用于立管柱处理的方法和海上钻探船与流程

本发明涉及在海上钻探船上进行立管柱(riser string)处理的方法，和用于进行所述方法的海上钻探船。

背景技术：

相同申请人的WO2009102197和WO2009102196中公开了海上钻探船，所述海上钻探船包括：

-船体，所述船体具有延伸通过船体的船井(moonpool)；和

-多作业线提升系统(multiple firing line hoist system)，所述多作业线提升系统在所述船井处安装在船体上，并且包括：

·塔，所述塔具有顶侧和连接至钻探船的船体的底部；

·第一提升设备，所述第一提升设备被塔支撑并且具有第一负载附接设备，所述第一负载附接设备能够沿着第一作业线移位，所述第一作业线基本上平行于塔延伸；第一提升设备适合于在第一作业线中建造和降低立管柱；

·第二提升设备，所述第二提升设备被塔支撑并且具有第二负载附接设备，所述第二负载附接设备能够沿着第二作业线移位，所述第二作业线基本上平行于塔延伸；其中旋转钻探驱动器设置在第二作业线中，适合于组装和拆卸钻柱并且实现第二作业线中的钻探；

注意到第一和第二作业线优选设置在塔的前侧和后侧，其中通常不关心第一和第二作业线中的哪个位于前侧。

WO2009102197中进一步公开了立管张紧系统，所述立管张紧系统设置在第二作业线中，适合于连接至立管柱的顶端，从而将立管柱悬挂在第二作业线中。

WO2009102197的船进一步设置有悬挂立管运输设备，所述悬挂立管运输设备包括支撑框架(可能体现为滑动货车)和一对相关导轨，所述导轨在船井的纵向方向上延伸，允许支撑框架在悬挂立管运输路径中在船井的纵向方向上移位同时支撑互连立管的立管柱。具有悬挂立管柱的支撑框架可以移动至第二作业线，在所述第二作业线处立管柱可以附接至船上的船载立管张紧系统。

当立管柱在船井的纵向方向上在悬挂立管运输路径中移位时，立管柱受到较大应力。由于立管柱是相对刚性和精致的立管柱，重要的是提供一定布置从而允许立管柱相对于立管悬挂组件的角运动，从而避免不希望的应力。

根据WO2009102197，当通过支撑框架运输立管柱时，立管柱的顶端设置有提供万向节效果(gimballing effect)的柔性元件，从而允许立管柱相对于支撑框架的角运动，从而避免不希望的应力。由于柔性元件设置在立管柱上，当不从支撑框架而是例如从甲板悬挂立管柱时，同样可以使用柔性元件。

在将立管柱的顶端连接至立管张紧系统之前，为了将立管柱悬挂在第二作业线中，需要从立管柱的顶端移除特定元件。因此，在立管柱移位之后，需要在第二作业线中移除特定元件。

为了在第二作业线中移除特定元件，使用第二提升设备。为了在第二作业线中组装和准备立管张紧系统，也需要第二提升设备。由于需要第二提升设备来移除特定柔性元件，在顶端设置有特定元件的立管柱到达之前不可能在第二作业线中组装和准备立管张紧系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提出在所述海上钻探船上进行立管柱处理的改进的方法，和用于进行所述方法的改进的海上钻探船。

为了进行根据本发明的方法，悬挂立管运输设备设置有立管悬挂组件和万向节设备，立管悬挂组件安装至所述万向节设备。立管悬挂组件在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱，使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统。根据本发明的方法包括如下步骤：

a)在第一作业线中建造和降低立管柱，

b)从第一负载附接设备悬挂立管柱，

c)在第一作业线中将立管悬挂组件设置于打开构造；

d)将立管柱的上端设置在立管悬挂组件中并且将立管悬挂组件驱动至关闭构造，

e)将来自立管柱的重量从第一负载附接设备传递至立管悬挂组件，

f)使第一负载附接设备与立管柱脱离，

g)使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第一作业线移位至第二作业线，同时立管悬挂组件以万向节方式支撑立管柱，

h)将立管柱的顶端连接至立管张紧系统，

i)将来自立管柱的重量从立管悬挂组件传递至立管张紧系统，

j)将立管悬挂组件驱动至打开构造，因此使立管悬挂组件与立管柱脱离，

k)使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第二作业线移位至第一作业线。

本发明还涉及用于进行所述方法的海上钻探船。

根据本发明，并非立管柱本身而是悬挂立管运输设备设置有万向节设备，从而避免不希望的应力。具体地，悬挂立管运输设备设置有立管悬挂组件和万向节设备，立管悬挂组件安装至所述万向节设备。因此，与已知方法相似，根据步骤g)，悬挂立管运输设备的框架可以在船井的纵向方向上移位同时以万向节方式支撑立管柱。本发明的立管悬挂组件在关闭构造下接合和支撑立管柱，在所述关闭构造下立管悬挂组件使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统。因此，在立管柱的顶端无需添加需要在第二作业线中移除的额外部件。

本发明的布置因此与WO2009102197的布置的不同之处在于，根据本发明，立管运输设备包括万向节设备和接合立管柱上端的立管悬挂组件，而在WO2009102197中，立管柱的顶端包括柔性元件并且立管运输设备接合该柔性元件。

根据本发明，因此有利的是在立管柱到达第二作业线之后不需要在第二作业线中对立管柱进行额外操作。因此，根据步骤a)，允许在第一作业线中建造和降低立管柱，同时在第二作业线中组装和准备立管张紧系统。此外，可以在立管悬挂组件到达之后立即进行方法步骤h)，即将立管柱的顶端连接至立管张紧系统，而无需移除特定柔性元件的任何中间步骤。因此，建造立管柱的效率可能提高1-2个工作日。

