Судно, включающее в себя буровую установку, и способ бурения скважины с применением установки
Изобретение относится к способу бурения скважин с судна и судно для него. Судно включает в себя буровую установку для бурения скважины. Установка содержит буровой пол, окружающий осевую линию ствола скважины, первый пилон вышки, расположенный на палубе судна, содержащий стержневую конструкцию с двумя удлиненными пустотелыми корпусами, которые проходят параллельно продольной оси стержневой конструкции и жестко соединяются друг с другом соединительными элементами, при этом стержневая конструкция устанавливается на стороне бурового пола так, что продольная ось стержневой конструкции проходит параллельно осевой линии ствола скважины и так, что продольная ось и осевая линия ствола скважины, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции. Дополнительная опора пилона вышки расположена между палубой судна и позицией верхнего расположения на первом пилоне вышки. Два устройства хранения для хранения бурильных труб в вертикальном положении, два устройства подачи и укладки труб, каждое устройство подачи и укладки труб связано с одним из двух устройств хранения, и каждое устройство подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством хранения и осевой линией ствола скважины, при этом два устройства хранения устанавливаются на противоположных сторонах бурового пола так, что устройства хранения и буровой пол центрируются друг с другом в направлении толщины стержневой конструкции, и при этом каждый из корпусов стержневой конструкции первого пилона вышки несет одно из двух устройств подачи и укладки труб. Технический результат заключается в повышении эффективности буровой установки, находящейся на судне. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к судну, включающему в себя буровую установку для бурения скважины, например нефтяной, газовой или термальной скважины, с помощью указанной установки. Изобретение, кроме того, относится к способу бурения скважины, в котором применяется такое судно.
Известно много судов, включающих в себя буровую установку существующего уровня техники, например, от заявителя. Недостатком существующих буровых установок являются их в большинстве случаев большие габариты и масса. Поскольку безопасность играет важную роль во время строительства скважины, данные технические решения с большими габаритами и массой принимаются в отрасли, поскольку по меньшей мере дают впечатление прочности и надежности. Однако в последнее время разрабатываются конструкции, в которых оптимизировано соотношение между, например, массой и прочностью при безусловном обеспечении всех необходимых работ с бурильными трубами и другими аксессуарами. Результатом данных разработок являются конструкции мачтового типа, например, описанные в документе US2012/0103623 A1 заявителя.
Однако, хотя конструкции мачтового типа имеют много преимуществ, непрерывно ведется поиск оптимизированных конструктивных решений с другими или дополнительными преимуществами.
Поэтому задачей изобретения является создание альтернативной буровой установки с оптимизированной массой и достаточной прочностью, обеспечивающей надлежащую работу с бурильными трубами и другими аксессуарами.
Задача решается, по меньшей мере частично, с помощью судна, включающего в себя буровую установку по п. 1 формулы изобретения. Преимуществом буровой установки согласно изобретению является применение двух пустотелых корпусов, которые предпочтительно являются прочными, в особенности на изгиб, и в которых использется минимум материала, таким образом масса сохраняется на низком уровне. При таком конструктивном решении корпусов, где они являются несущими нагрузку элементами буровой установки, дополнительные конструктивные компоненты можно минимизировать, таким образом создавая достаточно пространства и площади для другого оборудования и работы с бурильными трубами.
Стержневую конструкцию первого пилона вышки можно конструктивно решить так, что корпуса могут выдерживать все изгибающие моменты, приложенные к первому пилону вышки, но результатом может являться увеличение массы или размера, слишком значительное по отношению к полученной дополнительной прочности на изгиб, поэтому дополнительное преимущество буровой установке согласно изобретению дает применение дополнительной опоры пилона вышки, которая располагается между палубой судна и позицией верхнего расположения на первом пилоне вышки. Дополнительная опора пилона вышки может специально выполняться с возможностью противодействия изгибающим моментам, приложенным к первому пилону вышки, таким образом первый пилон вышки становится прочнее, сохраняя минимальной добавленную массу и сохраняя занимаемое минимальное пространство. Дополнительная опора пилона вышки может, например, также содержать участки пустотелого корпуса, предпочтительно вся дополнительная опора пилона вышки выполняется в виде пустотелых корпусов для уменьшения массы с сохранением прочности.
