输送方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种用于将钻井液输送到海底钻井组件的方法，该方法包括步骤：用钻井液填充至少一个容器；将容器经水体降低到邻近海底钻井组件；将容器连接到海底钻井组件以将钻井液输送到海底钻井组件。
【专利说明】输送方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输送方法和相关的系统。特别是，本发明涉及用于将钻井液输送到基于海底的钻井组件的方法和相关系统。
【背景技术】
[0002]海中包含有许多不同种类的海底矿藏，例如矿砂、钻石、磷酸盐岩、海底块状硫化物、结核和水合物。许多这些矿藏位于深水中但处于海底以下相对浅的深度。因此，海底钻井组件被开发用于取样技术(与船只操作的钻机不同)。此外，海底钻井现在也被用于地质评价。因此重要的是要从海底以下实现高品质和高回收率的核心(core)样品。
[0003]基于海底的钻井组件具有许多需要克服的挑战。其中一个挑战是如何将钻井液提供到海底钻井组件同时确保液的品质得以保持。已经有文件记载使用钻井液来帮助在钻孔的同时获得核心样品的益处。钻井液也称为“钻井泥浆”，其经过钻柱引入以便于通过去除切屑、稳定孔、改善穿透率、增强核心回收并冷却和润滑取芯(coring)钻头和钻柱来促进钻井过程。钻井液的输送在基于表面的钻井、潜水钻井或基于钻井架钻井中主要是例行程序。但是，钻井液的输送在基于海底的钻井组件中变得更成问题。
[0004]至今为止向海底操作的钻井组件提供钻井液的唯一方法是使用钻井液浓缩物。这种钻井液浓缩物在钻井操作过程中使用在线混合器在海底处与海水混合。遗憾的是，随后混合的钻井液通常具有不一致的品质和浓度，并且要求量通常不足。此外，钻井液的品质在使用前难以评估。
[0005]本说明书中对任何现有技术的提及不应被认为承认或以任何形式暗示现有技术在澳大利亚形成公知常识的一部分。
[0006]本发明的目的在于克服或消除所公开的一个或多个问题或者为消费者提供有用或商业的选择。
【发明内容】
[0007]在一种形式中，虽然不一定是唯一或最宽的形式，本发明涉及一种用于将钻井液输送到海底钻井组件的方法，该方法包括步骤:
[0008]用钻井液填充至少一个容器；
[0009]将容器经水体降低到邻近海底钻井组件；
[0010]将容器连接到海底钻井组件以将钻井液输送到海底钻井组件。
[0011]容器可包括柔性储器；优选地，储器是可折叠的。更优选地，储器是囊。
[0012]储器可以是细长的。即，容器可相对于其总体长度处于较小的横截面面积。此外，储器可被成形为减小随着其被降低经过水体时的拖拽。例如，储器的端部可以是渐缩的或是锥形。
[0013]第一软管可连接到储器。第一软管可连接到邻近储器的顶部。第一软管可用来为储器填充钻井液。优选地，第一软管具有充分的长度使得储器能够在不从水体去除的情况下填充钻井液。典型地，穿刺连接设置在第一软管上以使得储器能够填充钻井液。
[0014]第二软管也可连接到储器。第二软管可连接到储器的底部。第二软管可用来将储器连接到海底钻井组件。典型地，穿刺连接用来将第二软管连接到海底钻井组件。
[0015]配重可形成容器的部分以使得容器能够受控部署到海底。配重可定位在储器和/或第二软管上。配重的使用可取决于所容纳的钻井液的比重。
[0016]容器可包括配重锚固件。优选地，配重锚固件可附接到储器的底部。通常，配重锚固件通过例如缆线、系绳、链等线附接到储器。
[0017]容器可包括浮力装置。优选地，浮力装置附接到储器的顶部。通常，浮力装置通过例如缆线、系绳、链等线附接到储器。浮力装置可以是浮力罐。典型地，浮力装置适于可释放地附接到绞车线等。
[0018]远程操作工具可用来将容器连接到海底钻井组件。优选地，远程操作工具可用来将软管从储器连接到海底钻井组件。
[0019]提升和降低装置通常用来将容器降低到邻近海底钻井组件。提升和降低装置可以是任何合适的形式，例如升降机、绞车或类似装置。通常，提升和降低装置位于船、驳船或类似船只上。
[0020]通常，具有用于降低和提升多个容器的至少两个提升和降低装置。每个提升和降低装置可用来提升和降低单个容器。提升和降低装置可交替地提升和降低其相应的容器以使海底钻井组件没有钻井液的时间最小。