本发明的立管悬挂组件能够在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱。打开构造允许支撑在框架上的立管悬挂组件朝向和远离立管柱侧向滑动，因此允许悬挂立管运输设备进行权利要求1的方法，特别是如下步骤：

c)在第一作业线中将立管悬挂组件设置于打开构造；和

j)将立管悬挂组件驱动至打开构造，因此使立管悬挂组件与立管柱脱离，

k)使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中在船井的纵向方向上从第二作业线移位至第一作业线。

在关闭构造下，立管悬挂组件接合和支撑立管柱。为此目的，悬挂立管运输设备的立管悬挂组件可以包括夹紧设备或类似设备，例如被称为立管卡盘的设备。有利地，立管悬挂组件包括多个锁定机构(例如滑枕)，所述锁定机构接合和支撑立管柱，特别是将立管柱固定至立管悬挂组件。锁定机构优选液压操作，但是也可以设想其它机械操作机构。作为可选项，锁定机构远程操作。在一个可能的实施方案中，设置四个或六个液压滑枕。作为可选项，设置有锁定状态指示器，以确认锁定机构是锁定还是未锁定。具体地，可以设置传感器，所述传感器确认管是否被立管悬挂组件接合。也可以包括额外的备用锁定机构或副锁定机构。有可能设置具有安全“锁合”的锁定机构，例如滑枕，使得在运载立管柱时悬挂组件不可能脱离接合。

悬挂立管运输设备的万向节设备允许立管柱相对于立管悬挂组件的角运动，从而避免不希望的应力。万向节设备例如被构造成包括多个弹性体减震器，所述弹性体减震器吸收由钻探船的各种运动造成的负载。也可以设想替代性构造。

本发明的悬挂立管运输设备包括框架，所述框架支撑立管悬挂组件和万向节设备。如上所述，通过本发明的立管悬挂组件允许本发明的一些方法步骤，所述立管悬挂组件能够在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱。框架和万向节设备应当允许立管悬挂组件在其打开构造下围绕立管柱的上端移动，并且在其关闭构造下接合和支撑立管柱。

优选地，万向节设备也能够与安装至万向节设备的立管悬挂组件一起在打开构造和关闭构造之间驱动。替代性地，万向节设备被构造成局部打开，即当从上方观察时为C形，其中C的开口在第二作业线的方向上，允许万向节设备在第一作业线的方向上远离第二作业线移动。

框架优选被构造成局部打开，即当从上方观察时呈C形，其中C的开口在第二作业线的方向上，允许框架在第一作业线的方向上远离第二作业线移动。在一个不太优选的实施方案中，框架还被构造成能够与立管悬挂组件一起在打开构造和关闭构造之间驱动。

支撑立管悬挂组件和万向节设备的框架有可能体现为能够沿着悬挂立管运输设备的导轨(优选一对关联导轨)滑动的滑动货车，所述导轨至少在第一作业线和第二作业线之间沿着船井在纵向方向上延伸。

有利地，悬挂立管运输设备还适合于接合和支撑其它管，例如套管、钻管、联顶接头等。作为可选项，被框架支撑的立管悬挂组件可以被替代性悬挂组件替换，作为可选项，所述替代性悬挂组件具有万向节设备。

在一个可能的实施方案中，立管张紧系统包括：

‐立管张紧环，

‐立管张紧器，所述立管张紧器连接至船，并且将立管张紧环支撑在第二作业线中，

‐伸缩接头，所述伸缩接头包括内筒和外筒以及其间的密封件，其中立管张紧环适合于连接至外筒的顶部。

在所述实施方案中，本发明的方法(特别是在第二作业线中组装和准备立管张紧系统)有利地包括如下步骤：

i.将立管张紧环设置在第二作业线中悬挂立管运输路径的上方，

ii.将伸缩接头设置在第二作业线中，

iii.将第二负载附接设备连接至伸缩接头并且将伸缩接头设置在悬挂立管运输设备上方的高度，允许伸缩接头连接至立管柱的暴露顶端，

iv.使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中在船井的纵向方向上从第一作业线移位至第二作业线，同时立管悬挂组件以万向节方式支撑立管柱，

v.通过第二提升设备使伸缩接头降低，并且将立管柱的顶端连接至伸缩接头的外筒的下端，

vi.通过例如第二提升设备提升伸缩接头，从而将来自立管柱的重量从立管悬挂组件传递至伸缩接头，

vii.将立管悬挂组件驱动至打开构造，因此使立管悬挂组件与立管柱脱离，

viii.使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第二作业线移位至第一作业线，

ix.通过第二提升设备使伸缩接头进一步降低，并且将立管张紧环连接至伸缩接头的外筒的顶部，

x.通过第二提升设备使伸缩接头进一步降低，直至伸缩接头和悬挂立管的重量被立管张紧器支撑，

xi.使第二负载附接设备与伸缩接头脱离。

在一个可能的实施方案中，立管张紧系统进一步包括联顶接头，和用于伸缩接头的夹具(例如旋转台)，所述夹具在第二作业线中设置在立管张紧环的上方。在所述实施方案中，本发明的方法(特别是在第二作业线中组装和准备立管张紧系统)有利地包括如下步骤：

i.将立管张紧环设置在第二作业线中悬挂立管运输路径的上方，

ii.将伸缩接头设置在第二作业线中的夹具中，

iii.将联顶接头连接至第二负载附接设备和伸缩接头，

iv.通过第二提升设备使伸缩接头随着联顶接头升高至悬挂立管运输设备上方的高度，允许伸缩接头连接至立管柱的暴露顶端，

v.使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中在船井的纵向方向上从第一作业线移位至第二作业线，同时立管悬挂组件以万向节方式支撑立管柱，