Прочность корпуса дополнительно предпочтительно используется для несения другого оборудования, например устройства подачи и укладки труб, таким образом делая дополнительные опоры для данных компонентов оборудования излишними и уменьшая массу и занимаемое пространство. Корпуса могут, кроме того, нести рельсы, по которым направляется тележка для талевого блока, такие рельсы проходят параллельно осевой линии ствола скважины.
Другим преимуществом двух корпусов является создание между ними пространств для хранения или установки оборудования, данное оборудование располагается при этом вблизи осевой линии ствола скважины. В варианте осуществления корпуса только жестко соединяются друг с другом, по существу, горизонтальными соединительными элементами, предпочтительно только, по существу, горизонтальными соединительными элементами, таким образом образуя прямоугольные отсеки между корпусами, где, например, может временно храниться верхний привод, может устанавливаться компенсатор вертикальной качки или любое другое оборудование. Отсеки можно, кроме того, предпочтительно использовать для ввода оборудования или бурильных труб на осевую линию ствола скважины, если необходимо.
В варианте осуществления буровая установка включает в себя второй пилон вышки, содержащий вертикально проходящую стержневую конструкцию с длиной, шириной и толщиной, длина стержневой конструкции второго пилона вышки больше ширины стержневой конструкции второго пилона вышки, и ширина стержневой конструкции второго пилона вышки больше толщины стержневой конструкции второго пилона вышки, при этом стержневая конструкция второго пилона вышки содержит два удлиненных пустотелых корпуса, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции второго пилона вышки, причем корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки проходят, по существу, параллельно продольной оси стержневой конструкции второго пилона вышки, корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки жестко соединены друг с другом одним или несколькими соединительными элементами, и корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки выполнены с возможностью передачи на судно нагрузок, прикладываемых ко второму пилону вышки, при этом стержневая конструкция второго пилона вышки устанавливается на стороне бурового пола, противоположной стержневой конструкции первого пилона вышки так, что продольная ось стержневой конструкции второго пилона вышки проходит параллельно осевой линии ствола и так, что продольная ось стержневой конструкции второго пилона вышки и осевая линия ствола, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции второго пилона вышки, и при этом второй пилон вышки является дополнительной опорой первого пилона вышки.
Данный вариант осуществления имеет преимущество в том, что дополнительная опора является аналогичной первому пилону вышки и, следовательно, получается более близкое к симметричному конструктивное решение. Другими словами, дополнительная опора реализует преимущества, одинаковые с первым пилоном вышки. Одно из данных преимуществ состоит в том, что корпуса занимают минимальное пространство и что пространство между корпусами можно использовать, например, вводя в них колонны или аксессуары райзера на осевой линии ствола скважины, которые не могут храниться в двух устройствах хранения.
В варианте осуществления первый и второй пилон вышки соединяется друг с другом на своих соответствующих верхних концах, предпочтительно только на своих верхних концах.
В варианте осуществления ширина стержневой конструкции первого пилона вышки и стержневой конструкции второго пилона вышки, если присутствует, является, по существу, равной размеру бурового пола в направлении ширины стержневой конструкции первого пилона вышки, так что устройства хранения располагаются рядом со стержневой конструкцией первого пилона вышки, если смотреть в направлении ширины стержневой конструкции первого пилона вышки. В случае присутствия второго пилона вышки устройства хранения предпочтительно устанавливаются за пределами проекции на виде сверху, образованной рамами первого и второго пилона вышки. В результате этого корпуса устанавливаются на предпочтительных местах между устройствами хранения и осевой линией ствола скважины для несения оборудования, например устройств подачи и укладки труб и т.д., в радиусе действия которых в данном случае находятся устройства хранения и осевая линия ствола скважины. В существующем уровне техники буровая установка часто имеет недостаток в том, что элементы несущей колонны устанавливаются на относительно большом расстоянии от осевой линии ствола скважины.
