本發(fā)明涉及一種用于實(shí)施與海底鉆井孔相關(guān)的作業(yè)(例如海底鉆井孔鉆探)的海上鉆探系統(tǒng)，包括經(jīng)受由于波浪而導(dǎo)致的波浪升沉運(yùn)動(dòng)的浮式鉆探船。

本發(fā)明還涉及一種適用于在所述系統(tǒng)中使用的浮式鉆探船和利用該系統(tǒng)來(lái)實(shí)施的方法。

背景技術(shù)：

在例如由本申請(qǐng)人進(jìn)行市場(chǎng)銷售的領(lǐng)域中，海上鉆探船已知包括：

-經(jīng)受波浪升沉運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)船體，該船體包括船井，

-鉆塔，其在船井處或者在船井附近，

-管柱起吊設(shè)備，該管柱例如為鉆柱，

-起吊設(shè)備包括：

o主起吊絞車和連接至所述絞車的主纜索，

o起重定滑輪和動(dòng)滑輪，該動(dòng)滑輪以所述主纜索的多級(jí)下降布置的方式而被懸掛在所述起重定滑輪上，其中動(dòng)滑輪適配為使管柱(例如鉆柱)沿著作業(yè)線而被懸掛在其上，所述動(dòng)滑輪例如具有被適配為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆柱的中間頂部驅(qū)動(dòng)，

-波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，其適配成為動(dòng)滑輪提供波浪升沉補(bǔ)償，所述波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)包括在所述主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上的主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，連接至所述主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪的被動(dòng)和/或主動(dòng)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，

-立管張緊系統(tǒng)，其適配為連接至沿著海底鉆井孔與所述船之間的作業(yè)線延伸的立管，所述立管張緊系統(tǒng)包括張緊環(huán)和連接至所述張緊環(huán)的張緊構(gòu)件。

在已知的實(shí)施方案(例如在US6595494中所公開的實(shí)施方案)中，動(dòng)滑輪波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)包括兩個(gè)主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，每個(gè)主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪都處于一個(gè)主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，這些滑輪中的每一者都安裝在補(bǔ)償器工作缸的桿上，這些工作缸能夠經(jīng)由中間液壓/氣體隔離缸而連接至氣體緩沖器。

在海上鉆探領(lǐng)域中，還已知利用滑動(dòng)接頭，也被稱為伸縮接頭。通常地，滑動(dòng)接頭具有下部滑動(dòng)接頭外筒和上部滑動(dòng)接頭內(nèi)筒，其中下部外筒適配為連接至立管的延伸至到海底鉆井孔至立管的固定長(zhǎng)度部段。在已知的實(shí)施方案中，滑動(dòng)接頭設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，例如設(shè)置有液壓致動(dòng)銷，其適配為在折疊的位置上鎖定滑動(dòng)接頭。已知的滑動(dòng)接頭在折疊和鎖定位置下比在動(dòng)態(tài)行程模式下提供更高的壓力等級(jí)。例如，滑動(dòng)接頭已知具有一個(gè)或者多個(gè)金屬對(duì)金屬的高壓密封件，它們?cè)谡郫B和鎖定位置下起作用，而在動(dòng)態(tài)模式下，一個(gè)液壓致動(dòng)的低壓密封件或者若干低壓密封件起作用。

在海上鉆探領(lǐng)域中，已知立管張緊系統(tǒng)的張緊環(huán)連接至滑動(dòng)接頭的外筒。已知的張緊系統(tǒng)包括鋼絲纜繩張緊系統(tǒng)，其中鋼絲纜繩在船上從張緊環(huán)延伸至張緊器。還已知直動(dòng)式立管張緊系統(tǒng)，其中多缸單元直接與張緊環(huán)接合。

在鉆探領(lǐng)域中，所謂的封閉循環(huán)方法逐漸引起注意，例如，就(例如在鉆探的過(guò)程中)鉆井孔之內(nèi)的壓力控制改進(jìn)方面而言。為此目的，將通常位于滑動(dòng)接頭上方的旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備(RCD)設(shè)置成封閉在上立管構(gòu)件與穿過(guò)立管延伸的管柱之間的環(huán)。在RCD下方的一個(gè)或者多個(gè)井口自噴構(gòu)件，或者與RCD形成整體的一個(gè)或者多個(gè)井口自噴構(gòu)件允許連接一個(gè)或者多個(gè)軟管連接，從而使得環(huán)形流體流(例如返出泥漿)能夠被輸送至船。由于通過(guò)RCD而形成環(huán)形區(qū)域密封，因而能夠?qū)Νh(huán)形區(qū)域中的流體壓力進(jìn)行控制(例如就諸如控制壓力鉆探的技術(shù)方面而言)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的目的在于在進(jìn)行海底鉆井孔鉆探的過(guò)程中提供改進(jìn)的鉆井孔壓力控制。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于例如在鉆探項(xiàng)目的效率、鉆探工作人員效果等方面改進(jìn)如上所述的裝置在實(shí)踐中的使用。

本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，其特征在于，船還設(shè)置有纜索連接系統(tǒng)，該纜索連接系統(tǒng)包括：

o滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器，其適配為固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒，

o連接纜索絞車和連接纜索，

o頂部滑輪組件和移動(dòng)底部滑輪組件，頂部滑輪組件被支撐在船的船體上的位于船井中或者船井上方的固定的操作位置上，而移動(dòng)底部滑輪組件固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器，

其中連接纜索在頂部滑輪組件與底部滑輪組件之間以多級(jí)下落的方式布置的方式延伸，

o連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，其處于連接纜索絞車與頂部滑輪組件之間的路徑上，

其中，主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪和連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪為機(jī)械方式地相互連接，從而允許其同步運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明中，在滑動(dòng)接頭未鎖定的情況下，能夠通過(guò)吸收船的波浪升沉運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)接頭來(lái)實(shí)施與海底鉆井相關(guān)的操作。這優(yōu)選地由被保持在船井上方的固定位置上的鉆臺(tái)工作甲板來(lái)完成。

在滑動(dòng)接頭處于折疊和鎖定位置的情況下，移動(dòng)底部滑輪組件已經(jīng)相對(duì)于立管而處于固定，從而相對(duì)于海底處于固定。當(dāng)船經(jīng)受起伏時(shí)，頂部滑輪組件與底部滑輪組件之間的距離將會(huì)由于波浪升沉運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。結(jié)果是，連接纜索的運(yùn)動(dòng)將會(huì)疊加到波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，該波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)提供動(dòng)滑輪的波浪升沉補(bǔ)償。因而在滑動(dòng)接頭鎖定時(shí)，動(dòng)滑輪的有效、精準(zhǔn)且可靠的波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)行。當(dāng)未鎖定時(shí)，該滑輪補(bǔ)償系統(tǒng)仍然存在且可操作，但是沒有由聯(lián)接至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒的連接纜索導(dǎo)致的疊加效果更加有利。

