自推進(jìn)式同步平臺的制作方法
【專利摘要】一種移動式鉆井鉆機(jī)系統(tǒng)包括：自推進(jìn)式平臺，所述自推進(jìn)式平臺支撐在第一井眼地點(diǎn)處的鉆井鉆機(jī)和在第二井眼地點(diǎn)處的完井鉆機(jī)；至少兩個防噴器；和防噴器運(yùn)送裝置，所述防噴器運(yùn)送裝置用于將所述防噴器中的一個運(yùn)送到第三井眼地點(diǎn)。一種對多個井眼進(jìn)行鉆井和完井的方法包括以下步驟：提供移動式鉆井鉆機(jī)系統(tǒng)；將防噴器安裝在所述第一井眼地點(diǎn)處并且將另一個防噴器安裝在第二井眼地點(diǎn)處；使用鉆井鉆機(jī)在所述第一井眼地點(diǎn)處鉆出一井眼，同時使用完井鉆機(jī)在第二井眼地點(diǎn)處對一井眼完井；使用防噴器運(yùn)送裝置將所述防噴器中的一個從第二井眼地點(diǎn)運(yùn)送至第三井眼地點(diǎn)；和使平臺運(yùn)動，以使得所述鉆井鉆機(jī)定位在所述第三井眼地點(diǎn)處。
【專利說明】自推進(jìn)式同步平臺
[0001]相關(guān)案例
[0002]不適用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于在陸地上鉆出井眼的方法和系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及用于從單個平臺對多個井眼進(jìn)行鉆井、完井或者其它操作的方法和系統(tǒng)。還更特別地，本發(fā)明涉及從單個平臺針對多個井眼同時進(jìn)行多種操作以及在使得平臺所述多種操作之間前進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0004]在鉆井場所處具有多個井眼不是罕見的。由于鉆井鉆機(jī)和其操作所需的費(fèi)用，為了便于維護(hù)已完成的井，通常期望使得鉆機(jī)包括其所有設(shè)備在內(nèi)從一口井運(yùn)動到另一口井。在過去，必須拆卸鉆井結(jié)構(gòu)，這需要放下井架、將鉆井結(jié)構(gòu)運(yùn)動到交替井，然后重新組裝鉆井結(jié)構(gòu)。這種處理需要相當(dāng)大的成本和人力，并且導(dǎo)致昂貴設(shè)備的停機(jī)時間。
[0005]因此，期望提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可減小各步驟之間的循環(huán)時間并且由此削減操作的總成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供了一種移動式鉆井鉆機(jī)系統(tǒng)，其包括:自推進(jìn)式平臺，所述平臺支撐在第一井眼地點(diǎn)處的鉆井鉆機(jī)和在第二井眼地點(diǎn)處的完井鉆機(jī)；至少兩個防噴器；和防噴器運(yùn)送裝置，所述防噴器運(yùn)送裝置用于在不使平臺運(yùn)動的情況下將防噴器中的一個運(yùn)送到第三井眼地點(diǎn)。在優(yōu)選實施例中，防噴器運(yùn)送裝置將防噴器從第二井眼地點(diǎn)運(yùn)送到第三井眼地點(diǎn)。
[0007]在其它優(yōu)選實施例中，本發(fā)明包括一種用于對多個井眼進(jìn)行鉆井和完井的方法，所述方法包括以下步驟:a)將根據(jù)前述段落所述的系統(tǒng)定位在期望地點(diǎn)處；b)將防噴器中的一個安裝在所述第一井眼地點(diǎn)處并且將防噴器中的另一個安裝在第二井眼地點(diǎn)處；c)使用鉆井鉆機(jī)在第一井眼地點(diǎn)處鉆出一井眼，同時使用完井鉆機(jī)在第二井眼地點(diǎn)處下入套管；d)使用防噴器運(yùn)送裝置將防噴器中的一個從第二井眼地點(diǎn)運(yùn)送到第三井眼地點(diǎn)；和e)使平臺運(yùn)動，以使得鉆井鉆機(jī)定位在第三井眼地點(diǎn)處。
[0008]在一些實施例中，在步驟e)之后將完井鉆機(jī)定位在第一地點(diǎn)處。所述方法還可以包括重復(fù)步驟b)-e)，其中，第二井眼位置、第三井眼位置和第四井眼位置分別替代第一井眼位置、第二井眼位置和第三井眼位置。
[0009]如在本說明書和權(quán)利要求中所使用的，以下術(shù)語將具有以下含義:
[0010]“鉆井鉆機(jī)”將指的是能夠在鉆井操作期間支持鉆井系統(tǒng)的任何系統(tǒng)；