Предложенная комбинация первого и второго пилона вышки, устройств хранения, расположенных за пределами пространства между рамами первого и второго пилона вышки, и соединение первого и второго пилона вышки друг с другом только на своих соответствующих концах, гарантирует, что вертикально транспортируемые бурильные трубы могут перемещаться между устройствами хранения за пределами указанного пространства и осевой линией ствола скважины, расположенной в указанном пространстве, без помех от первого или второго пилона вышки. На виде сбоку представлено отверстие, которое является достаточно большим для прохода бурильной трубы, при этом высота отверстия между стержневыми конструкциями первого и второго пилона вышки является предпочтительно по меньшей мере равной длине бурильной трубы, которая может храниться в устройствах хранения.
В варианте осуществления буровая установка содержит два дополнительных устройства подачи и укладки труб, каждое из двух дополнительных устройств подачи и укладки труб связано с одним из двух устройств хранения и каждое дополнительное устройство подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством хранения и осевой линией ствола скважины, при этом каждый из корпусов стержневой конструкции второго пилона вышки несет одно из двух дополнительных устройств подачи и укладки труб. Здесь имеется преимущество обеспечения дополнительного резервирования в случае выхода из строя устройства подачи и укладки труб или его вывода из эксплуатации для техобслуживания.
В варианте осуществления буровая установка содержит защищающую от атмосферных воздействий наружную обшивку, окружающую буровой пол, первый пилон вышки, второй пилон вышки и два устройства хранения, при этом обшивку несут корпуса первого и второго пилона вышки. Данное делает буровую установку подходящей для применения в суровых климатических условиях, например в арктических областях. Таким образом, прочность корпуса также используется для несения другого оборудования.
В варианте осуществления буровая установка содержит буровую лебедку и талевый блок для несения верхнего привода, упомянутая буровая лебедка выполнена с возможностью перемещения талевого блока вверх и вниз по осевой линии ствола скважины, при этом буровая установка дополнительно содержит тележку, соединяющуюся с талевым блоком, и направляющие, например рельсы для направления перемещения тележки вдоль первого пилона вышки, проходящие параллельно осевой линии ствола скважины, которые несет корпус стержневой конструкции первого пилона вышки.
В варианте осуществления буровая лебедка располагается снаружи пространства, закрытого защищающей от атмосферных воздействий наружной обшивкой, при этом лебедку можно оборудовать в отдельном отсеке, также защищенном от атмосферных воздействий.
В варианте осуществления устройства хранения являются вращающимися устройствами хранения, предпочтительно с вертикальной колонной и одним или несколькими магазинами для труб, которые несет колонна, а также с приводным двигателем для поворота вращающегося устройства хранения.
В варианте осуществления буровая установка содержит кабину управления для персонала, занятого в бурении, кабина управления располагается по меньшей мере частично под одним из двух устройств хранения на буровом полу или вблизи него.
Здесь специально отмечается, что хотя многие компоненты и оборудование описаны для первого пилона вышки, применение второго пилона вышки как дополнительной опоры делает возможным в подходящем случае несение альтернативно или дополнительно вторым пилоном вышки оборудования или компонентов, описанных выше, которое несет первый пилон вышки. Как пример, устройство подачи и укладки труб или направляющие для тележки талевого блока может нести второй пилон вышки вместо первого пилона вышки, а другие компоненты может нести первый пилон вышки. То есть применение второго пилона вышки, одинакового по конструкции с первым пилоном вышки, является предпочтительным.
Изобретение, кроме того, относится к способу бурения скважины, в котором применяется судно согласно изобретению.
Изобретение описано ниже в неограничивающей форме со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые части указаны одинаковыми позициями и на которых показано следующее.
На Фиг. 1 показано судно, включающее в себя буровую установку, согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг. 2 показан вид сверху с сечениями буровой установки на Фиг. 1.
На Фиг. 3 показано продольное сечение буровой установки для применения на судне согласно другому варианту осуществления изобретения.
На Фиг. 4 показано поперечное сечение буровой установки на Фиг. 3.
На Фиг. 1 и 2 схематично показано судно, включающее в себя буровую установку, согласно варианту осуществления изобретения. На Фиг. 1 показан вид сбоку судна и на Фиг. 2 показан вид сверху с сечениями буровой установки. Для ясности, не все компоненты судна и буровой установки показаны на обеих фигурах.
