冰块弯折表面从尺寸较小的颈线向上和 向外倾斜到尺寸较大的肩部。4.根据前述权利要求中的任一项所述的抗冰型自升式钻井平台，其特征在于，所述冰块弯折表面在竖直方向上延伸至少8至10米或更多。5.根据权利要求4所述的抗冰型自升式钻井平台，其特征在于，所述冰块弯折表面与竖直方向所成的角度处于30°至60°的范围内。6.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·G·诺布尔，R·S·沙弗尔，D·P·贝尔塔，
申请(专利权)人：科诺科菲利浦公司，
类型：
国别省市：