本發(fā)明系統(tǒng)(當(dāng)滑動(dòng)接頭鎖定時(shí))在RCD將立管與鉆柱或者其他管柱之間的環(huán)形部密封的情況下，允許例如較高精確度的波浪升沉補(bǔ)償。在這種狀況下，且滑動(dòng)接頭鎖定并且具有RCD時(shí)，立管內(nèi)的流體容積已經(jīng)有效地變成固定容積，任何波浪升沉運(yùn)動(dòng)或者殘留的波浪升沉運(yùn)動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致這種固定容積的流體的主要壓力變化。本發(fā)明的系統(tǒng)允許使這種壓力變化(如果有的話)保持在有限的且可接受的水平。

在一個(gè)實(shí)施方案中，船設(shè)置有豎直移動(dòng)的工作甲板，其在包括下固定位置的移動(dòng)范圍內(nèi)豎直移動(dòng)，其中工作甲板用作為滑動(dòng)接頭未鎖定時(shí)的固定鉆臺(tái)甲板，移動(dòng)范圍還包括位于比所述下固定位置更高處的波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍。在該波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍內(nèi)，工作甲板能夠相對(duì)于船的船體進(jìn)行波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括上立管部段，其適配為安裝在立管上且從滑動(dòng)接頭向上延伸至少至所述工作甲板的下固定位置上方，優(yōu)選地延伸至波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍。

優(yōu)選地，所述工作甲板適配為放置在上立管部段上，優(yōu)選地所述上立管部段是所述工作甲板的唯一的豎直負(fù)載支撐。后者的實(shí)施方案的優(yōu)勢(shì)在于，例如對(duì)于在所述上立管部段中通向任何裝置的管路或者其他(電)線路而言，對(duì)于泥漿管線等而言能夠最優(yōu)地到達(dá)上立管部段。例如，這種裝置能夠是一個(gè)或者多個(gè)RCD、轉(zhuǎn)向器、BOP等。

優(yōu)選地，船設(shè)置有鉆機(jī)艙甲板和位于其上的鉆機(jī)艙，工作甲板的下固定位置處在所述鉆機(jī)艙甲板的水平處。這例如使得在滑動(dòng)接頭折疊且鎖定的情況下操作時(shí)，并且工作甲板在波浪升沉運(yùn)動(dòng)中處在升高的波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償范圍內(nèi)時(shí)，允許在所述艙室內(nèi)的鉆探工作人員直接觀察上立管部段中的裝置以及附接至所述裝置的管路。

本發(fā)明的系統(tǒng)還能夠?qū)嵤槭沟锰幱诓ɡ松吝\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模式中的工作甲板自身的重量及位于其上的負(fù)載(如果有的話)不放置在上部立管部段上或者不完全放置在上立管部段上。那么則工作甲板設(shè)置有向下依附的甲板架，移動(dòng)底部滑輪組件連接至所述向下依附的甲板架的下端。這種甲板架可以是例如包括豎直支架、格狀工件等。

優(yōu)選地，工作甲板在其中具有與作業(yè)線對(duì)齊的開口，所述開口的尺寸至少允許延伸到立管中并通過(guò)所述立管的管柱通過(guò)。

優(yōu)選地，工作甲板設(shè)置有管柱懸掛設(shè)備，例如為鉆探領(lǐng)域已知的滑動(dòng)件的設(shè)備。

工作甲板可以設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)。

優(yōu)選地，頂部滑輪組件在其固定操作位置時(shí)處在工作甲板下方的水平處，例如頂部滑輪組件在其下固定位置時(shí)處在工作甲板下方，以其固定的布置。如果需要，則頂部滑輪組件能夠在其固定的操作位置和縮回(例如在側(cè)方縮回)的非操作位置之間移動(dòng)。例如，頂部滑輪組件安裝在跨越船井的可移動(dòng)框架(例如可在沿著船井側(cè)方的軌道上移動(dòng))上?；蛘?，頂部滑輪組件能夠懸掛在高架的甲板結(jié)構(gòu)上，例如具有允許頂部滑輪組件在操作位置與縮回位置之間移動(dòng)的軌道。在工作甲板底板下方設(shè)置頂部滑輪允許例如在作業(yè)線與管狀儲(chǔ)存架之間的管道架設(shè)操作中不受阻礙地從側(cè)方到達(dá)工作甲板。

如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，主起吊設(shè)備包括第一主起吊絞車和第二主起吊絞車，其中所述主纜索在其每端處分別連接至第一主起吊絞車和第二主起吊絞車。這例如允許在主起吊設(shè)備中的絞車冗余量。

在一個(gè)實(shí)施方案中，波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括：處于第一主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上的第一主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，連接至所述第一主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪的被動(dòng)和/或主動(dòng)第一波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，并且所述波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括，處于第二主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上的第二主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，連接至所述第二主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪的被動(dòng)和/或主動(dòng)第二波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備都包括具有活塞桿的液壓缸，主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪連接至所述活塞桿。液壓缸連接至液壓/氣體分離油缸，其一個(gè)腔室連接至現(xiàn)有技術(shù)中已知的氣體緩沖器。

例如，補(bǔ)償器工作缸具有5至15米之間，例如6米的行程。

在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)置兩個(gè)連接器纜索絞車，每個(gè)都連接至連接器纜索的端部。這種布置提供所述連接器纜索絞車的冗余量。

在一個(gè)實(shí)施方案中，第一連接器纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪布置在第一連接器纜索絞車與頂部滑輪組件之間的路徑上，其中第二連接器纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪布置在頂部滑輪組件與第二連接器纜索絞車之間的路徑上。在一個(gè)替代性方案中，所述第二端部連接至固定的末端。在這種布置中，第一和第二連接器纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪分別以機(jī)械方式地連接至第一和第二主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，從而允許它們同步運(yùn)動(dòng)，以獲得所需的疊加。