На Фиг. 1 и 2 показано судно VE с корпусом HU, здесь с одним корпусом, буровой шахтой MP, палубой DE и буровой установкой DI. Буровая установка DI содержит, по существу, прямоугольный буровой пол DF, окружающий вертикально проходящую осевую линию FL ствола скважины и закрывающий по меньшей мере часть буровой шахты MP. Буровой пол DF может представлять собой один конструктивный элемент с отверстием OP для обеспечения прохода бурильных труб по осевой линии FL ствола скважины через буровой пол, но может альтернативно состоять из могочисленных конструктивных элементов, например подвижных крышек люков, которые вместе образуют, по существу, прямоугольный буровой пол с оставленным в нем отверстием между конструктивными элементами по осевой линии ствола скважины. Буровой пол может обеспечивать прямой доступ персоналу к осевой линии ствола скважины. Буровой пол DF может являться подвижным, например, для обеспечения пропуска относительно крупных объектов. Буровой пол DF может являться частью или составлять одно целое с палубой DE судна.
На палубе DE судна расположен первый пилон FDT вышки. Первый пилон вышки содержит вертикально проходящую стержневую конструкцию FR с длиной L, шириной W и толщиной T, где длина L стержневой конструкции первого пилона вышки больше ширины W стержневой конструкции первого пилона вышки и где ширина W стержневой конструкции первого пилона вышки больше толщины T стержневой конструкции первого пилона вышки.
Стержневая конструкция FR содержит два удлиненных пустотелых корпуса CA, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции, здесь направление ширины является параллельным направлению Y, указанному на фиг. 2. Корпуса CA проходят параллельно продольной оси LA стержневой конструкции FR и жестко соединяются друг с другом одним или несколькими соединительными элементами CE. Корпуса CA дополнительно соединяются с палубой DE судна для передачи на судно нагрузок, прикладываемых к первому пилону вышки.
Стержневая конструкция первого пилона вышки устанавливается на первой стороне FS бурового пола так, что продольная ось LA стержневой конструкции FR проходит параллельно осевой линии FL ствола скважины и так, что продольная ось стержневой конструкции и осевая линия ствола скважины, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции. В результате, осевая линия ствола скважины располагается на некотором расстоянии от стержневой конструкции, при этом расстояние от осевой линии ствола скважины до одного из двух корпусов стержневой конструкции является, по существу, равным расстоянию от осевой линии ствола скважины до другого одного из двух корпусов стержневой конструкции.
Поскольку осевая линия ствола скважины отнесена от стержневой конструкции FR, первый пилон FDT вышки может содержать верхнюю часть TP, соединенную со стержневой конструкцией FR для несения оборудования, например оборудования, применяемого для работы с бурильными трубами на осевой линии ствола скважины. Оборудование может, например, содержать талевый блок, который может применяться для несения верхнего привода и который может перемещаться вверх и вниз по осевой линии ствола скважины с помощью буровой лебедки и кронблока, оборудованного на верхней части TP.
Преимущество применения стержневой конструкции, описанной выше, состоит в получении сравнительно легкой и открытой конструкции первого пилона вышки, при этом выполненной с возможностью выдерживать сравнительно большие прикладываемые к ней нагрузки.
Вследствие отнесения осевой линии ствола скважины от стержневой конструкции первого пилона вышки сравнительно большие изгибающие моменты могут воздействовать на стержневую конструкцию. Конструирование стержневой конструкции, расчитанной на воздействие данных изгибающих моментов, может давать в результате утяжеленную стержневую конструкцию. Для предотвращения утяжеления буровая установка предпочтительно содержит дополнительную опору TS пилона, расположенную между палубой судна и поднятой позицией верхнего расположения на первом пилоне вышки. На фиг. 1 дополнительная опора пилона показана в конфигурации, в которой создана со стороны стержневой конструкции, противоположной буровому полу. Однако, альтернативно или дополнительно, дополнительная опора пилона может создаваться со стороны бурового пола первого пилона вышки.
Буровая установка дополнительно содержит два устройства SD хранения, в данном варианте осуществления вращающиеся устройства хранения бурильных труб в вертикальном положении. Два устройства хранения устанавливаются на противоположных сторонах S2, S3 бурового пола так, что устройства хранения и буровой пол центрируются друг с другом в направлении толщины стержневой конструкции первого пилона вышки, данное направление толщины является параллельным оси X, указанной на фиг. 2. Предпочтительно, устройства хранения центрируются с осевой линией ствола скважины в направлении толщины. В варианте вращающихся устройств хранения предпочтительно оси RA вращения устройств хранения, по существу, центрируются с осевой линией ствола скважины. Вращающиеся устройства хранения предпочтительно содержат вертикальную колонну и один или несколько магазинов для труб, которые несет колонна, а также приводной двигатель для поворота вращающегося устройства хранения.
