钻探装置的制作方法

本发明涉及钻探装置，更具体地涉及一种用于从位于海底的天然气井或油井开采资源的钻探装置。

背景技术：

随着国际急剧的产业化现象与工业的发展，石油等地球资源的使用量逐渐增加，由此，原油稳定的生产与供应在全球方面呈现为极大重要的问题。

因该原因，最近到目前为止因不存在经济价值而不被重视的小的局限性油田或深海油田的开发具有了经济价值。因此，随着海底采掘技术的发展，具有适合该油田发展的开发的钻探设备的浮动式钻探设备随之研发。

为了从位于海底的天然气井或油井获取天然气或原油，需要进行打通延伸至天然气井或油井的孔的钻探作业。

钻井船(drillship)等钻探船包括移动模块(travelingmodule)，以用于安装管道并使之上下移动。

现有技术文献

韩国公开专利kr10-2011-0029965(2011.03.23)

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为提供一种减少初期的投资费用的钻探装置。

本发明要解决的技术问题并非限定于上述言及的课题，未言及的其它课题通过下面的记载而使本领域技术人员明确理解。

为了实现所述课题，本发明的一方面(aspect)的钻探装置包括：第一移动模块及第二移动模块；第一绞车至第三绞车(drawwork)，使得所述第一移动模块及第二移动模块上下移动；线缆，依次连接所述第一绞车、第一移动模块、第二绞车、第二移动模块及第三绞车；第一固定轮鼓，位于所述第一绞车与第一移动模块之间而支撑所述线缆；第二固定轮鼓，位于所述第二移动模块与所述第三绞车之间而支撑所述线缆。

并且，还包括：控制器，基于所述第一移动模块或第二移动模块的重量而控制所述第一绞车至第三绞车中至少一个的角速度。

而且，所述控制器对于所述第一移动模块的重量比所述第二移动模块的重量重的情况，基于所述第一移动模块的重量而确定第一绞车及第二绞车的角速度，基于所述第二移动模块的重量与所述第二绞车的角速度而确定所述第三绞车的角速度，对于所述第二移动模块的重量比所述第一移动模块的重量重的情况，基于所述第二移动模块的重量，确定第二绞车及第三绞车的角速度，基于所述第一移动模块的重量与所述第二绞车的角速度而确定所述第一绞车的角速度。

并且，还包括：第一补正器，位于所述第一绞车与所述第一固定轮鼓之间而补正所述第一移动模块的上下摇动；和第二补正器，位于所述第二固定轮鼓与所述第三绞车之间而补正所述第二移动模块的上下摇动。

并且，基于所述第二绞车，所述第一绞车与所述第三绞车构成的角度未达到平角。

本发明的其它具体事项包含在具体说明及附图中。

所述的本发明的钻探装置具有下面一个或一个以上效果。

本发明能够减少初期投资费用。

附图说明

图1为本发明的一实施例的海洋建筑物的概要图；

图2为本发明的一实施例的钻探装置的框图；

图3为本发明的一实施例的钻探装置的概要图；

图4至图9为本发明的一实施例的钻探装置的运行图；

图10为本发明的一实施例的钻探装置的立体图。

具体实施方式

本发明的优点及特征及实现其的方法参照附图及具体说明而变得明了。但本发明并非限定于下面公开的实施例，由相互不同的各种形式实现。本实施例仅用于完善本发明的公开，为了使本发明所属技术领域的普通技术人员完全理解发明的范畴而提供，本发明通过权利要求范围定义。整个说明书的相同的参照符号表示相同的构成要素。

对于元素(elements)或层指示为在其它元素或层的“上部(on)”或“上面(on)”的情况，包括直接位于其它元素或层上部，也包括中间介有其它层或元素的情况。而显示为元素“直接处于上部(directlyon)”或者“直接处于上面”的情况，表示中间不存在其它元素或层。