vi.通过第二提升设备使伸缩接头随着联顶接头降低，并且将立管柱的顶端连接至伸缩接头的外筒的下端，

vii.通过例如第二提升设备提升伸缩接头，从而将来自立管柱的重量从立管悬挂组件传递至伸缩接头，

viii.将立管悬挂组件驱动至打开构造，因此使立管悬挂组件与立管柱脱离，

ix.使立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第二作业线移位至第一作业线，

x.通过第二提升设备使伸缩接头随着联顶接头进一步降低，并且将立管张紧环连接至伸缩接头的外筒的顶部，

xi.通过第二提升设备使伸缩接头随着联顶接头进一步降低，直至伸缩接头和悬挂立管的重量被立管张紧器支撑，

xii.使联顶接头与第二负载附接设备及伸缩接头脱离。

在一个可能的实施方案中，立管张紧系统进一步包括位于伸缩接头的内筒上方的顶部挠性接头，从而提供侧向约束并且通过弹性体刚性元件减少旋转。作为可选项，转向器同样恰好位于顶部挠性接头的上方和钻台的下方，允许通过立管从油井返回的具有钻粉的泥浆被泵送至泥浆加工系统。在所述实施方案中，有利地通过将顶部挠性接头和转向器连接至内筒的顶端来完成本发明的方法。

立管张紧系统的立管张紧器提供和维持展开的立管柱上的顶部张力。有利地，立管张紧系统包括在船井的每个侧面处的一组滑轮，和在船井的侧面处的船体部段中的一组液压张紧汽缸。立管张紧系统的缆线紧固至立管张紧环。

正如本领域中已知的，伸缩接头包括内筒和外筒以及其间的密封件。例如，双管封隔器设置在外筒的上端处。伸缩接头的内筒和外筒相对于彼此移动从而允许船的竖直运动，同时当船经受波浪、摇摆和起伏时，通过补偿立管柱长度的所需变化以几乎恒定的张力保持立管柱。

本发明的立管柱处理方法需要在海上钻探船上进行，如权利要求1中所述，所述海上钻探船包括具有船井的船体。在一个实施方案中，船为单体船。例如，单体船包括船首和船尾，和设置在船体的船首处的具有船员起居舱和船桥的容纳干舷。主甲板在船的容纳干舷和船尾之间延伸。有利地，主甲板的前主甲板部在船井的前方延伸而主甲板的后主甲板部在船井的后方延伸；并且其中塔的底部与船体成一体，并且在船体的位于船井的左舷侧和右舷侧上的部段之间延伸，底部与船井的船首侧和船尾侧隔开，因此形成在塔前方的船井前区域和在塔后方的船井后区域，其中塔具有后侧和对立的前侧以及相对的侧向面，第一作业线在后侧处延伸，第二作业线在前侧处延伸。在一个替代性实施方案中，船具有另一种类型的船体，例如，具有被支腿支撑在平行浮筒上的甲板箱结构的半潜船。

本发明的海上钻探船包括多作业线提升系统，所述多作业线提升系统包括塔。塔可以例如体现为空心构造的钻架，正如申请人之前例如在Noble Globetrotter船上实现的，并且在之前申请(例如上述WO2009102197和WO2009102196，其早于US6,763,898和WO2002018742)中描述的。替代性地，塔可以体现为井架或Ram钻塔等。

在一个可能的实施方案中，多作业线提升系统包括：

·钻架，所述钻架具有顶侧和连接至钻探船的船体的底部，其中钻架具有包括第一侧和对立的第二侧的空心构造，

·第一提升设备，所述第一提升设备被钻架支撑并且具有可以沿着第一作业线移位的第一负载附接设备，所述第一作业线在钻架的第一侧的外部并邻近钻架的第一侧基本上平行于钻架延伸；第一提升设备适合于在第一作业线中建造和降低立管柱；

·第二提升设备，所述第二提升设备被钻架支撑并且具有可以沿着第二作业线移位的第二负载附接设备，所述第二作业线在钻架的第二侧的外部并邻近钻架的第二侧基本上平行于钻架延伸；其中旋转钻探驱动器(例如顶部驱动器)设置在第二作业线中，适合于组装和拆卸钻柱并且实现第二作业线中的钻探。

可能地，第一提升设备和第二提升设备各自包括一个或多个缆线和一个或多个相关绞盘，从而相对于钻架操纵第一负载附接设备和第二负载附接设备各自钻架的位置。

在第一作业线中，船优选设置有第一工作甲板，从而帮助在第一作业线中建造和降低互连立管的立管柱。第一工作甲板覆盖船井在塔的所述侧的一部分，同时第一作业线延伸通过所述第一工作甲板。优选地，第一工作甲板包括能够与第一作业线对准的开口，使得物体(例如管柱，例如立管柱)可以降低通过甲板进入海洋。第一工作甲板优选包括设置在甲板中的开口处的悬挂设备，所述悬挂设备适合于连接至管柱(最优选为具有附接至立管柱的下端的BOP的立管柱)的顶端并且支撑所述顶端。该悬挂设备可以包括夹紧设备或类似设备(例如被称为立管卡盘的设备)从而从甲板悬挂管柱。应理解，在该优选的实施方案中，第一工作甲板在支撑悬挂管柱的重量。在实际的实施方案中，所述重量为至少200吨，因此第一工作甲板的结构允许支撑重量为至少200吨的管柱(例如立管)，所述管柱可能具有附接至柱的下端的额外的BOP。

