包括钻井装置的船舶及使用其钻井的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括钻井装置的船舶，所述船舶用于通过所述装置来钻井，所述井例如油井、气井或地热井。本发明也涉及一种用于钻井的方法，其中利用所述船舶。
【背景技术】
[0002]包括钻井装置的许多现有技术的船舶(例如来自本申请人的现有技术的船舶)为已知的。目前的钻井装置的一个缺点在于，它们在很多时候为庞大且沉重的。由于安全性在钻井操作过程中起到重要作用，因此这些庞大且沉重的设计已很好地被工业界接受，这是因为它们至少给出了坚固和安全的印象。然而，最近朝着如下构造进行发展:其中寻求例如重量与强度之间的最佳平衡，同时还能够容易地对钻探管和其他附件进行所有必要处理。这例如已产生诸如公开于本申请人的US2012/0103623A1中的桅杆状设计。
[0003]然而，尽管桅杆状设计具有许多优点，但仍持续寻求具有其他或额外优点的优化设计。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的一个目的在于提供一种可替代的钻井装置，其具有有利的重量和足够的强度，并同时允许容易地对钻探管和其他附件进行处理。
[0005]所述目的通过根据权利要求1所述的包括钻井装置的船舶而至少部分实现。根据本发明的钻井装置的一个优点在于使用中空壳体，所述中空壳体的优点在于较为坚固(特别是对于弯曲来说)，并同时使用材料最少，由此将重量保持在低水平。通过设计壳体以使得它们为钻井装置的承载元件，而可使额外的结构组件达到最少，从而保持足够的空间和余地以用于其他设备和钻探管的处理。
[0006]第一钻塔的框架可设计为使得壳体能够承受施加至第一钻塔的所有弯曲力矩，但这可导致相对于所获得的对弯曲力矩的额外抗性而相对重量或尺寸增加较大，因此，根据本发明的钻井装置的另一优点在于使用设置于船舶甲板与第一钻塔处的高度的位置之间的另外的塔支撑件。所述另外的塔支撑件可具体构造为吸收施加至第一钻塔的弯曲力矩，由此使第一钻塔强度更大，并同时将增加的质量保持为最小，并同时将占据的空间保持为最小。所述另外的塔支撑件也可例如包括中空壳体部分，优选地，整个另外的塔支撑件由中空壳体制得，以降低重量并同时确保足够的强度。
[0007]壳体的强度还有利地用于承载其他设备，如管支撑架，由此不需要用于这些设备组件的另外的支撑件，并因此减少重量和所占据的空间。壳体也可支撑轨道，用于游动滑车的台车可沿着所述轨道引导，所述轨道平行于作业线(firing line)延伸。
[0008]所述两个壳体的另一优点在于，在它们之间可提供空间以在其中储存或放置设备，所述设备则靠近作业线。在一个实施方案中，壳体通过基本上水平的连接元件，优选仅通过基本上水平的连接元件而仅刚性彼此连接，由此在壳体之间形成矩形隔室，例如顶部驱动可临时储存于所述矩形隔室中，或者垂荡补偿器可设置于所述矩形隔室中，或者任何其他设备可设置于所述矩形隔室中。如果需要，所述隔室还可有利地用于将设备或钻探管引入作业线中。
[0009]在一个实施方案中，所述钻井装置包括第二钻塔，所述第二钻塔包括具有长度、宽度和厚度的竖直延伸的框架，所述第二钻塔的框架的长度大于所述第二钻塔的框架的宽度，且所述第二钻塔的框架的宽度大于所述第二钻塔的框架的厚度，其中所述第二钻塔的框架包括在所述第二钻塔的框架的宽度方向上彼此紧挨设置的两个细长中空壳体，所述第二钻塔的框架的所述壳体基本上平行于所述第二钻塔的框架的纵向轴线延伸，所述第二钻塔的框架的所述壳体通过一个或多个连接元件而彼此刚性连接，且所述第二钻塔的框架的所述壳体构造为将施加至所述第二钻塔的载荷传递至船舶，其中所述第二钻塔的框架设置在与第一钻塔的框架相对的钻台的侧部处，使得所述第二钻塔的框架的纵向轴线平行于作业线延伸，且使得所述第二钻塔的框架的纵向轴线和所述作业线在所述第二钻塔的框架的宽度方向上基本上彼此对齐，且其中所述第二钻塔为所述第一钻塔的额外的塔支撑件。