Буровая установка дополнительно содержит два устройства PR1, PR2 подачи и укладки труб, причем каждое устройство подачи и укладки труб связано с одним из двух устройств хранения и каждое устройство подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством хранения и осевой линией ствола скважины. Каждый из корпусов CA стержневой конструкции первого пилона вышки несет одно из двух устройств подачи и укладки труб.
Каждое из устройств PR1, PR2 подачи и укладки труб включает в себя несколько, например два, захватывающих элемента, которые установлены на подвижном устройстве, например шарнирном манипуляторе, обеспечивающем перемещение захватывающего элемента в радиусе R1, R2 действия соответственно для устройств PR1, PR2 подачи и укладки труб снаружи соответствующего корпуса CA, на котором захватывающий элемент установлен.
Некоторые или все захватывающие элементы устройств подачи и укладки труб могут вертикально перемещаться вдоль корпуса CA, например, с помощью связанного с ними троса и лебедки для регулирования высотного положения захватывающего элемента на трубном инструменте, работа с которым проводится.
На Фиг. 3 и 4 показано два вида буровой установки DI, устанавливаемой на борту судна согласно другому варианту осуществления изобретения. На Фиг. 3 показано продольное сечение буровой установки и на Фиг. 4 показано поперечное сечение буровой установки перпендикулярное продольному сечению.
Показаны, по существу, прямоугольный буровой пол DF, окружающий вертикально проходящую осевую линию FL ствола скважины, первый пилон FDT вышки, расположенный на палубе судна, второй пилон SDT вышки, расположенный на палубе судна, два устройства SD хранения и четыре устройства PR1, PR2, PR3, PR4 подачи и укладки труб.
Первый пилон вышки содержит вертикально проходящую стержневую конструкцию FR, длина, ширина и толщина которой не указаны здесь позициями ссылки, но которые являются аналогичными указанным на Фиг. 1 и 2. Длина стержневой конструкции первого пилона вышки больше ширины стержневой конструкции первого пилона вышки, и ширина стержневой конструкции первого пилона вышки больше толщины стержневой конструкции первого пилона вышки. Стержневая конструкция первого пилона вышки содержит два удлиненных пустотелых корпуса CA, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции, причем направление ширины на фиг. 4 параллельно оси Y, указанной на фиг. 4. Корпуса CA проходят по существу параллельно продольной оси LA стержневой конструкции FR первого пилона вышки. Корпуса CA жестко соединяются друг с другом могочисленными соединительными элементами CE, в данном варианте осуществления, по существу, горизонтальными соединительными элементами CE. Корпуса CA дополнительно выполнены с возможностью передачи на судно нагрузок, прикладываемых к первому пилону вышки. Стержневая конструкция FR первого пилона вышки устанавливается на стороне S1 бурового пола так, что продольная ось LA стержневой конструкции FR проходит параллельно осевой линии FL ствола скважины, и так, что продольная ось LA и осевая линия ствола скважины FL, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины, т.e. оси Y на фиг. 4 стержневой конструкции FR.
Второй пилон SDT вышки содержит вертикально проходящую стержневую конструкцию FR2, длина, ширина и толщина которой не указаны здесь позициями ссылки, но которые являются аналогичными указанным на Фиг. 1 и 2 для стержневой конструкции первого пилона вышки. Длина стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки больше ширины стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки, и ширина стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки больше толщины стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки. Стержневая конструкция FR2 второго пилона вышки содержит два удлиненных пустотелых корпуса CA2, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки, т.e. оси Y на Фиг. 4. Корпуса CA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки проходят по существу параллельно продольной оси LA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки. Корпуса CA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки жестко соединяются друг с другом несколькими, в данном варианте осуществления, по существу, горизонтальными соединительными элементами CE2. Корпуса CA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки дополнительно выполнены с возможностью передачи на судно нагрузок, прикладываемых ко второму пилону вышки. Стержневая конструкция FR2 второго пилона вышки устанавливается на стороне S4 бурового пола противоположно стержневой конструкции FR первого пилона вышки так, что продольная ось LA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки проходит параллельно осевой линии FL ствола скважины и так, что продольная ось LA2 стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки и осевая линия ствола скважины FL, по существу, центрируются в направлении ширины стержневой конструкции FR2 второго пилона вышки, т.e. оси Y, указанной на фиг. 4.