在空间上相对的用语即“下面(below)”、“下方(beneath)”、“下部(lower)”、“上面(above)”、“上部(upper)”等如附图中显示所示，为用于易于记述一个元素或构成要素与其它要素或构成要素的关系而使用。空间上相对的用语相对于附图上图示的方向而使用时或运行时，应当理解为包含相互不同的方向的用语使用。例如，对于翻转附图中显示的元素的情况，记述为其它要素的“下面(below)”或“下方(beneath)”的元素能够被放置在其它要素的“上面(above)”。因此，示例的用语即“下面”包含下面和上面的方向。元素也能够按不同的方向而排列方向，由此，空间上相对的用语应以排列方向解释。

称一个元素(elements)与其它元素“连接(connectedto)”或“联接(coupledto)”的情况，包含与其它元素直接连接或联接的情况或中间包含其它元素的情况。而称一个元素与其它元素“直接连接(directlyconnectedto)”或“直接联接(directlycoupledto)”的情况，显示中间不存在其它元素。在整个说明书中，相同的参照符号表示相同的构成要素。“及/或”包括所言及的各个项及一个以上的所有的组合。“a或b”是指a、b，a及b。

即使第一、第二等用于叙述各种元素、构成要素及/或部分而使用，该元素、构成要素及/或部分并非通过该用语限制。该用语仅用于区分一个元素、构成要素或部分与其它元素、构成元素或部分。因此，下面言及的第一元素、第一构成要素或第一部分在本发明的技术思想内也能够为第二元素、第二构成要素或第二部分。

在本说明书中使用的用语用于说明实施例，并非限制本发明。在本说明书中，在文中未做特别言及的，单数型也包含复数型。对于说明书中使用的“包含(comprises)”及/或“要包含的(comprising)”，所言及的构成要素、步骤、动作及/或元素未排除一个以上其它构成要素、步骤、动作及/或元素的存在或增加。

在不存在其它定义的情况下，本说明书中使用的所有用语(包含技术及科学用语)能够使用本发明所属技术领域的普通技术人员共同理解的意义。而且，一般使用的词典定义的用语未做明确定义的，不作异常或夸张的解释。

下面，参照附图对本发明的实施例作具体说明，在参照附图进行说明时，与附图符号无关，相同或对应的构成要素赋予相同的参照符号，并省略对其的重复说明。

下面，根据附图对本发明进行更具体说明。

图1为本发明的一实施例的海洋建筑物的概要图。

参照图1，本发明的一实施例的海洋建筑物1包括安装钻探设置的钻塔(drillingderrick)10。具体地，装载于海洋建筑物的管道通过起重机等升降装置而搬运至钻塔10，设置在钻塔10上的钻探装置利用所述搬运的管道而进行钻探作业。此时，钻塔10通过直线部件与倾斜部件的组装构成桁架结构，垂直设置在海洋建筑物的月池上。

在本发明的实施例中，海洋建筑物是自升式钻井平台、自升式钻油台、钻探船、大型平底船、海洋作业船及海洋设备等的统称，包括具有抵抗能力的船舶及设置在海洋的所有结构。

图2为本发明的一实施例的钻探装置的框图。

参照图2，本发明的一实施例的钻探装置100包括：第一及第二移动模块120、122、第一至第三绞车110、112、114、感应传感器140、控制器150，但不排除另外增加的结构。

第一及第二移动模块120、122设置在钻塔10的内侧而安装所述被搬运的管道而以上下移动，从而进行钻探作业。此时，第一及第二移动模块120、122分别包含连接机制(connectionmechanism)。并且，第一及第二移动模块120、122中至少一个安装有顶部驱动(topdrive)，而进行各种作业。例如，第一及第二移动模块120、122把持所述管道，以用于升降管道，通过所述管道的组装，而构成钻柱(drillstring)。

第一至第三绞车110、112、114拉拽或松开与第一及第二移动模块120、122连接的线缆102(参照图3)而上下移动第一及第二移动模块120、122。此时，第一至第三绞车110、112、114的旋转方向与角速度通过下面叙述的控制器150而分别控制。优选地，第一至第三绞车110、112、114形成为滑轮(pully)形状，能够缠绕或松开线缆102，但并非限定于此，第一至第三绞车110、112、114的形状能够进行各种变更。