在一個(gè)實(shí)施方案中，頂部滑輪組件和底部滑輪組件的每一者都具有左側(cè)組件和右側(cè)組件，所述左側(cè)組件具有一個(gè)或者多個(gè)滑輪，所述右側(cè)組件具有一個(gè)或者多個(gè)滑輪，所述左側(cè)組件和所述右側(cè)組件布置在作業(yè)線的相對(duì)的兩側(cè)上并被隔開以允許立管構(gòu)件在作業(yè)線中且在所述組件之間通過(guò)，優(yōu)選所述組件的滑輪具有共用的滑輪軸線，其與作業(yè)線相交。

在一個(gè)實(shí)施方案中，多組底部滑輪組件安裝在承載架或者梁上，所述梁還承載或者形成內(nèi)筒連接器。例如，所述承載架或者裝置在其中具有中心凹部或者開口，允許上立管部段通過(guò)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，連接至動(dòng)滑輪的一個(gè)或者多個(gè)主纜索滑輪具有單獨(dú)的下鎖止設(shè)備，該下鎖止設(shè)備允許單獨(dú)的滑輪連接至動(dòng)滑輪，或者使單獨(dú)的滑輪與動(dòng)滑輪脫離連接。優(yōu)選地，這種一個(gè)或者多個(gè)滑輪還具有上鎖止設(shè)備，如果滑輪與動(dòng)滑輪脫離連接，那么該上鎖止設(shè)備允許將該滑輪鎖止至起重定滑輪。這種“能拆解的滑塊”裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選地在與用于動(dòng)滑輪的能拆解的滑塊組合的實(shí)施方案中，底部滑輪組件的一個(gè)或者多個(gè)滑輪具有單獨(dú)的下鎖止設(shè)備，該下鎖止設(shè)備允許單獨(dú)的滑輪連接至內(nèi)筒連接器，或者使單獨(dú)的滑輪與內(nèi)筒連接器脫離連接。優(yōu)選地，這種一個(gè)或者多個(gè)滑輪還具有上鎖止設(shè)備，如果滑輪與內(nèi)筒連接器脫離連接，那么該上鎖止設(shè)備允許滑輪鎖止至頂部滑輪組件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，塔是具有頂部和底部的井架，所述底部臨近所述船井，其中一個(gè)或者多個(gè)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)液壓缸例如在豎直方向上布置在所述井架之內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，連接器纜索在升高的位置處沿著井架的表面，例如沿著井架的外表面的外部沿著井架向下從滑輪延伸直至在井架底部的底部滑輪，并且優(yōu)選地在工作甲板的下固定位置下方，從所述底部滑輪延伸直至頂部滑輪組件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，船設(shè)置有立管鋼絲纜繩張緊系統(tǒng)，其具有基于不同鋼絲纜繩滑輪并且連接至張緊環(huán)的一個(gè)或者多個(gè)鋼絲纜繩，所述張緊環(huán)能夠連接至滑動(dòng)接頭的外筒。或者立管張緊器可以是直接作用的可伸縮的立管張緊器，其具有連接至張緊環(huán)的多個(gè)可伸縮的張緊器支腿。

本發(fā)明還涉及一種鉆探船，其包括：

-經(jīng)受波浪升沉運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)船體，該船體包括船井，

-鉆塔，其在船井處或者在船井附近，

-管柱起吊設(shè)備，該管柱例如為鉆柱，該起吊設(shè)備包括：

o主起吊絞車和連接至所述絞車的主纜索，

o起重定滑輪和動(dòng)滑輪，該動(dòng)滑輪以所述主纜索多級(jí)下落方式而懸掛在所述起重定滑輪上，其中動(dòng)滑輪適配為使管柱(例如鉆柱)沿著作業(yè)線懸掛在動(dòng)滑輪上，所述作業(yè)線例如具有適配為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆柱的中間頂部驅(qū)動(dòng)器，

-波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，其適配為提供動(dòng)滑輪的波浪升沉補(bǔ)償，該波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)包括在所述主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上的主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，連接至所述主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪的被動(dòng)和/或主動(dòng)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，

-立管張緊系統(tǒng)，其適配為連接至沿著作業(yè)線并在海底鉆井孔與船之間延伸的立管，立管張緊系統(tǒng)包括張緊環(huán)和連接至所述張緊環(huán)的張緊構(gòu)件，其中立管張緊系統(tǒng)的張緊環(huán)適配為連接至滑動(dòng)接頭的外筒，

其特征在于，船還設(shè)置有纜索連接系統(tǒng)，該纜索連接系統(tǒng)包括：

-滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器，其適配為固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒，

-連接纜索絞車和連接纜索，

-頂部滑輪組件和移動(dòng)底部滑輪組件，所述頂部滑輪組件被支撐在船的船體上的位于船井中或者船井上方的固定的操作位置上，所述移動(dòng)底部滑輪組件固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器，

其中連接纜索在頂部滑輪組件與底部滑輪組件之間以多級(jí)下落布置的方式延伸，

-連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，其處于連接纜索絞車與頂部滑輪組件之間的路徑上，

其中，主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪和連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪為機(jī)械方式地相互連接，從而允許其同步運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的船在當(dāng)處于這樣的情況時(shí)是最優(yōu)的：船在船上具有滑動(dòng)接頭，該滑動(dòng)接頭具有下滑動(dòng)連接外筒和上滑動(dòng)連接內(nèi)筒，其中外筒適配為連接至立管的伸至海底鉆井孔的為固定長(zhǎng)度的部段，其中滑動(dòng)接頭設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)適配為在折疊位置鎖定所述滑動(dòng)接頭。

本發(fā)明還涉及一種鉆探船，其包括：

-經(jīng)受波浪升沉運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)船體，該船體包括船井，

-鉆塔，其位于船井處或者在船井附近，

-管柱起吊設(shè)備，該管柱例如為鉆柱，該起吊設(shè)備包括：

o主起吊絞車和連接至所述絞車的主纜索，

o起重定滑輪和動(dòng)滑輪，該動(dòng)滑輪以所述主纜索多級(jí)下落方式而懸掛在所述起重定滑輪上，其中動(dòng)滑輪適配為使管柱(例如鉆柱)沿著作業(yè)線懸掛在動(dòng)滑輪上，所述作業(yè)線例如具有適配為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆柱的中間頂部驅(qū)動(dòng)器，

-波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，其適配為提供動(dòng)滑輪的波浪升沉補(bǔ)償，該波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)包括在所述主起吊絞車與動(dòng)滑輪之間的路徑上的主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，連接至所述主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪的被動(dòng)和/或主動(dòng)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，