Второй пилон вышки предпочтительно действует как дополнительная опора первого пилона вышки, поскольку выполнен с возможностью обеспечить дополнительное сопротивление изгибающим моментам, приложенным к первому пилону вышки. Первый и второй пилоны вышки поэтому соединяются друг с другом на своих верхних концах, образуя верхнюю часть TP, которая закреплена на двух противоположных сторонах, при этом образуется устойчивая и жесткая конструкция. Таким образом, второй пилон вышки располагается между палубой и позицией верхнего расположения на первом пилоне вышки.
Два устройства хранения выполнены с возможностью хранения бурильных труб в вертикальном положении и каждое содержит вертикальную колонну VC и один или несколько магазинов FB с пазами для приема бурильных труб. Приводной двигатель (не показано) оборудован для поворота вертикальной колонны, включающей в себя магазины для труб, для установки бурильных труб в устройствах хранения в нужное положение по отношению к устройствам PR1-PR4 подачи и укладки труб. Два устройства хранения устанавливаются на противоположных сторонах S2, S3 бурового пола так, что устройства хранения и буровой пол центрируются друг с другом в направлении толщины стержневой конструкции FR первого пилона вышки, т.e. они центрируются в направлении, параллельном оси X, как указано на фиг. 4.
Каждое из устройств PR1-PR4 подачи и укладки труб связано с одним из двух устройств SD хранения и каждое из устройств PR1-PR4 подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством SD хранения и осевой линией FL ствола скважины. Каждый из корпусов CA, CA2 соответствующих стержневых конструкций FR, FR2 первого и второго пилона вышки несет одно из четырех устройств PR1-PR4 подачи и укладки труб. В существующем уровне техники устройства подачи и укладки труб включают в себя элемент вертикальной колонны, несущий могочисленные захватывающие элементы, где захватывающие элементы могут поворачиваться вокруг вертикальной оси вращения с помощью поворота элемента вертикальной колонны.
В данном варианте осуществления элемент вертикальной колонны исключен, захватывающие элементы GM установлены на корпусах CA, CA2 и индивидуально поворачиваются вокруг вертикальной оси VRA вращения относительно корпусов CA, CA2 соответствующими исполнительными механизмами. Для синхронизации поворота захватывающих элементов GM может обеспечиваться соответствующая система управления, в которой измеряется угол поворота захватывающих элементов, и исполнительные механизмы приводятся в действие на основе измеренного угла поворота и требуемого угла поворота.
Захватывающие элементы GM устройств подачи и укладки труб установлены на подвижном устройстве, здесь шарнирный манипулятор AA, обеспечивающем перемещение соответствующего захватывающего элемента GM в радиусе действия снаружи корпуса CA, CA2. На фиг. 4 захватывающие элементы GM устройства PR1 и PR3 подачи и укладки труб показаны в выдвинутом положении, соответственно на осевую линию FL ствола скважины и в устройство SD хранения, и захватывающие элементы GM устройства PR2 и PR4 подачи и укладки труб показаны в убранном положении. Таким образом, устройства подачи и укладки труб выполнены с возможностью перемещения бурильных труб между одним из устройств хранения и осевой линией ствола скважины. С помощью создания четырех устройств подачи и укладки труб, по два на устройство хранения, обеспечивается резервирование в случае выхода из строя одного из устройств подачи и укладки труб.
Буровая установка, Фиг. 3 и 4, дополнительно снабжается защищающей от атмосферных воздействий наружной обшивкой WPC, окружающей буровой пол, первую буровую опору, вторую буровую опору и два устройства хранения, таким образом защищающей данные компоненты и пространства между ними от внешних погодных условий, что делает буровую установку подходящей для использования в суровых климатических условиях, например в арктических областях. Защищающая от атмосферных воздействий наружная обшивка предпочтительно прикрепляется только к корпусам CA, CA2 первого и второго пилона вышки.