感应传感器140感应第一及第二移动模块120、122的重量，并将所感应的第一及第二移动模块120、122的重量传输至控制器150。此时，在感应第一及第二移动模块120、122的重量时，感应传感器140包括本发明的技术领域的普通技术人员能够适用的所有的传感器。

控制器150基于所感应的第一及第二移动模块120、122的重量而控制第一至第三绞车110、112、114的角速度。具体地，基于所感应的第一及第二移动模块120、122的重量，控制第一至第三绞车110、112、114各自的旋转方向与角速度，从而，能够控制第一及第二移动模块120、122各自的上升或下降的速度。

图3为本发明的一实施例的钻探装置的概要图。

具体地，参照图3，线缆102的一端与第一绞车110连接，线缆102依次经过第一固定轮鼓130、第一移动模块120、第二绞车112、第二移动模块122、第二固定轮鼓132，并且，线缆102的另一端与第三绞车114连接。因此，通过第一至第三绞车110、112、114的运行(例如，旋转方向与角速度)而第一及第二移动模块120、122能够各自上升或下降。但在使第一及第二移动模块120、122分别上升或下降时，连接至第一至第三绞车110、112、114与第一及第二移动模块120、122之间的线缆102的具体路径能够进行各种变更。

此时，第一移动模块120与第二移动模块122具有相同的重量，以第一移动模块120按等速度(v)下降，第二移动模块122按等速度(v)上升的情况为例进行说明。为了将第一移动模块120按等速度(v)下降并将第二移动模块122按等速度(v)上升，第一绞车110以顺时针方向按等速度(v)旋转，第二绞车112以逆时针方向按等速度(v)旋转，第三绞车114以顺时针方向按等速度(v)旋转。并且，支撑线缆102中的第一移动模块120的部分分别支撑第一移动模块120重量的一半(f/2)，支撑线缆102中的第二移动模块122的部分分别支撑第二移动模块122重量的一半(f/2)，由此，第一至第三绞车110、112、114分别支撑第一移动模块120或第二移动模块122重量的一半(f/2)。因此，第一至第三绞车110、112、114各自的输出为f×v/2，因而，包含三个绞车110、112、114的本发明的一实施例的钻探装置100的总输出为1.5×f×v。换言之，为了使第一及第二移动模块120、122上升或下降，因需要低于2×f×v的输出，从而，能够减少初期投资费用。

并且，本发明的一实施例的钻探装置100还包括：第一及第二补正器160、162，补正第一及第二移动模块120、122的上下摇动。此时，第一及第二补正器160、162被设计使得海洋建筑物1因海上的条件而受影响而移动的上下摇动(heave)降到最小化。

图4至图9为本发明的一实施例的钻探装置的运行图。

参照图4至图6，本发明的一实施例的钻探装置100对进行下钻(trippingin)、钻探(drilling)或下套管(casingrunning)作业的情况进行说明。

参照图4及图6，第一移动模块120在上升的状态下把持管道而进行准备作业，第二移动模块122在下降状态下结束作业。此时，因第一移动模块120把持管道，第一移动模块120的重量大于第二移动模块122的重量。基于感应传感器140测定的第一移动模块120的重量，控制器150控制第一及第二绞车110、112的旋转方向及/或角速度。之后，基于感应传感器140测定的第二移动模块122的重量与第二绞车112的角速度，控制器150控制第三绞车114的旋转方向及/或角速度。基于重的第一移动模块120，首先确定第一及第二绞车110、112的旋转方向及/或角速度，由此，减少控制器150的控制运算。并且，因轻的第二移动模块122能够较快上升，由此，通过快速上升的第二移动模块122而快速准备下一个作业。换言之，第一移动模块120沿着第一移动路径172而以等速度(v)下降，第二移动模块122沿着第二移动路径182而以比等速度(v)快的速度上升。