-豎直移動(dòng)工作甲板，其設(shè)置有具有開口的底板，作業(yè)線穿過(guò)該開口，

-立管張緊系統(tǒng)，其適配為連接至沿著作業(yè)線在海底鉆井孔與船之間的延伸的立管，立管張緊系統(tǒng)包括張緊環(huán)和連接至所述張緊環(huán)的張緊構(gòu)件，

其特征在于，工作甲板設(shè)置有在底板下方向下依附的工作甲板架，并且所述船還設(shè)置有纜索連接系統(tǒng)，該纜索連接系統(tǒng)包括：

-連接纜索絞車和連接纜索，

-頂部滑輪組件和移動(dòng)底部滑輪組件，所述頂部滑輪組件被支撐在船的船體上的位于船井中或者船井上方的固定的操作位置上，所述移動(dòng)底部滑輪組件固定至工作甲板架的下端部，

其中，連接纜索在頂部滑輪組件與底部滑輪組件之間以多級(jí)下落布置的方式延伸，

-連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，其處于連接纜索絞車與頂部滑輪組件之間的路徑上，

其中，主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪和連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪為機(jī)械方式地相互連接，從而允許其同步運(yùn)動(dòng)。

例如，工作甲板設(shè)置有立管連接器，從而使工作甲板固定至在作業(yè)線中延伸的立管，例如固定至立管的頂端或者固定至立管中的滑動(dòng)接頭的內(nèi)筒。

上述設(shè)置允許提供動(dòng)滑輪與工作甲板的同步的波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完全保持工作甲板底板是可到達(dá)的。這例如允許在作業(yè)線與管狀儲(chǔ)存架之間進(jìn)行管道架設(shè)操作，而沒有任何妨礙。例如，這與在WO 2013/169099中公開的方案相比是有利的方案。在其中描述的簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，工作甲板通過(guò)桿、纜索或者鏈條而直接懸掛于動(dòng)滑輪，從而跟隨其波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。文獻(xiàn)WO2013/169099描述了將入井裝置，例如撓性管注入頭單元，放置在工作甲板上。同時(shí)對(duì)于這種操作而言，工作甲板與動(dòng)滑輪之間的任何直接的懸掛設(shè)備可都是可以的，這種懸掛設(shè)備限制到達(dá)作業(yè)線，并且因此可能限制所述船在進(jìn)行不同的作業(yè)活動(dòng)方面的操作能力。

本發(fā)明的系統(tǒng)允許以具有較高精度和可靠度的簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)工作甲板與動(dòng)滑輪的同步的波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。通過(guò)連接纜索絞車，能夠使工作甲板不依賴于動(dòng)滑輪的位置來(lái)進(jìn)行設(shè)置，例如，利用選擇正確長(zhǎng)度的上立管部段來(lái)進(jìn)行設(shè)置，例如通過(guò)增加較短長(zhǎng)度的立管單元來(lái)進(jìn)行設(shè)置。

通過(guò)合適地控制連接器纜索絞車，能夠使工作甲板相對(duì)于船體處于固定位置上，例如利用滑動(dòng)接頭未鎖定，例如位于最低的停泊位置上，從而工作甲板可能被鎖定在所述的停泊位置上，但是動(dòng)滑輪可以繼續(xù)以波浪升沉補(bǔ)償模式操作。

在非常實(shí)用的實(shí)施方案中，主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪和連接器纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪安裝在共用的剛性承載架上，例如固定至補(bǔ)償器工作缸的桿的承載架。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以實(shí)施為使得連接器絞車和纜索系統(tǒng)適配為在波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的同時(shí)支撐至少300公噸，例如400至800公噸之間的豎直負(fù)載。

如將在下文中詳細(xì)介紹的，可以設(shè)想，在一個(gè)實(shí)施方案中，滑動(dòng)接頭是鎖定的且RCD就位運(yùn)行，通過(guò)附接至動(dòng)滑輪的頂部驅(qū)動(dòng)器裝置，并將鉆管附加至通過(guò)懸掛的立管延伸的鉆柱來(lái)實(shí)施鉆探。然后，工作甲板設(shè)置有鉆柱防滑裝置，其適配為當(dāng)新的鉆管附接至鉆柱時(shí)，或者在釋放的過(guò)程中移除鉆柱時(shí)來(lái)支撐鉆柱。在該操作過(guò)程中，動(dòng)滑輪和工作甲板都相對(duì)于船的船體處于波浪升沉補(bǔ)償模式。由于本發(fā)明的系統(tǒng)提供的精準(zhǔn)度，即使立管中的液體容積由于RCD而保持恒定，鉆井孔中的壓力變化也會(huì)受到限制，從而提高比如控制壓力鉆探的鉆探技術(shù)。于是能夠進(jìn)行控制壓力鉆探作業(yè)，而不需要?jiǎng)討B(tài)行程滑動(dòng)接頭的壓力限制。

在一個(gè)實(shí)施方案中，可以設(shè)想，本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施為允許鉆探并在所述過(guò)程中向鉆柱增加新鉆管，同時(shí)滑動(dòng)接頭處于折疊且鎖定的位置，例如在工作甲板處于波浪升沉補(bǔ)償模式下，例如工作甲板放置在立管的頂端上。

在一個(gè)實(shí)施方案中，船設(shè)置有鉆管儲(chǔ)存架，例如傳送帶，其適配為在其豎直方向儲(chǔ)存鉆管，鉆管儲(chǔ)存架安裝在船體上，從而與船體一同經(jīng)受波浪升沉運(yùn)動(dòng)。船體還設(shè)置有管件支架系統(tǒng)，其適配為在鉆管儲(chǔ)存架和作業(yè)線在動(dòng)滑輪與工作甲板之間的位置之間移動(dòng)管道部段。設(shè)置有鉆柱滑動(dòng)件，當(dāng)鉆柱與動(dòng)滑輪脫離連接(例如與頂部驅(qū)動(dòng)器脫離連接)時(shí)，考慮到新鉆管與懸掛的鉆柱的連接，所述鉆柱滑動(dòng)件在立管內(nèi)支撐懸掛的鉆柱。

管件支架系統(tǒng)設(shè)置有波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步系統(tǒng)，其適配成使從鉆管儲(chǔ)存架獲得的鉆管形成與懸掛的鉆柱在滑動(dòng)接頭的折疊和鎖定位置上相對(duì)于船的船體所進(jìn)行的波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步的豎直運(yùn)動(dòng)。如果設(shè)置豎直移動(dòng)工作甲板，則可以認(rèn)定如下這種情況是有好處的：如果防滑裝置安裝在所述工作甲板上或者安裝在所述工作甲板中，且甲板處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)，例如當(dāng)甲板放置在立管的頂端上時(shí)。