在该实施方案中，悬挂立管运输设备设置在第一工作甲板的下方，允许立管悬挂组件在第一工作甲板的下方移位。

在一个实施方案中，第一提升设备适合于使立管柱在第一作业线中升高并降低至海底，所述立管柱具有附接至其下端的BOP(防喷器)且的通常极沉重。在该实施方案中，立管悬挂组件应当能够支撑具有附接的BOP的立管柱。

优选地，海上钻探船优选在船的船体中邻近船井设置有BOP储存器。有利地，第一工作甲板为例如WO2009/102197中公开的可移动工作甲板，所述可移动工作甲板在活动位置下在塔的一侧处覆盖船井的一部分，如上所述，并且在非活动位置下允许将BOP引入到所述第一作业线并且由第一提升设备操纵。

在一个实施方案中，框架的第一停放位置在与第二作业线相反方向上设置在第一作业线的附近。在该实施方案中，悬挂立管运输设备的导轨延伸超过第一作业线至第一停放位置。在所述实施方案中，框架随着立管悬挂组件处于第一停放位置，同时在第一作业线中建造和降低立管柱，同时在第二作业线中组装和准备立管张紧系统，并在此期间从第一负载附接设备悬挂立管柱。在步骤c)中，框架随着立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第一停放位置移位至第一作业线。此外，在本发明的方法的步骤g)中，允许框架随着立管悬挂组件反向移动至第一停放位置。

在一个实施方案中，框架的第二停放位置在与第一作业线相反方向上设置在第二作业线的附近，并且悬挂立管运输设备的导轨延伸超过第二作业线直至第二停放位置。

有利的是，为支撑立管悬挂组件和万向节设备的框架设置一个或多个停放位置，同时立管悬挂组件接合和支撑立管柱。因此，可以使用任一个作业线，而悬挂立管不会占据作业线之一，同时悬挂的立管柱依然被组装和降低。

例如，在建造和降低立管柱之后，可能需要使立管柱与转向器和任何其它敏感装备脱离。例如，海上钻探船可能需要从一个位置移动至另一个位置，并且海上钻探船相对于立管柱的移动可能损坏装备。在所述情况下，代替提起和拆卸整个立管柱，立管柱在被从转向器和其它装备拆下之后可被立管悬挂组件支撑在停放位置。立管柱可以直接被悬挂组件支撑。作为替代，可以设想伸缩接头仍然连接至立管柱，并且其外筒被立管悬挂组件支撑。

根据另一个实施例，可以使用第二作业线来降低顶部井眼钻柱，同时立管柱停放在停放位置。

根据又一个实施例，根据权利要求1的方法，在第二作业线中降低立管柱，作为可选项，立管柱包括BOP。在步骤ix)中，立管悬挂组件从第二作业线移位至第一作业线。在海上钻探船的悬挂立管运输设备的框架包括第一停放位置的实施方案中，所述第一停放位置在与第二作业线相反方向上设置在第一作业线的附近，立管悬挂组件从第二作业线移位至第一停放位置。通过使悬挂的立管柱处于第二作业线中并且使立管悬挂组件处于停放位置，第一作业线能够用于降低其它装备，例如采油树。任选地，悬挂组件可以帮助其它装备的组装和降低过程。采油树可以通过钻柱降低，所述钻柱在该情况下也被称为联顶接头。在所述情况下，立管悬挂组件优选适合于围绕钻柱的上端移动。作为替代，悬挂立管运输设备的立管悬挂组件可以从框架移除，并且用专用钻柱悬挂组件替代。

有利地，在包括第一和第二停放位置的海上钻探船的一个实施方案中，悬挂立管运输设备进一步包括：

‐第二立管悬挂组件，所述第二立管悬挂组件能够在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合并支撑立管柱，使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统；

‐第二万向节设备，第二立管悬挂组件安装至所述第二万向节设备；

‐第二框架，所述第二框架支撑第二立管悬挂组件和第二万向节设备两者。

因此，在悬挂立管运输设备的导轨上，第一和第二框架两者可以在悬挂立管运输路径中移位，每个框架支撑立管悬挂组件和万向节设备。因此，两个框架都适合于接合和支撑立管柱。

在所述实施方案中，本发明的方法可以通过如下步骤进行：

‐在第二作业线中将第二立管悬挂组件设置于打开构造，

‐将立管柱的上端设置在第二立管悬挂组件中并且将第二立管悬挂组件驱动至关闭构造，

‐将来自立管柱的重量从立管张紧器传递至第二立管悬挂组件，

‐使立管张紧器与立管柱脱离，

‐使第二立管悬挂组件在悬挂立管运输路径中从第二作业线移位至第二停放位置，同时立管悬挂组件以万向节方式支撑立管柱。

立管柱可以直接被悬挂组件支撑。作为替代，可以设想伸缩接头依然连接至立管柱，并且其外筒被立管悬挂组件支撑。两个可移位框架的优点在于，当立管柱被第二框架支撑时，第一框架可以用于其它目的，例如BOP维修或说明书中提到的其它程序。

本发明还涉及海上钻探船，所述海上钻探船包括：

-船体，所述船体具有延伸通过船体的船井；和

-多作业线提升系统，所述多作业线提升系统在所述船井处安装在船体上，并且所述多作业线提升系统包括：

·塔，所述塔具有顶侧和连接至钻探船的船体的底部；

·第一提升设备，所述第一提升设备被塔支撑并且具有第一负载附接设备，所述第一负载附接设备能够沿着第一作业线移位，所述第一作业线基本上平行于塔延伸；第一提升设备适合于在第一作业线中建造和降低立管柱；