Буровая установка дополнительно содержит буровую лебедку в виде лебедки WI и канаты C, данные канаты C проходят с лебедки на кронблок CB и талевый блок TB через компенсатор HC вертикальной качки. Талевый блок TB установлен на тележку TR, которая направляется для перемещения вверх и вниз по первому пилону вышки по рельсам R, которые крепятся к соответствующим корпусам CA стержневой конструкции первого пилона вышки. Талевый блок выполнен с возможностью несения верхнего привода TD для производства бурения. Верхний привод TD может временно храниться между корпусами CA стержневой конструкции первого пилона вышки на площадке, указанной позицией SL. На площадке SL представлено устройство MD для перемещения верхнего привода между осевой линией ствола скважины и площадкой SL.
Применение площадок SL становится возможным, поскольку соединительные элементы CE, CE2 являются по существу горизонтальными и также только они являются соединительными элементами между соответствующими корпусами CA, CA2, таким образом образуя прямоугольные отсеки, которые можно предпочтительно использовать для хранения оборудования, например верхнего привода, но также для стационарного оборудования, например компенсатора вертикальной качки или электронного оборудования. Соединительные элементы CE, CE2 могут являться пустотелыми корпусами для экономии веса не за счет прочности.
Талевый блок TB, тележка TR и верхний привод TD также показаны в нижнем положении на осевой линии ствола скважины для демонстрации досягаемости буровой лебедки.
Лебедка WI предпочтительно расположена снаружи пространства, огороженного защищающей от атмосферных воздействий наружной обшивкой WPC, в данном случае за его пределами, так что в случае заполнения пространства газом шансы воспламенения газа от лебедки минимизированы. Для защиты лебедки от атмосферных воздействий лебедка может размещаться в отдельном защищенном от атмосферных воздействий отсеке.
Буровая установка дополнительно содержит кабину CN управления под каждым устройством хранения, часть кабины показана на фиг. 4. В кабинах управления может работать персонал буровой, управляющий операциями бурения на осевой линии ствола скважины и буровой установкой в целом, преимущество данного местоположения состоит в том, что оно обеспечивает хороший обзор для наблюдения за буровыми работами, не требуя много места. Устройствами подачи и укладки труб можно управлять так, что при работе с бурильными трубами трубы никогда не находятся над одной из двух кабин управления по соображениям безопасности.
1. Судно, включающее в себя буровую установку для бурения скважины, например нефтяной, газовой или термальной скважины, с помощью данной установки, которая содержит:
по существу, прямоугольный буровой пол, окружающий вертикально проходящую осевую линию ствола скважины;
первый пилон вышки, расположенный на палубе судна, при этом первый пилон вышки содержит вертикально проходящую стержневую конструкцию с длиной, шириной и толщиной, причем длина стержневой конструкции больше ширины стержневой конструкции и ширина стержневой конструкции больше толщины стержневой конструкции, при этом стержневая конструкция содержит два удлиненных пустотелых корпуса, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции, причем корпуса проходят, по существу, параллельно продольной оси стержневой конструкции и жестко соединены друг с другом одним или несколькими соединительными элементами, при этом корпуса выполнены с возможностью передачи на судно нагрузок, прикладываемых к первому пилону вышки, при этом стержневая конструкция первого пилона вышки установлена на стороне бурового пола так, что продольная ось стержневой конструкции проходит параллельно осевой линии ствола скважины и так, что продольная ось и осевая линия ствола скважины, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции;
дополнительную опору пилона вышки, расположенную между палубой судна и позицией верхнего расположения на первом пилоне вышки;
два устройства хранения для хранения бурильных труб в вертикальном положении;
два устройства подачи и укладки труб, причем каждое устройство подачи и укладки труб соединено с одним из двух устройств хранения и каждое устройство подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством хранения и осевой линией ствола скважины, при этом два устройства хранения установлены на противоположных сторонах бурового пола так, что устройства хранения и буровой пол центрируются друг с другом в направлении толщины стержневой конструкции первого пилона вышки и при этом каждый из корпусов стержневой конструкции первого пилона вышки несет одно из двух устройств подачи и укладки труб.