因此，上述的管件支架系統(tǒng)允許在相對(duì)于船的船體的波浪升沉運(yùn)動(dòng)中，利用立管的頂端和鉆柱防滑裝置，還可能是利用支撐防滑裝置的工作甲板來(lái)進(jìn)行鉆探操作。這允許用鎖定的滑動(dòng)接頭進(jìn)行所述鉆探操作，例如允許使用RCD設(shè)備來(lái)密封環(huán)形部，并從而例如就控制壓力鉆探而言，將實(shí)現(xiàn)立管內(nèi)的受控的壓力。

在實(shí)施方案中，船設(shè)置有布置在工作甲板上(例如在豎直移動(dòng)的移動(dòng)工作甲板上)的鐵鉆工設(shè)備。這例如允許鐵鉆工甲板用于實(shí)現(xiàn)或者斷開鉆管之間或者其他管之間的螺紋連接。

在可選的實(shí)施方案中，船具有鐵鉆工設(shè)備，其沒有安裝在工作甲板上，反而單獨(dú)被支撐于船的船體，例如沿通過(guò)豎直驅(qū)動(dòng)器安裝至塔的軌道豎直移動(dòng)。于是鐵鉆工設(shè)備設(shè)置有波浪升沉運(yùn)動(dòng)豎直驅(qū)動(dòng)器，其適配為使鐵鉆工設(shè)備以與懸掛的鉆柱的波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步的波浪升沉運(yùn)動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行移動(dòng)，從而能夠在處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)中的同時(shí)來(lái)操作鐵鉆工設(shè)備。

波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償管件支架系統(tǒng)能夠用于在鉆管儲(chǔ)存架與作業(yè)線之間使鉆管(例如雙管支座或者三管支座)移動(dòng)，從而在處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)中時(shí)使新鉆管連接至由防滑裝置保持的管柱。

可以設(shè)想，這對(duì)于受控壓力鉆探而言將具有巨大價(jià)值，在受控壓力鉆探中需要以較高精準(zhǔn)度來(lái)控制鉆眼壓力。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖來(lái)闡述紹本發(fā)明的各個(gè)方面。在這些附圖中：

圖1示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的鉆探船的豎直橫斷面，

圖2顯示船的一部分以示出本發(fā)明，其具有帶有補(bǔ)償器工作缸的鉆探井架和移動(dòng)工作甲板，以及滑動(dòng)接頭。

圖3示意性地顯示圖1的井架，

圖4顯示圖3的一部分，從而顯示其中的波浪升沉補(bǔ)償器工作缸，

圖5示意性地顯示圖1的船的主起吊設(shè)備和纜索連接系統(tǒng)，

圖6顯示圖5的一部分以來(lái)示出纜索連接系統(tǒng)，

圖7示出了具有立管張緊系統(tǒng)和纜索連接系統(tǒng)的滑動(dòng)接頭，

圖8從另一個(gè)不同的角度顯示圖7的狀況，

圖9顯示纜索連接系統(tǒng)處于波浪升沉補(bǔ)償模式的下方位置上，

圖10顯示纜索連接系統(tǒng)處于波浪升沉補(bǔ)償模式的上方位置上，

圖11示出了圖1的船的井架，其具有移動(dòng)工作甲板，所述井架設(shè)置有豎直軌道，兩個(gè)移動(dòng)管道支架臂單元和移動(dòng)鐵鉆工設(shè)備以波浪升沉補(bǔ)償模式在豎直軌道上移動(dòng)，管道儲(chǔ)存?zhèn)鲃?dòng)帶安裝在船體上，

圖12示出了新的鉆管在波浪升沉運(yùn)動(dòng)下被組裝至鉆柱，

圖13示出了圖11和圖12的托載管狀?yuàn)A持構(gòu)件的操作臂單元，

圖14示出了圖1的船的井架、船井和鉆探作業(yè)線裝備。

具體實(shí)施方式

將參考附圖來(lái)討論根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)施與海底鉆井孔相關(guān)的作業(yè)(例如，海底鉆井孔鉆探)的海上鉆探系統(tǒng)的示例。

所述系統(tǒng)包括鉆探船1，其具有經(jīng)受波浪升沉運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)船體2，船體包括船井5，這里船井具有船首部分5a和船尾部分5b。

船1優(yōu)選為具有船井的單體船，船井延伸穿過(guò)船的設(shè)計(jì)吃水線。在另一個(gè)實(shí)施方案中，例如，船是具有潛入水中的浮筒(可能是環(huán)形的浮筒)的半潛船，在浮筒上具有支撐水線上方的甲板箱型結(jié)構(gòu)的柱體。則船井可以設(shè)置在甲板箱型結(jié)構(gòu)中。

船在船井處或者在船井附近裝備有鉆塔10。在該示例中，優(yōu)選地是，所述塔是具有封閉的外壁并具有頂部和底部的井架。井架的底部固定至船體2。在該示例中，井架安裝在船井5上方，底部在橫向方向上跨越船井。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述塔可以實(shí)施為起重吊桿，例如，具有立在船井上方的網(wǎng)格狀的起重吊桿框架。

船1設(shè)置有管柱主起吊設(shè)備，管柱例如為鉆柱15。

主起吊設(shè)備包括：

-主起吊絞車，這里為第一和第二絞車20、21，以及連接至所述絞車20、21的主纜索22，

-起重定滑輪23和動(dòng)滑輪24，其中定滑輪這里是處于井架10的頂端，而動(dòng)滑輪24是以主纜索22的多級(jí)下降布置的方式被懸掛在起重定滑輪23上。

動(dòng)滑輪24適配為沿著作業(yè)線16將管柱(例如鉆柱15)懸掛在作業(yè)線上，這里顯示的(優(yōu)選的)是具有中間頂部驅(qū)動(dòng)器18，所述中間頂部驅(qū)動(dòng)器18被動(dòng)滑輪24支撐并適配為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆柱。

船1設(shè)置有波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)適配成為動(dòng)滑輪24提供波浪升沉補(bǔ)償。所述波浪升沉補(bǔ)償系統(tǒng)包括主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪，這里為兩個(gè)滑輪30、31，兩個(gè)滑輪30、31中的每一個(gè)都處于每個(gè)主起吊絞車20、21與動(dòng)滑輪24之間的路徑上。這些滑輪30、31每個(gè)都連接至被動(dòng)和/或主動(dòng)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，這里包括液壓缸32、33，液壓缸32、33中的每個(gè)分別連接至主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪30、31。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，每個(gè)缸32、33都連接至液壓/氣體隔離缸，其一個(gè)腔室連接至現(xiàn)有技術(shù)中已知的氣體緩沖器。而且，優(yōu)選地是，缸32、33沿著豎直方向安裝在井架內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備都包括具有活塞桿的液壓缸，主纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪連接至所述活塞桿。

