[发明专利]模块化钻机系统

说明书

技术领域

本发明涉及模块化钻机系统。

背景技术

模块化钻机已用于油气工业(近海钻井工业和陆上)相当长的时间。这种模块化钻机的早期的例子描述于US 3,228,151中。在该文献中，公开了一种钻井设备，其包括具有基底的基底子结构、可提升钻台和两者之间的用于升高钻台的装置(优选可铰接支柱)。提供支座，所述支座具有从所述子结构向上延伸的后支柱和在所述子结构的前方向下延伸的前支柱，且枢转装置支撑所述前支柱。所述支座可在所述枢转装置上摇摆。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种更有效的模块化钻机系统。

根据本发明，这可由一种由多个构件组成的模块化可变形钻机系统实现，所述系统可在运输模式与操作模式之间变形，在所述运输模式中，所述系统的构件可由车辆运输，在所述操作模式中，将所述构件组装成适配成钻入地下井心中的钻机，所述系统包括：

-钻机支座，所述钻机支座可在基本上水平的连接位置与在井心上方基本上竖直的操作位置之间移动，所述钻机支座具有顶端和底脚，

-基底结构，所述基底结构适配成以操作模式设置于接近井心的表面上，以在其上支撑钻机，所述基底结构包括适配成设置于接近井心的表面上的横梁，

-底座，所述底座适配成在其基本上水平的连接位置中在其下端围绕底座枢转轴线枢转连接至所述基底结构，优选枢转连接至所述横梁；所述底座可操作而在基本上水平的连接位置与基本上竖直的操作位置之间枢转；所述底座适配成在基本上水平的连接位置中连接至所述钻机支座的底脚，并适配成在基本上竖直的操作位置中支撑井心上方的钻机支座；

-至少一个驱动组件，所述至少一个驱动组件在基本上水平的连接位置与基本上竖直的操作位置之间枢转作为一个单元的经连接的底座和钻机支座，从而在竖直操作位置中将所述钻机支座设置于井心上方，

-管道装载机，所述管道装载机用于将诸如钻管和/或隔水管的管道装载至钻机支座中，

其中所述基底结构还包括适配成设置于与所述横梁相邻的表面上的至少两个细长基底单元，所述基底单元可各自连接至所述横梁而形成当从上方观察时的C形布置，在侧面的C的支柱远离井心，使得所述基底单元并排延伸，且基底单元之间的间隔的尺寸形成为接收运载钻机支座的在其基本水平的连接位置中的至少底脚部分的车辆，使得所述钻机支座的底脚布置在所述基底单元之间，并可连接至在其基本上水平的连接位置中的底座，并且尺寸形成为在由经连接的底座和钻机支座形成的单元枢转至基本上竖直的操作位置之后接收管道装载机。

当从上方观察时形成C形布置的基底结构的构造是有利的，这是因为可自由到达井心，例如用以设置BOP(防喷器)。另一优点在于，可允许所述钻机系统远离井心移动，例如移动至附近的另一井心。当所述基底结构设置有如同一申请人的申请PCT/NL2013/050026(所述申请以引用方式并入本文)中所述的位移系统时，这是特别有利的。在现有技术的钻机系统中，应用完全围绕井心的支撑钻机支座的基底结构。而且，已知的是与钻机支座相对，与井心相邻设置绞车或管道装载机。另一优点在于增加的安全性：在组装和安装钻机系统的过程中不会扰动灵敏的井心。

优选地，模块化可变形钻机系统的构件(至少基底结构和支座)具有允许构件在车辆(例如卡车，例如拖车)上在路上运输的尺寸。特别地，大多数构件(例如支撑梁、基底单元、位移装置、支座部段、管道装载机等)的最大尺寸对应于标准ISO货物集装箱的那些最大尺寸。一个或多个构件可能设置有ISO角件，以在运输过程中固定构件，也可能用于钻机的组装。甚至更优选地，构件也具有有限的每个构件的重量，例如25吨的每个构件的最大重量。这种有限的重量可有利于运输，并能够快速组装和拆卸根据本发明的钻机。

根据本发明的模块化可变形钻机系统可变形至操作模式，在操作模式中，组装构件以形成钻机。在操作模式中，本发明的钻机优选适用于提取天然资源(如地下水、天然气或石油)、将流体从表面注入地下储层或者地下地层评估或监测的钻井过程。在地球表面钻探的孔(天然资源通过所述孔提取)称为井心。在实践中，在单个钻井地点可存在多个井心。