[0010]该实施方案具有如下优点:额外的塔支撑件类似于第一钻塔，因此获得更对称的结构。换言之，额外的塔支撑件现在具有与第一钻塔相同的优点。这些优点之一在于，壳体占据最小的空间，并且可使用壳体之间的空间，从而例如将储存于两个储存装置中或无法储存于两个储存装置中的立管串或附件引入作业线中。
[0011]在一个实施方案中，第一和第二钻塔在它们各自的顶端，优选仅在它们的顶端连接至彼此。
[0012]在一个实施方案中，第一钻塔的框架和第二钻塔(如果存在的话)的框架的宽度基本上等于钻台在第一钻塔的框架的宽度方向上的尺寸，从而当在第一钻塔的框架的宽度方向上观察时，储存装置紧挨第一钻塔的框架设置。在存在第二钻塔的情况下，当在由第一和第二钻塔的框架限定的平面图中观察时，储存装置优选设置于轨迹外部。因此，壳体设置于储存装置与作业线之间的有利位置处，以支撑诸如管支撑架等的设备，所述设备则能够到达储存装置和作业线两者。现有技术钻井装置通常具有如下缺点:支撑柱状构件设置在离作业线相对较大的距离处。
[0013]存在第一和第二钻塔、储存装置设置于第一和第二钻塔的框架之间的空间外部，以及第一和第二钻塔仅在它们各自的端部连接至彼此的组合确保竖直处理的钻探管仍然可在所述空间外部的储存装置与设置于所述空间内的作业线之间移动，而不受到第一或第二钻塔的妨碍。因此，在侧视图中，存在足够大以使钻探管通过的开口，其中在第一和第二钻塔的框架之间的开口的高度优选至少与可储存于储存装置中的最大钻探管一样。
[0014]在一个实施方案中，钻井装置包括两个另外的管支撑架，所述两个另外的管支撑架中的每一个与两个储存装置中的一个相关联，且每个另外的管支撑架构造为在相关联的储存装置与作业线之间移动钻探管，其中所述第二钻塔的框架的壳体各自支撑所述两个另外的管支撑架中的一个。这具有如下优点:假如管支撑架故障或由于维护而停止运行时，则提供另外的冗余。
[0015]在一个实施方案中，钻井装置包括围绕钻台、第一钻塔、第二钻塔和两个储存装置的气候保护覆层，其中所述覆层由第一和第二钻塔的壳体支撑。这使得钻井装置适于在恶劣环境(如北极区域)中使用。因此，再次，使用壳体的强度来支撑其他设备。
[0016]在一个实施方案中，钻井装置包括绞车和用于支撑顶部驱动的游动滑车，所述绞车构造为在作业线中上下移动游动滑车，其中所述钻井装置还包括台车和引导件(例如轨道)，所述台车可连接至游动滑车，所述引导件平行于作业线延伸，并由第一钻塔的框架的壳体支撑以引导台车沿着第一钻塔的移动。
[0017]在一个实施方案中，所述绞车包括设置于由气候保护覆层围绕的空间外部的绞盘，但所述绞盘也可设置于单独的受保护的隔室中以免受环境气候条件的影响。
[0018]在一个实施方案中，储存装置为旋转储存装置，其优选具有竖直柱和由所述柱支撑的一个或多个指状板(fingerboard)，以及用于旋转所述旋转储存装置的驱动马达。
[0019]在一个实施方案中，钻井装置包括用于钻井人员的机舱，所述机舱在钻台处或接近钻台处至少部分在两个储存装置中的一个的下方设置。
[0020]此处应特别注意，尽管许多组件和设备关于第一钻塔进行描述，但第二钻塔作为另外的塔支撑件的使用使得如下成为可能:当适当时，由第一钻塔支撑的上述设备或组件可以可替代地或额外地也由第二钻塔支撑。举例而言，管支撑架或用于游动滑车的台车的引导件可由第二钻塔而非第一钻塔支撑，同时其他组件仍然由第一钻塔支撑。这是使用构造类似于第一钻塔的第二钻塔的优点。
[0021]本发明也涉及一种钻井方法，其中利用根据本发明的船舶。
【附图说明】
[0022]现在参照所附附图以非限制性的方式描述本发明，在附图中，类似的部件由类似的附图标记表示，其中:
[0023]图1表示根据本发明的一个实施方案的包括钻井装置的船舶；
[0024]图2表示图1的钻井装置的横截面俯视图；
[0025]图3表示根据本发明的另一实施方案的用于船舶上的钻井装置的纵向横截面；且
[0026]图4表示图3的钻井装置的水平横截面。
【具体实施方式】
[0027]图1和2示意性地表示根据本发明的一个实施方案的包括钻井装置的船舶。图1显示了船舶的侧视图，图2显示了钻井装置的横截面俯视图。为了清晰的原因，在两个图中没有显示船舶