例如，每個(gè)補(bǔ)償器工作缸32、33都具有5至15米之間，例如6米的行程。

圖3和圖4主要示出優(yōu)選在井架10內(nèi)安裝這些豎直方向上較長(zhǎng)的缸32、33，以及其活塞桿完全延伸和縮回的位置。

所述船還設(shè)置有立管張緊系統(tǒng)，其適配為連接至在海底鉆井孔(例如在海底井口上的BOP)與船1之間沿作業(yè)線16延伸的立管19。立管張緊系統(tǒng)包括張緊環(huán)40和連接至張緊環(huán)40的張緊構(gòu)件41。在顯示的示例中，顯示為鋼絲繩張緊器，構(gòu)件41是從環(huán)40向上延伸到滑輪42然后到張緊裝置(例如包括缸43和氣體緩沖器)的鋼絲繩。

附圖還顯示滑動(dòng)接頭50，其具有下部滑動(dòng)接頭外筒51和上部滑動(dòng)接頭內(nèi)筒52。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，外筒52適配為在其下端部(例如，經(jīng)由螺栓)而連接至立管19的延伸至海底的固定長(zhǎng)度部段。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知且這里未詳細(xì)示出，滑動(dòng)接頭設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)53，例如包括液壓致動(dòng)的鎖定銷，所述鎖定機(jī)構(gòu)53適配為在折疊的位置上鎖定滑動(dòng)接頭。如在前文中介紹的，滑動(dòng)接頭在處于折疊和鎖定時(shí)比在動(dòng)態(tài)行程模式下具有更高的壓力等級(jí)，例如鎖定位置包括在滑動(dòng)接頭中起作用的金屬對(duì)金屬密封件。

如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，立管張緊系統(tǒng)的張緊環(huán)40適配為連接至滑動(dòng)接頭50的外筒51，由此允許吸收立管的有效重量。

船1還設(shè)置有纜索連接系統(tǒng)，該纜索連接系統(tǒng)包括：

-滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器60，其適配為固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒52，

-連接纜索絞車，這里為兩個(gè)絞車61、62，以及在纜索的任一端處連接至所述兩個(gè)絞車61、62的連接纜索63，

-頂部滑輪組件64和底部移動(dòng)滑輪組件65，頂部滑輪組件64在船井5中或者在船井5上方被支撐在船的船體上的固定的操作位置，底部移動(dòng)滑輪組件65固定至滑動(dòng)接頭內(nèi)筒連接器60。

連接纜索63在頂部滑輪組件64與底部滑輪組件65之間以多級(jí)下降布置的方式延伸，但是，在簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，單級(jí)下降布置也是可能的。

在纜索連接系統(tǒng)中，連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪66、67布置在連接纜索絞車61、62與頂部滑輪組件64之間的路徑上。

可以看出，每個(gè)主纜索波浪升沉補(bǔ)償纜索滑輪30、31機(jī)械地互聯(lián)至連接纜索波浪升沉補(bǔ)償滑輪66、67中的一個(gè)，從而允許它們同步運(yùn)動(dòng)。

船1設(shè)置有豎直移動(dòng)工作甲板70，所述豎直移動(dòng)工作甲板70在包括下部固定位置71的移動(dòng)范圍內(nèi)豎直地移動(dòng)，其中工作甲板用作固定鉆臺(tái)甲板且滑動(dòng)接頭50未鎖定，所述移動(dòng)范圍還包括波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍72，其比下部固定位置71更高。在該波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍內(nèi)，工作甲板70能夠進(jìn)行相對(duì)于船的船體的波浪升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。

例如，波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍在5至10米之間，例如6米。例如，工作甲板在波浪升沉運(yùn)動(dòng)中在具有船的艙室74的鉆機(jī)艙甲板73上方的平均高度大約是10米。

所述系統(tǒng)還包括上部立管部段80，其安裝在立管的頂部并從滑動(dòng)接頭50的內(nèi)筒52向上延伸至少到達(dá)工作甲板的下部固定位置71的上方，優(yōu)選地直至甲板70的波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍。

下部部段構(gòu)件81這里形成內(nèi)筒52的實(shí)際端部與連接器60之間的剛性連接，這里構(gòu)件81具有放置在連接器60上的套環(huán)82。另一個(gè)立管構(gòu)件83從所述構(gòu)件81向上延伸直至平面71(甚至是在圖9中顯示的最低的波浪升沉運(yùn)動(dòng)位置)的上方。在所述立管構(gòu)件83上方安裝有與立管頂部成整體的裝置(諸如優(yōu)選至少為旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備(RCD)84)和泥漿管線連接器85。例如，這里也可以設(shè)置其它與立管形成整體的裝置(如圓形BOP86)。

在顯示的示例中，工作甲板70放置在上部立管部段80上，并且該上部立管部段80是工作甲板70的唯一的豎直負(fù)載支撐。

如在圖12中最佳可見，立管的位于具有鉆機(jī)艙74的鉆機(jī)艙甲板73上方的高度允許：在折疊和鎖定位置操作滑動(dòng)接頭50的時(shí)候，該艙室中的鉆探操作人員直接觀察到上部立管部段80中的裝置以及附接至上立管部段80的全部管線，且工作甲板70處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償范圍內(nèi)的升高狀態(tài)下的波浪升沉運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的系統(tǒng)還能夠?qū)嵤槭沟锰幱诓ɡ松吝\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模式下的工作甲板70不會(huì)將其重量以及位于其上的負(fù)載(如果存在的話)(例如來(lái)自由工作甲板70上的防滑裝置懸掛的鉆柱)放置在上部立管部段上或者不會(huì)全部放置在上部立管部段上。于是工作甲板設(shè)置有向下依附的甲板框架，底部移動(dòng)滑輪組件65連接至所述向下依附的甲板框架的下端。這種甲板框架可以是例如包括豎直支架、格狀物件等。

附圖顯示工作甲板70在其中具有與作業(yè)線16對(duì)齊的開口75，開口75的尺寸設(shè)置為至少允許管柱15通過(guò)，所述管柱15延伸到立管19、80中并穿過(guò)立管19、80。工作甲板設(shè)置有管柱懸掛裝置，例如在鉆探領(lǐng)域中已知為滑動(dòng)件77的設(shè)備。

