雙井架抗冰型自升式鉆井單元制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種抗冰型自升式鉆機(jī)，其可延長在北極海上淺水或易結(jié)冰地區(qū)的鉆井季節(jié)。本發(fā)明專利技術(shù)鉆機(jī)將像傳統(tǒng)自升式鉆機(jī)一樣工作，同時在開放水域使船體從水中頂舉起來。然而，在結(jié)冰條件的情況下，所述船體被下放到水中，進(jìn)入防冰構(gòu)造。所述船體特別地成型，其下部是海冰彎曲表面，以在處于所述防冰構(gòu)造時彎曲和破裂與所述船體接觸的海冰。此外，所述抗冰型自升式鉆機(jī)包括至少兩個井架，以使勘探效率翻倍，并降低相關(guān)成本。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及移動式海上鉆井單元，通常稱為“自升式”鉆井單元或鉆機(jī)，其用于淺水，通常小于400英尺，用于油氣的勘探或開發(fā)鉆井。
技術(shù)介紹
在對油氣的不斷搜尋中，已開發(fā)許多技術(shù)來尋找新的油藏和資源，并且為了尋找新發(fā)現(xiàn)，已搜遍世界上大部分地區(qū)。很少有人期望在靠近人口密集地區(qū)和容易到達(dá)的地方仍然能找到任何較大的、未被發(fā)現(xiàn)的資源。取而代之，是在更具挑戰(zhàn)性并難以抵達(dá)的地區(qū)找到新的大儲量。一個極有可能的地區(qū)是在北極海上。然而，北極寒冷、遙遠(yuǎn)，且水上的海冰對勘察油氣造成相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。多年來，普遍認(rèn)為對于每個可盈利的井必須鉆出六個無法盈利的井。如果這實際上是真的，那么肯定希望鉆出無法盈利的井不那么昂貴。然而，在北極，沒有什么是不昂貴的。目前，在如北極的天氣寒冷之地的淺水中，從自升式或移動式海上鉆井單元(MODU)的勘探鉆井可在短期，開放水域的夏季使用約45到90天。預(yù)測鉆井季節(jié)何時開始和結(jié)束是一種機(jī)率游戲，并且已采取許多努力來確定自升式平臺何時可安全地拖曳到鉆井位置以及何時可開始鉆井。一旦開始，具有相當(dāng)?shù)木o迫性來完井以避免不得不在完井之前海冰侵入的情況下斷開并退出。即使在幾周的開放水域期間，浮冰對所在位置上的自升式鉆機(jī)存在顯著危害，并且自升式鉆機(jī)的樁腿暴露，并且很容易受損壞。自升式鉆機(jī)是移動式、自起升、海上鉆井和修井平臺，配備有樁腿，其可下放到海床，直到建立基礎(chǔ)以支撐船體為止，其含有鉆井和/或修井設(shè)備，升降系統(tǒng)、船員倉、裝載和卸載設(shè)施、塊體和液體材料的存儲區(qū)、直升機(jī)降落甲板和其它相關(guān)設(shè)備。自升式鉆機(jī)被設(shè)計用來拖曳到鉆井點并從水中頂舉出來，使得波浪作用僅影響具有相當(dāng)小的橫截面的樁腿。然而，自升式平臺的樁腿提供很小的針對浮冰碰撞的防御，且任意較大尺寸的浮冰能夠?qū)е乱粋€或多個樁腿的結(jié)構(gòu)性損壞，和/或?qū)@機(jī)推離所在位置。如果這種類型的情況在鉆井操作暫停并且已完成適當(dāng)?shù)撵柟毯蜅壘鞍l(fā)生，那么可能會出現(xiàn)油氣泄漏。在石油和天然氣產(chǎn)業(yè)中，即使是很小的這種泄漏風(fēng)險對于監(jiān)管機(jī)構(gòu)以及對于公眾來說也是完全不能接受的。因此，一旦確定在這個短季期間已鉆出潛在可盈利的井，可將非常大、基于重力的生產(chǎn)系統(tǒng)或類似結(jié)構(gòu)引入，并設(shè)置在海床上以用于鉆井和生產(chǎn)油氣的長期過程。這些基于重力的結(jié)構(gòu)非常大且非常昂貴，但是被建造用來承受常年的冰力。US4819730公開一種浮動工作平臺，其具有在其上提供的兩個井架。然而，所述專利涉及半潛式船只，如鉆井船。與自升式鉆機(jī)不同，半潛式船只本質(zhì)上受制于波浪和浮冰的影響兩者，且因此無法承受北極的極端條件。EP1094193公開一種海上鉆井船，其具有雙活動鉆井總成，使得在實質(zhì)深水中鉆井所涉及的時間可縮短。然而，這個專利也涉及無法在北極的惡劣天氣條件下維持所需的高穩(wěn)定性的鉆井船。此外，所公開的雙活動鉆井總成一次僅可以鉆一個井，出于勘探和生產(chǎn)目的，尤其在僅可用非常窄的操作窗口之處，這在本質(zhì)上是低效的。US6491477描述具有雙懸臂總成的自起升鉆井單元，其允許在小平臺上雙鉆井，其中每個鉆井單元可按8X8間隔運行。然而，這種鉆機(jī)仍然受制于變幻莫測的天氣，并且沒有解決北極或北海鉆井中存在的海冰問題。因此，需要一種可同時承受在北極的極端條件并提供高效勘探能力和移動性的鉆井系統(tǒng)和方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種改進(jìn)的自升式鉆機(jī)，其用于在海上區(qū)域中潛在結(jié)冰條件下對油氣進(jìn)行勘探鉆井，其包括浮動船體，所述浮動船體在其甲板上具有兩個井架，以及浮動船體的防冰形狀或部分，其用于彎曲和破裂海冰，或使海冰偏離樁腿。