·第二提升设备，所述第二提升设备被塔支撑并且具有第二负载附接设备，所述第二负载附接设备能够沿着第二作业线移位，所述第二作业线基本上平行于塔延伸；其中旋转钻探驱动器设置在第二作业线中，适合于组装和拆卸钻柱并且实现第二作业线中的钻探；

‐立管张紧系统，所述立管张紧系统设置在第二作业线中，适合于连接至立管柱的顶端从而将立管柱悬挂在第二作业线中；

‐悬挂立管运输设备，所述悬挂立管运输设备包括：

ο第一立管悬挂组件，所述第一立管悬挂组件在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下第一立管悬挂组件接合和支撑立管柱，使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统；

ο第一万向节设备，第一立管悬挂组件安装至所述第一万向节设备；

ο第一框架，所述第一框架支撑第一立管悬挂组件和第一万向节设备两者；

ο第二立管悬挂组件，所述第二立管悬挂组件在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱，使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统；

ο第二万向节设备，第二立管悬挂组件安装至所述第二万向节设备；

ο第二框架，所述第二框架支撑第二立管悬挂组件和第二万向节设备两者；

ο其中框架的第一停放位置在与第二作业线相反方向上设置在第一作业线的附近，

ο其中框架的第二停放位置在与第一作业线相反方向上设置在第二作业线的附近，

导轨，所述导轨在纵向方向上沿着船井从超过第一作业线的第一停放位置经由第一作业线和第二作业线延伸至超过第二作业线的第二停放位置，导轨允许框架在悬挂立管运输路径中在船井的纵向方向上移位，同时以万向节方式支撑立管柱。

作为可选项，塔体现为具有第一侧和对立的第二侧的空心构造的钻架，其中第一作业线在塔的第一侧的外部邻近塔的第一侧延伸，并且第二作业线在钻架的第二侧的外部邻近钻架的第二侧延伸。在一个实施方案中，第一和第二提升设备各自包括一个或多个缆线和一个或多个相关绞盘，从而操纵第一和第二负载附接设备各自相对于钻架的位置。

有利地，悬挂立管运输设备还适合于接合和支撑其它管，例如套管、钻管、联顶接头等。作为可选项，由框架支撑的立管悬挂组件可以被替代性悬挂组件替换，作为可选项，替代性悬挂组件具有万向节设备。

本发明进一步涉及包括船体的海上钻探船，所述船体具有延伸通过船体的船井和连接至钻探船的船体的塔，其中提升设备被塔支撑并且具有可以沿着作业线移位的负载附接设备，所述作业线基本上平行于塔延伸，所述海上钻探船进一步包括运输系统，所述运输系统包括：

ο立管悬挂组件，所述立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，作为可选项，安装至万向节设备；

ο钻柱悬挂组件，所述钻柱悬挂组件适合于围绕钻柱(例如联顶接头)的上端移动；

ο框架，所述框架适合于支撑立管悬挂组件和钻柱悬挂组件，允许两个悬挂组件互换；

ο导轨，所述导轨在纵向方向上沿着船井延伸，允许框架在运输路径中在船井的纵向方向上移位，同时支撑立管柱或钻柱。

作为可选项，除了立管悬挂组件或钻柱悬挂组件之外，或代替立管悬挂组件或钻柱悬挂组件，运输系统设置有替代性悬挂组件。

附图说明

说明书中参考附图讨论本发明的优选实施方案。现在将参考附图解释本发明，其中：

图1以船的船中部纵截面的形式了显示了根据本发明的海上钻探船在执行权利要求1的方法之前的一个实施例，

图2以船的纵截面的形式以更大比例显示了图1的船的船井，

图3A和图3B显示了图1的悬挂立管运输设备的俯视图，

图4A-4D以各个视图具体显示了图1-3的悬挂立管运输设备，

图5A和图5B以船的第二作业线处的横截面的形式显示了在执行权利要求1的方法之前(图5A)和之后(图5B)的图1的海上钻探船，

图6以船的船中部纵截面的形式显示了在执行权利要求1的方法之后的图1的海上钻探船，

图7A-7J显示了船的船中部纵截面的细节，其中顺序显示了根据本发明的方法步骤，

图8A和图8B以立体图的形式显示了本发明的方法的步骤vi)和xi)。

具体实施方式

图1-6中显示了单船体海上钻探船1的优选实施方案，所述海上钻探船1适用于海上钻探(例如采油和采气)、油井维修和/或其它钻探相关的活动(例如水下装备的维修和/或布置)。船体2在右舷侧具有船员起居舱和船桥3，在此具有直升机平台3a。主甲板7在容纳干舷3和船尾6之间延伸。在该实施例中，船1在船体2的约一半长度上具有大型船井5。

实际上在该船井5的上方，多作业线提升系统10安装在船体2上，使得(作为优选)在系统10的前方和后方可以到达船井5的前部和后部。多作业线提升系统10包括：

·塔，在此体现为钻架11，所述钻架11具有顶侧和连接至钻探船的船体的底部，其中钻架11具有包括第一侧12(在该实施例中为后侧)和对立的第二侧13(在该实施例中为前侧)的空心构造，

·第一提升设备14，所述第一提升设备14被钻架支撑并且具有可以沿着第一作业线14a移位的负载附接设备14b，所述第一作业线14a在钻架11的第一侧的外部邻近钻架11的第一侧延伸；第一提升设备适合于在第一作业线中建造和降低立管柱；

·第二提升设备15，所述第二提升设备15被钻架支撑并且具有可以沿着第二作业线15a移位的负载附接设备15b，所述第二作业线15a在钻架的第二侧的外部邻近钻架的第二侧延伸。在所显示的实施方案中，第二提升设备包括在第二作业线中的旋转钻探驱动器15c，所述旋转钻探驱动器15c适合于组装和拆卸立管柱并且实现第二作业线中的钻探。