工作甲板可以設(shè)置有轉(zhuǎn)臺(tái)。

頂部滑輪組件64在其固定的操作位置下設(shè)置在工作甲板70下方的水平處，這里優(yōu)選在處于其下部固定位置71時(shí)頂部滑輪組件64位于工作甲板下方。如果需要的話，頂部滑輪組件64能夠在其固定的操作位置與縮回的(例如向側(cè)方縮回)非操作位置之間移動(dòng)。例如，頂部滑輪組件安裝在跨越船井5的可移動(dòng)框架(例如可在沿著船井旁的軌道移動(dòng))上?；蛘?，頂部滑輪組件能夠懸掛在高架甲板結(jié)構(gòu)12(這里還形成鉆機(jī)艙甲板)上，例如具有允許頂部滑輪組件在操作位置與縮回位置之間移動(dòng)的軌道。在工作甲板底板下方設(shè)置頂部滑輪組件64允許例如在作業(yè)線與管狀儲(chǔ)存架之間的管道架設(shè)操作中不受阻礙地從側(cè)方到達(dá)工作甲板。

如在圖5和圖6最佳顯示，頂部滑輪組件和底部滑輪組件64、65的每一者都具有左側(cè)組件64a、65a和右側(cè)組件64b、65b，所述左側(cè)組件64a、65a具有一個(gè)或者多個(gè)滑輪，該右側(cè)組件64b、65b具有一個(gè)或者多個(gè)滑輪，左側(cè)組件和右側(cè)組件布置在作業(yè)線的相對(duì)的側(cè)部并被隔開以允許立管構(gòu)件80在作業(yè)線中且在組件之間通過(guò)。優(yōu)選地是，這些組件的滑輪具有共用的滑輪軸線，它們與作業(yè)線16交叉。

頂部滑輪組件的過(guò)渡滑輪66與組件64a、b成直角設(shè)置并通常位于組件64a與64b之間。

底部滑輪組件的組件65a，65b安裝在承載架上，或者在圖6中顯示的另一個(gè)實(shí)施方案中安裝在梁上，所述梁也承載或者形成內(nèi)筒連接器60。例如，承載架或者承載裝置在其中具有中心凹部或者開口，該中心凹部或者開口允許上部立管段通過(guò)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，連接至動(dòng)滑輪24的一個(gè)或者多個(gè)主纜索滑輪具有單獨(dú)的下鎖止設(shè)備，以允許將單獨(dú)的滑輪連接至動(dòng)滑輪，或者使單獨(dú)的滑輪與動(dòng)滑輪脫離連接。優(yōu)選地，這種一個(gè)或者多個(gè)滑輪還具有上鎖止設(shè)備，如果滑輪與動(dòng)滑輪脫離連接，那么該上鎖止設(shè)備允許將該滑輪鎖止至起重定滑輪。這種“能分離的塊體”裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選地在與用于動(dòng)滑輪的能分開的塊體組合的實(shí)施方案中，底部滑輪組件65的一個(gè)或者多個(gè)滑輪具有單獨(dú)的下鎖止設(shè)備，該下鎖止設(shè)備允許單獨(dú)的滑輪連接至內(nèi)筒連接器60，或者使單獨(dú)的滑輪與內(nèi)筒連接器60脫離連接。優(yōu)選地是，這種一個(gè)或者多個(gè)滑輪還具有上鎖止設(shè)備，如果滑輪與內(nèi)筒連接器脫離連接，那么該上鎖止設(shè)備允許滑輪鎖止至頂部滑輪組件64。

如所示的，這里，連接器纜索63在升高的位置處沿著井架的表面，例如沿著井架的外表面的外部，并沿著井架10向下從滑輪68a、68b延伸直至在井架底部的底部滑輪69a、69b，并且連接器纜索63優(yōu)選在工作甲板的下固定位置71下方，從所述底部滑輪69a、69b延伸直至頂部滑輪組件64。

在圖11中，圖1的船的井架以立體圖的形式顯示，其中相同的元件以相同的附圖標(biāo)記表示。

船設(shè)置有豎直移動(dòng)的工作甲板70，其在包括下固定位置的移動(dòng)范圍內(nèi)豎直移動(dòng)，其中工作甲板用作為固定的鉆臺(tái)甲板，且滑動(dòng)接頭未鎖定，移動(dòng)范圍還包括比所述下固定位置更高的波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍。這種位置在圖11中顯示。船設(shè)置有鉆機(jī)艙甲板73，在其上具有鉆機(jī)艙(未示出)，并且工作甲板的下固定位置處于所述鉆機(jī)艙甲板的水平處。

船還設(shè)置有立管張緊系統(tǒng)(未示出)，其適配為連接至在海底鉆井孔(例如在海底井口裝置上的BOP)與船之間的沿作業(yè)線16延伸的立管。該鉆探系統(tǒng)還包括上立管部段80，其安裝在滑動(dòng)接頭的內(nèi)筒(未示出)上，并從從該滑動(dòng)接頭向上延伸至少到工作甲板的下固定位置71上方，優(yōu)選地直至波浪升沉補(bǔ)償移動(dòng)范圍，如在圖11中可見。

船還設(shè)置有鉆塔，這里實(shí)施為具有封閉中空結(jié)構(gòu)的井架10。已將包括絞車和頂部驅(qū)動(dòng)器的頂部段從附圖中移除。還已知的是用于管件(例如鉆管和套管，這里是多連接式的管)的儲(chǔ)存架110、111。這種架還優(yōu)選為傳動(dòng)帶。

在井架10面向作業(yè)線16的側(cè)部處，鉆探系統(tǒng)設(shè)置有管件支架系統(tǒng)，這里其包括兩個(gè)管件支撐設(shè)備140和140’，兩個(gè)管件支撐設(shè)備140和140’中的每一者都安裝在井架10的拐角處。如果沒有井架，例如具有具有格狀吊桿，則可以設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)與支撐設(shè)備140和140’相對(duì)于作業(yè)線16的設(shè)置相似的設(shè)置。

在示出的實(shí)施方案中，每個(gè)支撐設(shè)備140、140’具有多個(gè)，這里為三個(gè)支撐組件。這里為較低的第一管件支撐組件141、141’、可在比第一管件支撐組件處于更高的高度處操作的第二管件支撐組件142、142'、以及第三管件支撐組件143、143’。