2. Буровая установка по п. 1, включающая в себя второй пилон вышки, содержащий вертикально проходящую стержневую конструкцию с длиной, шириной и толщиной, причем длина стержневой конструкции второго пилона вышки больше ширины стержневой конструкции второго пилона вышки и ширина стержневой конструкции второго пилона вышки больше толщины стержневой конструкции второго пилона вышки, при этом стержневая конструкция второго пилона вышки содержит два удлиненых пустотелых корпуса, расположенных рядом друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции второго пилона вышки, причем корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки проходят, по существу, параллельно продольной оси стержневой конструкции второго пилона вышки и жестко соединены друг с другом одним или несколькими соединительными элементами, при этом корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки выполнены с возможностью передачи на судно нагрузок, прикладываемых ко второму пилону вышки, при этом стержневая конструкция второго пилона вышки установлена на стороне бурового пола противоположно стержневой конструкции первого пилона вышки так, что продольная ось стержневой конструкции второго пилона вышки проходит параллельно осевой линии ствола скважины и так, что продольная ось стержневой конструкции второго пилона вышки и осевая линия ствола, по существу, центрируются друг с другом в направлении ширины стержневой конструкции второго пилона вышки, при этом второй пилон вышки является опорой первого пилона вышки.
3. Буровая установка по п. 2, в которой первый и второй пилон вышки соединены друг с другом на своих соответствующих верхних концах.
4. Буровая установка по п. 2, содержащая два дополнительных устройства подачи и укладки труб, причем каждое из двух дополнительных устройств подачи и укладки труб соединено с одним из двух устройств хранения и каждое дополнительное устройство подачи и укладки труб выполнено с возможностью перемещения бурильных труб между связанным с ним устройством хранения и осевой линией ствола скважины, при этом каждый из корпусов стержневой конструкции второго пилона вышки несет одно из двух дополнительных устройств подачи и укладки труб.
5. Буровая установка по п. 2, содержащая защищающую от атмосферных воздействий наружную обшивку, окружающую буровой пол, первый пилон вышки, второй пилон вышки и два устройства хранения, при этом обшивку несут корпуса первого и второго пилона вышки.
6. Буровая установка по п. 1, содержащая буровую лебедку и талевый блок для несения верхнего привода, причем буровая лебедка выполнена с возможностью перемещения талевого блока вверх и вниз по осевой линии ствола скважины, при этом буровая установка дополнительно содержит тележку, соединяющуюся с талевым блоком, и рельсы, проходящие параллельно осевой линии ствола скважины и закрепленные на корпусе стержневой конструкции первого пилона вышки для направления перемещения тележки вдоль первого пилона вышки.
7. Буровая установка по п. 1, в которой корпуса стержневой конструкции первого пилона вышки жестко соединены друг с другом одним или несколькими, по существу, горизонтальными соединительными элементами, предпочтительно только одним или несколькими, по существу, горизонтальными соединительными элементами.
8. Буровая установка по п. 2, в которой корпуса стержневой конструкции второго пилона вышки жестко соединены друг с другом одним или несколькими, по существу, горизонтальными соединительными элементами, предпочтительно только одним или несколькими, по существу, горизонтальными соединительными элементами.
9. Буровая установка по п. 1, в которой по меньшей мере один из одного или нескольких соединительных элементов является пустотелым корпусом.
10. Буровая установка по п. 6, в которой буровая лебедка представляет собой лебедку, расположенную снаружи пространства, окруженного защищающей от атмосферных воздействий наружной обшивкой.
11. Буровая установка по п. 1, в которой устройства хранения являются вращающимися устройствами хранения, предпочтительно с вертикальной колонной и одним или несколькими магазинами для труб, которые несет колонна, а также с приводным двигателем для поворота вращающегося устройства хранения.
12. Буровая установка по п. 1, содержащая кабину управления для персонала, занятого в бурении, причем кабина управления расположена по меньшей мере частично под одним из двух устройств хранения.
13. Буровая установка по п. 1, в которой стержневая конструкция первого пилона вышки содержит пространство между двумя корпусами стержневой конструкции первого пилона вышки для временного размещения оборудования, например верхнего привода.
14. Способ бурения скважины, в котором применяется судно по п. 1.