對于一些實施方案，浮動船體包括沿著其下部且圍繞浮動船體的外圍延伸的海冰彎曲形狀。海冰彎曲形狀從船體靠近甲板水平或其底部的區(qū)域延伸，且向下延伸，且在靠近底部處向內(nèi)漸縮。抗冰船體可使鉆井季節(jié)增加一倍或兩倍，且因此價值是巨大的。海冰彎曲形狀可包括任選的海冰偏轉(zhuǎn)部分，其繞底部海冰彎曲形狀的底部周邊延伸以在船體周圍而非船體下方引導(dǎo)海冰。這個偏轉(zhuǎn)部分是大致垂直的，但可以在偏離垂直5度到10度內(nèi)，且可具有任選的漏斗形向外最底端。這種海冰偏轉(zhuǎn)部分可以是浮動船體的部分(因此增加浮力體積)，或可作為突出邊緣從浮動船體向下懸垂。一般而言，出于制造便利和成本考慮，船體的海冰彎曲部分由平板(舭緣)組成，但是這不是必需的，且平滑彎曲表面和其組合也包括在本專利技術(shù)的范疇內(nèi)。鉆機(jī)還包括定位在船體周邊內(nèi)的至少三個或四個樁腿，其中樁腿被配置用來從海床提起，使得鉆機(jī)可被拖曳通過淺水，并且還延伸到海床，并進(jìn)一步延伸以將船體部分或完全從水中提起。升降機(jī)構(gòu)與每個樁腿相關(guān)，并用于按需要升高和降低樁腿。樁腿可以是開放式桁架腿-一種類似由縱橫交錯的管狀型鋼制成的電塔的設(shè)計。樁腿也可以是由大型鋼管制成的柱形腿。雖然制造柱形腿比開放式桁架腿更廉價，但是其較不穩(wěn)定，且無法像開放式桁架腿這樣良好地適應(yīng)水中的應(yīng)力。有鑒于此，在測量大于250英尺深的水中不使用柱形腿自升式平臺。自升式鉆機(jī)還包括安裝在甲板上的至少兩個井架。井架定位在甲板的相同側(cè)，或針對改進(jìn)平衡，優(yōu)選地定位在甲板的相對側(cè)。在兩個井架定位在甲板相同側(cè)的情況中，可在與兩個井架相對的甲板相對側(cè)上提供附加平衡構(gòu)件，但如果單個平衡構(gòu)件適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉趦烧咧g，那么可能不需要附加平衡構(gòu)件。在這個實施方案中，可利用至少四個樁腿。雙井架系統(tǒng)尤其在利用方向鉆井時使鉆機(jī)的鉆井潛能翻倍。自升式鉆機(jī)可以是槽口式自升式平臺，也稱為鍵槽式自升式平臺。鉆井槽口自升式平臺建有鉆井甲板中的開口或月池，且井架定位在其上。然而，優(yōu)選的設(shè)計是懸臂自升式平臺。在此，鉆井井架安裝在從鉆井甲板向外延伸的臂上。在使用懸臂自升式平臺的情況下，可通過現(xiàn)有平臺以及在其外部進(jìn)行鉆井。由于懸臂所提供的運動范圍，過去十年內(nèi)所建的大多數(shù)自升式平臺是懸臂自升式平臺。本專利技術(shù)還涉及一種用于在易結(jié)冰的水中勘探或開發(fā)鉆井的方法，其中鉆出井以確定海底油藏中油氣儲量的存在和經(jīng)濟(jì)可行性。所述方法包括將浮動船體拖曳到勘察點，所述浮動船體在其上部具有相對平坦的甲板和沿著其下部的海冰彎曲形狀。所述海冰彎曲形狀向下和向內(nèi)漸縮。至少三個樁腿定位在船體周邊內(nèi)。每個樁腿向下頂舉使得樁腿接合海床，并且當(dāng)海冰沒有威脅到鉆機(jī)時將船體提起并完全從水中提出來。抗冰船體也可以下放到水中，進(jìn)入防冰型構(gòu)造，使得海冰彎曲形狀在海平面上方和下方兩者延伸，以彎曲和破裂抵靠鉆機(jī)而浮動的任何海冰。從雙井架鉆井可在這些階段的任一者期間發(fā)生，且因此鉆井潛能尤其在兩個井架上利用不同方向的方向鉆井時，比單甲板、無邊緣的鉆機(jī)設(shè)計改進(jìn)至少400%到600% ο如本文中所使用，術(shù)語“海冰彎曲”指浮動抗冰船體的形狀和船體與海水之間的角度，其被設(shè)計成使得與抗冰船體接觸的海冰將由于由海冰彎曲形狀的局部限制和由海水施加的持續(xù)浮力而被彎曲并破裂成更小海冰。這些相反的力導(dǎo)致應(yīng)力積聚和海冰破裂。因此，海冰彎曲船體大致隨深度向內(nèi)延伸，使得越高的部分越大，且越低的部分越小，就如錐形船的船體。如本文中所使用，“淺水”指具有距海床不大于400英尺的深度的水。除非上下文另外指示，否則詞“一(a或an)”的使用，當(dāng)在權(quán)利要求或本說明書中與術(shù)語“包括”結(jié)合使用時，意味著一個或多于一個。術(shù)語“約”意味著所述的值加上或減去測量誤差幅度，或如果沒有指示測量方法，那么加上或減去10%。除非明確指示僅指替代本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·G·諾布爾，R·S·謝弗，D·P·伯塔，Y·Y·周，T·O·章，K·S·傅，C·K·柯，C·王，
申請(專利權(quán))人：科諾科飛利浦公司，吉寶岸外與海事科技中心私人有限公司，
類型：
國別省市：