第一和第二提升设备14、15在此各自包括一个或多个缆线和一个或多个相关绞盘，从而操纵第一和第二负载附接设备14b、15b各自相对于钻架的位置。绞盘优选位于钻架中，最优选位于钻架的底部中，但是其它位置也是可能的。钻架和提升设备的细节可以参见US 6,763,898。

作为可选项，BOP储存器(未显示)存在于船的船体中并且邻近船井5，例如在船井的侧向面处。高度优选的是，第一提升设备14适合于使BOP升高和降低至海底。

立管储存器71在船的后侧处延伸进入船体2。立管操纵器72邻近作业线14a设置，所述立管操纵器72适合于接收立管，并且升高立管使得立管的上端到达作业线14a，因此允许上端连接至第一提升设备的负载附接装置14，从而通过所述第一提升装置进一步处理立管。

船进一步包括立管处理龙门起重机90。该立管处理龙门起重机优选设置有立管提升设备，所述立管提升设备允许升高和降低立管，并且使所述立管移位至立管操纵器72或使所述立管从立管操纵器72移位。

可移动工作甲板30设置在钻架11的后侧处，所述可移动工作甲板30在活动位置下在钻架11的所述后侧处覆盖船井5的一部分，同时第一作业线14a延伸通过所述可移动工作甲板(甲板具有可以与作业线14a对准的开口31)，并且所述可移动工作甲板30在非活动位置下围绕枢轴32向上枢转，如图1中可见的那样。在该非活动位置下，从第一作业线14a空出甲板，并且例如允许将BOP被引入所述第一作业线并且通过第一提升设备操纵。

船1具有工作甲板40，在此为钻架11前侧处的静止工作甲板40。在所显示的实施方案中，钻架后侧处的工作甲板30在其活动位置下处于与工作甲板40基本上相同的高度处。

如上所述，旋转钻探驱动器15c设置在钻架的前侧处，适合于组装和拆卸立管柱，并且实现钻架前侧处的钻探。工作甲板40具有用于包括伸缩接头的管穿过的开口41(图1和图5A中可见)，所述管可以随着提升设备15在钻架11的前侧处升高和降低。

工作甲板40可以设置有旋转台、铁钻工和/或允许从甲板40悬挂立管柱的立管悬挂设备(例如立管卡盘)，所述立管柱最优选具有附接至立管柱的下端的BOP。在所显示的实施方案中，两个C形夹具42a、42b设置在导轨上。优选地，所述夹具42a、42b适合于支撑伸缩接头。注意到可移动工作甲板30中也设置相似的夹具。此外，在纵向方向上设置便道机(catwalk machine)，从而将管(例如钻管)供应至前方作业线。钻机舱设置在钻台上。

正如优选的并且如图2中更详细显示的那样，可移动工作甲板30包括设置在甲板中的开口31处的悬挂设备33，所述悬挂设备33适合于连接至管柱72(最优选为立管柱72，所述立管柱72具有附接至立管柱的下端的BOP 75)的顶端并且支撑所述顶端。该悬挂设备33可以包括夹紧设备或类似设备(例如被称为立管卡盘的设备)，从而从甲板悬挂管柱。应理解，在该优选的实施方案中，可移动工作甲板30在其活动位置下能够支撑悬挂管柱的重量。优选地，悬挂设备33包括万向节设备，夹紧设备安装至所述万向节设备，从而允许悬挂管柱的作万向节运动。优选地，悬挂设备33体现为卡盘/万向节组件。

在一个可能的方法中，使BOP降低进入第一作业线之后，工作甲板30可以恢复至其活动位置，并且用于从工作甲板30的悬挂设备33悬挂BOP。然后，可以将立管连接至BOP的顶端，并且通过提升设备14全部降低进入海中，因此从工作甲板30悬挂立管顶端。然后可以以本领域已知的方式添加立管。

在前方作业线15a处设置立管张紧系统50，所述立管张紧系统50适合于连接至立管柱的顶端，从而将立管柱悬挂在第二作业线中。在所显示的实施方案中，如图2、图5a和图5b中详细显示的那样，立管张紧系统50包括立管张紧环51和立管张紧器52，所述立管张紧器52连接至船并且将立管张紧环51支撑在第二作业线15a中。特别地，立管张紧器52包括缆线52a、滑轮52b和汽缸52c，其中缆线52a从立管张紧环51经由滑轮52b延伸至汽缸52c。在此，立管张紧汽缸52c竖直设置，但是也可以设想立管张紧汽缸水平设置的构造。立管张紧系统50进一步包括伸缩接头53(有时也被称为滑动接头)，所述伸缩接头53在图5b中详细显示，并且包括内筒53a和外筒53b以及其间的密封件53c，其中立管张紧环51适合于连接至外筒53b的顶部。运输软管56从张紧环延伸至船从而运输电子器件、气动流体和其它流体。

在该实施方案中，立管张紧系统50进一步包括位于伸缩接头的内筒53a上方的顶部挠性接头54，从而提供侧向约束并且通过弹性体刚性元件减少旋转。同样地，转向器55位于顶部挠性接头54的正上方和钻台40的正下方，允许通过立管从油井返回的具有钻粉的泥浆被泵送至泥浆处理系统。