[0021]混合和储存站可用来混合钻井液。混合和储存站可与提升和降低装置定位在相同船只上。混合和储存站可包括用于混合钻井液的混合箱和储存准备好的钻井液以便于钻井液的另外剪切和水合的储存箱。相关的供应泵可用来将钻井液从储存箱输送到容器中。应当认识到单个箱可用于钻井液的混合和储存。
[0022]在另一形式中，本发明在于一种用于将钻井液输送到海底钻井组件的系统，该系统包括:
[0023]多个容器，其能够用钻井液填充；
[0024]至少一个提升和降低装置，其附接到平台，提升和降低装置能够附接到容器；和
[0025]供应泵，其将钻井液泵送到容器中。
[0026]在又一种形式中，本发明在于将钻井液运输到海底钻井组件的容器，该容器包括:
[0027]用于储存钻井液的储器；
[0028]第一软管，其连接到储器以为储器填充钻井液；和
[0029]第二软管，其连接到储器以将钻井液从储器输送到海底钻井组件。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]现在将参考附图只通过例子对本发明的实施方式进行描述，其中:
[0031]图1是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中第一容器正被填充且第二容器正被部署；
[0032]图2是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，第一容器已经降低到邻近海底钻井组件并开始钻井液向海底钻井组件的输送，第二容器正被填充；[0033]图3是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中第一容器继续向海底钻井组件供应钻井液，第二容器已经被充满；
[0034]图4是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中第一容器继续向海底钻井组件供应钻井液，第二容器被朝着海底钻井组件降低；
[0035]图5是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中第一容器被升高，第二容器开始钻井液向海底钻井组件的输送；和
[0036]图6是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中第一容器被再次填充，第二容器继续向海底钻井组件供应钻井液。
[0037]图7是用于向海底钻井组件输送钻井液的系统的示意图，其中容器包括配重和浮力装置。
【具体实施方式】
[0038]图1至6显示了用于向海底钻井组件I输送钻井液5的输送系统10的一种实施方式。用于输送钻井液5的输送系统10包括混合和储存站20、两个升降机30和两个容器40。
[0039]混合和储存站20安装在船100上并用来混合钻井液5并将钻井液5供应到每个容器40中。混合和储存站20包括混合箱21、储存箱23和供应泵22，钻井液5在混合箱21中混合成希望浓度，储存箱23储存混合的钻井液5，供应泵22用来将钻井液5从储存箱23泵送到容器40中。
[0040]两个升降机30安装在船100上并用来将容器40交替地升降到海底钻井组件I。升降机30是标准的升降机。每个升降机30包括吊杆31、具有相关钢索33的缆线筒32以及马达组件34。每个钢索33随着缆线筒32通过马达组件34的转动附接到相应的容器40，造成容器40被升降机30升高和降低。
[0041]两个容器40连接到各自的升降机30的钢索33。每个容器40包括储器41、填充软管42和输送软管43。储器41是囊的形式。囊可以由任何合适的材料制成以容纳相关的钻井液5。储器41是细长的并具有锥形端部，使得储器41能够利用最小拖拽经过水。配重48邻近储器41的底部定位以帮助容器受控部署到海底。
[0042]填充软管42附接到容器40的顶部并用来用钻井液5填充储器41。填充软管42能够在不使用时经由夹具44(或结)附接到钢索33。联接件45定位在填充软管42的一个端部上以将填充软管42连接到混合和储存站20的供应泵22。