支撐組件的每組組件(這里，每一者都在井架10的拐角處)布置在固定至井架10的共用的豎直軌道145、145’上。

在圖11的實(shí)施方案中，鉆管的多接頭的管件可以由支撐組件142’和141’而被保持在井中心27上方的作業(yè)線上，從而允許將所述管件連接至上立管部段80。每個(gè)所述組件142’和141’在組件操作臂的端部處承載管件夾持構(gòu)件142’t和141’t。

另一個(gè)支撐設(shè)備140的下支撐組件143承載鐵鉆工設(shè)備150，在鐵鉆工設(shè)備150上還選擇性地具有旋轉(zhuǎn)器。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，管件支架系統(tǒng)設(shè)置有波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步系統(tǒng)，其適配為使來(lái)自鉆管儲(chǔ)存架的鉆管實(shí)現(xiàn)與立管的上端(例如支撐在工作甲板上的工作甲板的上端)的波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步的豎直運(yùn)動(dòng)，從而允許鉆管與懸掛于防滑裝置的鉆柱相互連接。因此，在示出的實(shí)施方案中，兩個(gè)管件支撐設(shè)備140和140’(每個(gè)都具有三個(gè)支撐組件)以波浪升沉補(bǔ)償模式移動(dòng)。

可想到支撐組件以波浪升沉補(bǔ)償模式而相對(duì)于它們共用的豎直軌道145、145’移動(dòng)，還可想到具有支撐組件的共用的豎直軌道145、145’以波浪升沉補(bǔ)償模式而相對(duì)于井架10移動(dòng)。

在圖12中，由圖11的管件支架系統(tǒng)固定的新的鉆管15的組件包括安裝在豎直軌道上的支撐組件，該管件支架系統(tǒng)設(shè)置有波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步系統(tǒng)，該波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步系統(tǒng)使來(lái)自鉆管儲(chǔ)存架(未示出)的鉆管15實(shí)現(xiàn)與立管的上端的波浪升沉運(yùn)動(dòng)同步的豎直運(yùn)動(dòng)，從而允許鉆管15與懸掛于防滑裝置的鉆柱相互連接。波浪升沉運(yùn)動(dòng)方式的鉆柱以詳細(xì)的立體視圖顯示。支撐組件143、143’和141、141’在圖12中可見，其中支撐組件141’夾持鉆管15。

在顯示的示例中，工作甲板70支撐在上立管部段80上，并且該上立管部段80是工作甲板70的唯一的豎直負(fù)載支撐。

上立管部段80包括與立管頂端(諸如優(yōu)選為至少是旋轉(zhuǎn)控制裝置(RCD)84)成整體的裝置以及泥漿管線連接器85。

立管的位于具有鉆機(jī)艙74的鉆機(jī)艙甲板(未示出)上方的高度允許該艙室中的鉆探工作人員直接觀察上立管部段80中的裝置以及附接至上立管部段80的全部管線，且工作甲板70處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)中的升高的波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償范圍內(nèi)。

在圖13中，更為詳細(xì)地顯示了圖11和圖12的適配為承載管件夾持構(gòu)件的支撐組件141的操作臂141m。這里，操作臂141m實(shí)施為可伸縮延伸式的臂，該臂具有第一臂段141m-1，其經(jīng)由豎直軸線的軸承147而連接至底部141b，從而允許操作臂141m圍繞該豎直軸線旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地是，該豎直軸線僅僅形成操作臂的旋轉(zhuǎn)軸線。操作臂具有兩個(gè)可伸縮的附加的臂段141m-2和141m-3，外臂段設(shè)置有連接器148用于管件夾持器141't和/或井定心工具(例如，鐵鉆工設(shè)備、多螺栓扭矩工具、定心器工具或者引導(dǎo)件)。

管件支撐組件141的底部141b設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)(這里為兩個(gè))與豎直具有有齒部的支架(未示出)嚙合的小齒輪(未示出)。底部設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)(這里為兩個(gè))驅(qū)動(dòng)小齒輪的馬達(dá)162，從而允許支撐組件141的受控的豎直運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地是，驅(qū)動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)小齒輪161的一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)162是電動(dòng)馬達(dá)。在一個(gè)實(shí)施方案中，超級(jí)電容器包括在為所述一個(gè)或者多個(gè)豎直運(yùn)動(dòng)馬達(dá)供電的電力回路中，其允許在組件向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中臨時(shí)儲(chǔ)存可以由所述一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)產(chǎn)生的電。之后該電能能夠被再次用于向上的運(yùn)動(dòng)。

為了減少部件的數(shù)量，優(yōu)選地是，所有操作臂都相同，從而僅需要有限的備用部件。例如，將一個(gè)單獨(dú)的完整的操作臂，或者一個(gè)完整的支撐組件儲(chǔ)存在船上。

為了減少部件的數(shù)量，優(yōu)選地是，位于底部141b與操作臂141m之間的豎直軸線軸承147布置在軸承罩147a中，所述軸承罩147a可拆除地附接至支撐組件的底部141b。如這里所顯示的，底部141b設(shè)置左側(cè)附接位置“L”(如在圖13中所表示的)和右側(cè)附接位置(如顯示在圖13中所使用的)以用于軸承罩147a，這允許在支撐設(shè)備140和140’中使用相同的底部。優(yōu)選地是，附接位置由在其中具有孔的底部上的元件和在其中具有相匹配的孔的罩147a形成，從而一個(gè)或者多個(gè)連接銷156能夠用于將罩固定至底部。

在圖14中，以立體圖顯示圖1的船的相關(guān)部分。特別地，具有船井5和在船井5處或者在船井5附近的井架10的浮動(dòng)船體2。鉆柱15由起吊設(shè)備固定，所述起吊設(shè)備包括起重定滑輪23和動(dòng)滑輪24。特別地，動(dòng)滑輪24適配為沿著作業(yè)線16懸掛鉆柱15，這里顯示有(優(yōu)選地)中間頂部驅(qū)動(dòng)器18，該中間頂部驅(qū)動(dòng)器由動(dòng)滑輪24支撐，并適配為提供鉆柱的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。

工作甲板70放置在上立管部段80上，并且該上立管部段80是工作甲板70的唯一的豎直負(fù)載支撐。

立管的位于具有鉆機(jī)艙74的鉆機(jī)艙甲板73上方的高度允許該艙室中的鉆探人員直接觀察上立管部段80中的裝置和附接至上立管部段80的全部管線，且工作甲板70處于波浪升沉運(yùn)動(dòng)中的升高的波浪升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償范圍內(nèi)。