根据本发明，船1进一步设置有悬挂立管运输设备60。本发明的悬挂立管运输设备60在图2-4中详细显示，包括导轨65，所述导轨65在纵向方向上沿着船井5在第一作业线14a和第二作业线15a之间延伸，允许框架(可能体现为滑动货车)在悬挂立管运输路径P中在船井的纵向方向上通常在船井后区域和船井前区域之间移位，同时以万向节方式支撑立管柱，特别是互连立管的立管柱(作为可选项，其具有附接至降低进入海洋中的立管柱的下端的BOP)，从而在钻架底部的下方穿过。根据本发明的一个优选的实施方案，设置两个框架63、64，每个框架支撑立管悬挂组件63a、64a和万向节设备63b、64b，立管悬挂组件63a、64a安装至所述万向节设备63b、64b。图1中示意性显示了立管柱的万向节运动，并且图2中可见两个框架63、64允许立管柱的万向节运动。具体地，图1中显示了立管柱72的两个位置：被悬挂设备33支撑的位置和以万向节方式被框架63支撑的位置。在图2中，除了这两个位置之外，还显示了立管柱72以万向节方式被框架64支撑。

因此，当在后方作业线14a中建造的立管柱达到足够长度时，可以使立管柱的顶端降低至框架63，使得顶端可以被立管悬挂组件63a支撑在所述框架63上。然后带有悬挂的立管柱的框架可以移动至前方作业线15a。

框架63在图4A-4D中详细显示。框架64以相似方式构造。框架63支撑立管悬挂组件63a，所述立管悬挂组件63a能够在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱，使得立管柱的顶端暴露从而允许连接至立管张紧系统。所显示的立管悬挂组件包括四个滑枕62c(例如液压驱动的滑枕)，所述滑枕62c与轴环夹具相似地接合立管柱的侧面，并使得立管柱的顶端暴露。

立管悬挂组件63a安装至万向节设备63b。悬挂立管运输设备的万向节设备63b允许立管柱相对于立管悬挂组件作角运动，从而避免不希望的应力。所显示的万向节设备63b包括多个弹性体减震器63d，所述弹性体减震器63d吸收由钻探船的各种运动造成的负载。也可以设想替代性构造。

特别如图4D以及图3的俯视图中可见，框架63、万向节设备63b和立管悬挂组件63a的构造允许锁63e打开和关闭，所述锁63e在打开构造和关闭构造之间驱动，在所述打开构造下立管悬挂组件63a适合于围绕立管柱的上端移动，在所述关闭构造下立管悬挂组件接合和支撑立管柱。所显示的实施方案的锁63e例如以锁杆或门的形式构造。图3中可见框架64的锁64e。

图2和3A中显示了用附图标记63’、63”、63”’表示的三个不同位置下的框架63；并且显示了用附图标记64’、64”表示的两个不同位置下的框架64。用附图标记63’表示的位置为框架63的第一停放位置，第一停放位置在与第二作业线15a相反方向上设置在第一作业线14a的附近。用附图标记63”表示的位置设置在第一作业线14a中，并且用附图标记63”’表示的位置设置在第二作业线15a中。第二框架64可以经由用附图标记64’表示的第二停放位置在第二作业线15a至第三停放位置64”之间移动。第二和第三停放位置两者在与第一作业线14a相反方向上设置在第二作业线15a的附近。因此，悬挂立管运输设备的导轨65(在所显示的实施方案中为一对平行导轨)延伸超过第一作业线14a至第一停放位置63’并且超过第二作业线15a至第二停放位置64”。

图3A和图3B中显示了船井5的俯视图。图3A中指明了框架63的多个位置，图3B中强调了船井5的轮廓。在所显示的实施方案中显然的是，管柱可以从框架63、64悬挂在位置63”和63”’下以及第一停放位置63’和第二停放位置64’下，位置63”和63”’对应于第一作业线14a和第二作业线15a。在通过附图标记64”表示的第三停放位置下，不允许从框架悬挂管柱。

在所显示的实施方案中，船为单体船，其中船井延伸而具有在船体横向方向上的宽度和在船体纵向方向上的长度。在此，船井5包括主船井区域5a，两个作业线在所述主船井区域5a中延伸，除此之外还包括至少一个停放区域，在此为两个停放区域5b、5c，所述停放区域5b、5c设置在主船井区域的横向端部的中心并且其宽度不超过船井的整个宽度。这对船整体的特性(例如刚性)来说是有利的。这些停放区域允许包括万向节式管柱的框架63、64停放。在海上钻探船为半潜船的实施方案中，船井的尺寸通常不太成问题，并且有可能整体增加船井的尺寸而无需产生所述凹入的停放区域5b、5c。

在一个未显示的实施方案中，悬挂的立管运输设备的框架可以额外具有一个或多个可驱动BOP支撑构件，从而直接将BOP支撑在框架上。这允许如下替代性方法：其中不可能在工作甲板30恢复至其活动位置之后立即从工作甲板30的悬挂设备33悬挂BOP，例如在工作甲板的替代性构造(例如WO2009/102197中公开的可提升工作甲板)中正是这种情况。将BOP直接支撑在支撑框架上可以用于在降低BOP以便支撑在框架上之后使提升设备14与BOP脱离，从而可移动工作甲板则可以恢复至其活动位置。然后可以使BOP重新附接至提升设备并且使其顶端升高至工作甲板30的水平，从而从工作甲板30的悬挂设备悬挂BOP。然后，与上述方法相似，可以将立管连接至BOP的顶端并且通过提升设备14全部降低进入海中，从而从工作甲板30悬挂立管顶端。然后可以以本领域已知的方式添加立管。

根据本发明，结合图1-6所描述的海上船允许使用第一提升设备在后方作业线14a中建造和降低立管柱72。当立管柱72达到足够长度时，可以使立管柱的顶端降低至框架63，使得顶端可以被立管悬挂组件63a支撑在所述框架63上。然后具有悬挂立管柱、优选具有BOP的框架移动至前方作业线15a，在所述前方作业线15a处连接至立管张紧系统50。图6中显示了操作构造，其中具有BOP 75的立管柱72从立管张紧系统50悬挂。在该操作构造中，可以通过立管柱72进行钻探。