[0043]输送软管43定位在储器41的底部上。输送软管43用来将钻井液5从储器41输送到海底钻井组件I。联接件46定位在输送软管43的端部处以将输送软管43连接到海底钻井组件I。远程操作工具47用来将输送软管43连接到海底钻井组件I。
[0044]在使用中，承载两个升降机30、混合和储存站20和两个容器40的船100定位在海底钻井组件I的上方，如图1所示。容器40连接到相应升降机30的钢索33。第一批钻井液5在混合箱21中混合至希望浓度并被传输到储存箱23。第一容器40中的一个的填充软管42连接到混合和储存站20的供应泵22。钻井液5接着被泵送到第一容器40的储器41中，直到希望量的钻井液5位于储器41内，如图2所示。接着，填充软管42使用夹具44连接到相应的钢索33。接着，升降机30的马达组件34操作以转动钢索筒32，从而使容器40降低经过水，直到容器40邻近海底钻井组件I定位。远程操作工具47接着用来将输送软管43连接到海底钻井组件I。然后，形成海底钻井组件I的部分的海底泵2被远程地操作以经过输送软管43从容器40的储器41抽吸钻井液5以被海底钻井组件I利用，如图3所示。
[0045]接着，另一批钻井液5在混合和储存站20的混合箱21中混合并在达到希望浓度时被传输到储存箱23。第二容器40的储器41接着使用与上面针对第一容器40的储器41描述的相同步骤填充。第二容器40的填充时刻基于第一容器40的计算排空时间。因此，一旦第二容器40被填满，它就可被降低到邻近海底钻井组件1，如图4所示。当第一容器40排空钻井液5时，第一容器40的输送软管43可从海底钻井组件I释放，并且第二容器40的输送软管43连接到海底钻井组件1，如图5所示。这确保海底钻井组件I的操作不用为等待钻井液5的输送停止任何显著时段。
[0046]—旦第一容器40的输送软管43从海底钻井组件I释放，第一容器40能够升高到邻近表面，使得第一容器40的储器41定位在水下但填充软管42定位在水上。在此方面，第一容器40的储器41能够快速和容易地填充而不需要花费很长时间将整个容器40从水去除并定位在船100上。接着，另一批钻井液5准备填充第一容器40的储器，如图6所示。此过程可接着根据希望重复。
[0047]图7显示了容器40的另一实施方式。每个容器40包括储器41、填充软管42、输送软管43、配重49、浮力装置52和吊眼53。
[0048]储器41是囊的形式。囊可由任何合适的材料制成以容纳钻井液5。
[0049]填充软管42附接到储器41的顶部并用来用钻井液5填充储器41。联接件45定位在填充软管42的端部上以将填充软管42连接到混合和储存站20的供应泵22。
[0050]输送软管43定位在储器41的底部上。输送软管43用来将钻井液5从储器41输送到海底钻井组件I。联接件46定位在输送软管43的端部处以将输送软管43连接到海底钻井组件I。
[0051]配重是锚固配重49的形式，通过系绳50附接到储器41的底部。锚固配重49适于保持容器40相对于海底的位置(见例如左侧3上的容器40)。
[0052]浮力装置是浮力罐52的形式，通过系绳51附接到储器41的顶部。浮力罐52适于将容器40保持在直立位置(见例如左侧3上的容器40)。
[0053]吊眼53附接到浮力罐52的顶部。
[0054]在使用中，容器40通过将钢索33可释放地附接到吊眼53附接到升降机30的钢索33。接着，将容器40提升离开船100并降低到水中。填充软管42通过联接件45附接到混合和储存站20的供应泵22。钻井液5通过供应泵22泵送到储器41中。一旦希望的钻井液5被泵送到储器41中，填充软管42从供应泵22断开。接着，使用钢索33将容器40降低到海底。
[0055]一旦容器40处于海底上的希望位置，钢索33就从容器40断开。一旦钢索33断开，钢索33可用来降低或升高另一容器(未显示)。钢索33从容器40断开允许更好的管理设备(例如钢索33从容器40的断开以及钢索33的缩回提供与远程操作工具47、海底钻井组件I或与任何海底操作相关的脐带&缆线的更少可能干涉)。钢索33从容器40断开还允许船100运动离开原位(例如由于变化的天气条件)而不必升高容器40。[0056]远程操作工具47用来通过联接件46将输送软管43连接到海底钻井组件I。接着，钻井液5被从容器40输送到海底钻井组件I。