参照图5及图6，在第一移动模块120下降的状态下结束作业，在第二移动模块122上升的状态下把持管道而准备下一个作业。此时，因第二移动模块122把持管道，由此，比第一移动模块120的重量大。基于感应传感器140测定的第二移动模块122的重量，控制器150控制第二及第三绞车112、114的旋转方向及/或角速度。之后，基于感应传感器140测定的第一移动模块120的重量与第二绞车112的角速度，控制器150控制第一绞车110的旋转方向及/或角速度。基于重的第二移动模块122而首先确定第二及第三绞车112、114的旋转方向及/或角速度，由此，能够减少控制器150的控制运算。并且，因轻的第一移动模块120能够快速上升，通过快速上升的第一移动模块120而快速准备下一个作业。换言之，第二移动模块122沿着第三移动路径184而以等速度(v)下降，第一移动模块120沿着第四移动路径174而以比等速度(v)快的速度上升。

参照图7至图9，对本发明的一实施例的钻探装置100进行起下钻作业(trippingout)或铰孔(reaming)作业的情况进行说明。

参照图7及图9，第一移动模块120在下降状态下把持管道而准备上升作业，第二移动模块122在上升状态分离管道而结束作业。此时，因第一移动模块120把持管道，第一移动模块120的重量比第二移动模块122的重量大。基于感应传感器140测定的第一移动模块120的重量，控制器150控制第一及第二绞车110、112的旋转方向及/或角速度。之后，基于感应传感器140测定的第二移动模块122的重量与第二绞车112的角速度，控制器150控制第三绞车114的旋转方向及/或角速度。因基于重的第一移动模块120，而首先确定第一及第二绞车110、112的旋转方向及/或角速度，由此，减少控制器150的控制运算。并且，因使轻的第二移动模块122快速下降，通过快速下降的第二移动模块122而快速准备下一个作业。换言之，第一移动模块120沿着第五移动路径176而以等速度(v)上升，第二移动模块122沿着第六移动路径186而以比等速度(v)快的速度下降。

参照图8及图9，第二移动模块122在下降状态下把持管道而准备上升作业，第一移动模块120在上升状态下，分离管道而结束作业。此时，因第二移动模块122把持管道，第二移动模块122的重量比第一移动模块120的重量大。基于感应传感器140测定的第二移动模块122的重量，控制器150控制第二及第三绞车112、114的旋转方向及/或角速度。之后，基于感应传感器140测定的第一移动模块120的重量与第二绞车112的角速度，控制器150控制第一绞车110的旋转方向及/或角速度。因基于重的第二移动模块122而首先确定第二及第三绞车112、114的旋转方向及/或角速度，由此，减少控制器150的控制运算。并且，因轻的第一移动模块120快速下降，通过快速下降的第一移动模块120而快速准备下一个作业。换言之，第二移动模块122沿着第七移动路径188而以等速度(v)上升，第一移动模块120沿着第八移动路径178而以比等速度(v)快的速度下降。

图10为本发明的一实施例的钻探装置的立体图。

参照图10，本发明的一实施例的钻探装置100以基于第二绞车112而第一绞车110与第三绞车114构成的角度未达到平角的方式设计。换言之，第一至第三绞车110、112、114未处于一直线上，由此，能够提高空间效率。但，在能够提高空间效率的情况下，基于第二绞车112而第一绞车110与第三绞车114构成的角度并非限定于此，能够进行各种变更。

本发明的一实施例的钻探装置100的控制器150以根据移动模块120、122的重量而控制第一至第三绞车110、112、114的旋转方向及角速度为例进行说明，但其仅为控制第一及第二移动模块120、122的高度的一例，能够适用基于第一至第三绞车110、112、114的输出的最高速度示例的最佳设计等各种方法。

综上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但应当理解，本发明所属技术领域的普通技术人员在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，能够以其他具体的形式实施。因此，综上记述的实施例在所有方面用于例示而非限定。

附图标记说明

1：海洋建筑物

2：钻塔

100：钻探装置

102：线缆

110、112、114：绞车(drawwork)

120、122：移动模块(travelingmodule)

130、132：固定轮鼓

140：感应传感器

150：控制器

160、162：补正器