图7A-7J以及图8A和图8B中详细显示了根据本发明的方法。一些部件用与图1-6中相同的附图标记表示。

在图7A中，可见BOP 75已经在第一作业线14a中降低，并且工作甲板30已经恢复至其活动位置并且用于从工作甲板30的悬挂设备33悬挂BOP 75。在图7A的实施方案中，可见立管部段75a连接至BOP。立管72已经从立管储存器71中取出并且设置在第一作业线14a中，并且刚好连接至BOP的顶端。在图7B中，BOP 75和立管72已经通过提升设备14降低完全进入海中，然后从工作甲板30悬挂立管顶端。然后可以以本领域技术人员已知的方式添加立管，因此在钻架的第一侧处在第一作业线中建造和降低立管柱。

图7B中可见在第二作业线中正在组装和准备立管张紧系统。具体地说，立管张紧环51在第二作业线15a中设置在悬挂立管运输设备的导轨65的上方，特别是悬挂立管运输路径P的上方，并且图7B中也可见通过便道(catwalk)等收取伸缩接头53。在第一作业线中，从第一负载附接设备14b悬挂立管柱72。

在图7C中，伸缩接头53设置在第二作业线15a中。在第二作业线中，用于伸缩接头的夹具42a设置在立管张紧环的上方，从而支撑伸缩接头53。伸缩接头53延伸通过立管张紧环51。此外，图7C中可见联顶接头57连接至第二负载附接设备15b，并且被放置在第二作业线15a中。

本发明的海上船允许在第一和第二作业线中同时进行行动，因此在第二作业线中准备立管张紧系统的同时，立管悬挂组件63a在第一作业线14a中设置为打开构造。立管柱72的上端降低从而设置在立管悬挂组件63a中，通过向上枢转的可移动工作甲板30而实现所述降低，并且允许第一提升设备14将立管柱72的该顶端降低至低于工作甲板的活动位置的水平，直至悬挂组件63a中的位置。然后立管悬挂组件63a被驱动至关闭构造。之后，来自立管柱72的重量从第一负载附接设备14a传递至立管悬挂组件63a。

在图7D中，联顶接头57在第二作业线15a中连接至伸缩接头53。在第一作业线14a中，第一负载附接设备14b与立管柱72脱离。允许可移动工作甲板30反向枢转。然后，立管悬挂组件63a随着框架63在悬挂立管运输路径中在导轨上从第一作业线14a移位至第二作业线15a，同时立管悬挂组件以万向节方式支撑立管柱72。

在图7E中，在第二作业线15a中，伸缩接头53随着联顶接头57被第二提升设备15提升至悬挂立管运输设备的轨道65的上方。因此，允许立管悬挂组件63a随着立管柱72移位进入第二作业线15a并且位于伸缩接头53的下方，如图7E中可见。

由于根据本发明立管悬挂组件63a接合和支撑立管柱72并且使立管柱72的顶端暴露，不需要进行额外处理，这允许在将立管柱设置在第二作业线中之后立即将立管柱72的顶端连接至立管张紧系统，如图7F中可见。具体地说，伸缩接头53随着联顶接头57通过第二提升设备15降低，然后立管柱的顶端连接至伸缩接头53的外筒53b的下端。

这在图8A的立体图中被显示，其中立管172的顶端被悬挂组件163a支撑。悬挂组件163a被框架163支撑，所述框架163可以沿着未显示的导轨移位。立管172的顶端连接至伸缩接头153的外筒153b的下端。因此立管172延伸通过张紧环151，所述张紧环151经由缆线152a和滑轮152b连接至立管张紧汽缸152c。

在图7G中，已经进行了立管柱72的重量从立管悬挂组件63a传递至立管张紧系统的步骤。具体地说，来自立管柱72的重量从立管悬挂组件63a传递至伸缩接头53，所述伸缩接头53仍然经由联顶接头57被第二提升组件15支撑。在重量传递之后，立管悬挂组件63a被驱动至打开构造，因此允许立管悬挂组件63a与立管柱72脱离。之后，立管悬挂组件63a随着框架63在船井的纵向方向上从第二作业线15a移位至超过第一作业线14a的停放位置63’。在第二作业线15a中，第二提升设备15使伸缩接头53随着联顶接头57进一步降低，并且将立管张紧环51连接至伸缩接头的外筒53b的顶部。在图7G中，伸缩接头53随着联顶接头57通过第二提升设备15进一步降低，直至伸缩接头53和悬挂立管72的重量被立管张紧器52支撑。具体地说，图7G中可见拉紧缆线52a。

图8B的立体图中显示了相同情况，其中伸缩接头的外筒153b连接至立管张紧环151，允许所述立管张紧环151降低直至立管张紧系统的缆线152拉紧。伸缩接头仍然连接至联顶接头157。

在图7H中可见，伸缩接头53的内筒53a通过第二提升设备15随着联顶接头57从外筒53b中升高。

在图7I中，联顶接头57与第二负载附接设备15和伸缩接头53脱离。伸缩接头53和悬挂立管72的重量完全被立管张紧器52支撑。此时伸缩接头53的顶端自由，在所显示的实施方案中挠性接头54安装至伸缩接头，以及转向器连接件待连接至安装在船中的转向器55。

图7J中显示了组装操作构造。使用第二提升设备进一步降低挠性接头54。图7J的情况对应于图5B和图6中显示的构造。