[0057]—旦钻井液5被输送到海底钻井组件1，就释放联接件46，将输送软管43从海底钻井组件I断开。
[0058]远程操作工具47可用来将钢索33连接到吊眼53，使得容器40可被朝着表面向上带回，以便用钻井液5再次填充或者放回到船100上。
[0059]所述输送方法和相关系统使得希望浓度、品质和数量的钻井液能够可靠和安全地输送到海底钻井组件。所述输送方法和相关系统还使得海底钻井组件的核心钻井操作能够继续且花费在等待钻井液供应上的时间最小。
[0060]在本说明书中，术语“包括”或类似术语意在表示非排他性的包括，从而包括一系列元件的系统、方法或设备不仅仅包括这些元件，而是可以包括没有列明的其他元件。
[0061]还将认识到可以对描述的发明进行多种其他改变和修改而不脱离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种用于将钻井液输送到海底钻井组件的方法，该方法包括步骤: 用钻井液填充至少一个容器； 将容器经水体降低到邻近海底钻井组件； 将容器连接到海底钻井组件以将钻井液输送到海底钻井组件。
2.如权利要求1所述的方法，所述容器包括柔性储器。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述储器是囊。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，第一软管连接到储器。
5.如权利要求4所述的方法，其中，第一软管具有充分的长度使得储器能够在不从水体去除的情况下充满钻井液。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，第二软管连接到储器。
7.如权利要求6所述的方法，其中，第二软管用来将储器连接到海底钻井组件。
8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，配重形成容器的部分以使得容器能够受控部署到海底。
9.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，容器包括浮力装置。
10.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，远程操作工具用来将容器连接到海底钻井组件。
11.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，提升和降低装置用来将容器降低到邻近海底钻井组件。
12.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，具有用于降低和提升相应容器的至少两个提升和降低装置。
13.如权利要求13所述的方法，其中，提升和降低装置能够交替地提升和降低其相应的容器。
14.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，混合和储存站能够用来混合钻井液。
15.如权利要求14所述的方法，其中，混合和储存站包括混合箱和储存箱。
16.如权利要求15所述的方法，其中，相关的供应泵用来将钻井液从储存箱输送到容器。
17.一种用于将钻井液输送到海底钻井组件的系统，该系统包括: 多个容器，其能够用钻井液填充； 至少一个提升和降低装置，其附接到平台，提升和降低装置能够附接到容器；和 供应泵，其将钻井液泵送到容器中。
18.如权利要求17所述的系统，还包括混合和储存站以混合钻井液。
19.一种用于将钻井液运输到海底钻井组件的容器，该容器包括: 用于储存钻井液的储器； 第一软管，其连接到储器，从而用钻井液填充储器；以及 第二软管，其连接到储器，以将钻井液从储器输送到海底钻井组件。
20.如权利要求19所述的容器，其中，配重形成容器的部分以使得容器能够受控部署到海底。
【文档编号】E21B7/128GK104011315SQ201280062691
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2011年12月19日
【发明者】G·史密斯, K·W·麦克利, P·W·奈 申请人:诺蒂勒斯矿物太平洋有限公司