[0011]“完井鉆機(jī)”將指的是能夠支持完井操作的任何系統(tǒng)，所述完井操作包括但不限于:下入套管、固井、鋼絲繩操作(wireline operations)、射孔和/或壓裂?！巴昃僮鳌焙汀巴昃睂諛拥乇聿簧鲜?呆作中的任一種。類似地，提及完井將理解為包括裸井完井?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]為了更加詳細(xì)地理解本發(fā)明，將參照附圖，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖；
[0014]圖2是當(dāng)從地表觀察時根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平臺的子結(jié)構(gòu)的示意性仰視圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平臺的示意性俯視圖；和
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平臺的示意性端視圖。
【具體實施方式】
[0017]最初參照圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)10包括安裝在多個支撐件14上的平臺12。如下文所討論的那樣，支撐件14優(yōu)選地能夠使得系統(tǒng)10從一口井橫向運(yùn)動到下一 口井。鉆井鉆機(jī)16和完井鉆機(jī)18連同控制室或者“儀器車(doghouse)” 56以及用附圖標(biāo)記58示意性表示的各種輔助設(shè)備一起被支撐在平臺12上。根據(jù)期望，可提供一條或多條“坡道(catwalks)”59 (圖3)，以獲得在平臺12和附近設(shè)備之間的通道。
[0018]系統(tǒng)10包括用于使平臺12運(yùn)動的運(yùn)動裝置15，所述運(yùn)動裝置15優(yōu)選地安裝在支撐件14上或者形成為支撐件14的一部分，以使得平臺12可作為一個單元運(yùn)動。支撐件14和運(yùn)動裝置15優(yōu)選地構(gòu)造成使得它們不干擾平臺下方的工作區(qū)域。運(yùn)動裝置15可以是能夠支撐平臺12、鉆機(jī)16、18和任何輔助設(shè)備的重量并且使它們前進(jìn)的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，運(yùn)動裝置15可以包括液壓行走木板或梁、滑架、拖運(yùn)器、軌道、輪、連續(xù)或履帶式導(dǎo)軌或者任何其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。在一些實施例中，平臺12通過在提升整個平臺并且使其向前“行走”時且在將其在下一個地點(diǎn)被放下之前支撐整個平臺而前進(jìn)。用于使得鉆機(jī)向前“行走”的系統(tǒng)是已知的并且可在商業(yè)上獲得，例如可從俄勒網(wǎng)州的希爾斯堡的ColumbiaIndustries LLC 獲得的 Columbia Rig Walking system (Columbia 鉆機(jī)行走系統(tǒng))和可從德克薩斯州的休斯敦的 Patterson-UTI Energy, Inc.獲得的 Apex Walking? Rig (ApexWalking? 鉆機(jī))。
[0019]系統(tǒng)10可以是自推進(jìn)式的或者由外部驅(qū)動系統(tǒng)推進(jìn)。優(yōu)選地，平臺優(yōu)選地在不需要拆卸任何主要結(jié)構(gòu)的條件下完整運(yùn)動。在優(yōu)選實施例中，平臺12是自推進(jìn)式的。
[0020]通常與鉆井操作和完井操作有關(guān)聯(lián)的輔助設(shè)備58(諸如，泥漿罐、分離器、泵、管道處理設(shè)備等)優(yōu)選地安裝并且構(gòu)造成使用對平臺上的輔助設(shè)備的傳統(tǒng)布局而隨著平臺一起移動。在可替代的實施例中，可以采用臍帶式系統(tǒng)，在該臍帶式系統(tǒng)中，輔助設(shè)備被容納在沒有安裝在運(yùn)動平臺上的主要復(fù)合體(main complex)中。
[0021]在優(yōu)選實施例中，輔助設(shè)備在兩臺鉆機(jī)16、18之間共用，這允許與操作兩臺完井鉆機(jī)系統(tǒng)相比所需的輔助設(shè)備數(shù)量減少30-40%。因此，例如，本系統(tǒng)可以需要三臺泵而不是四臺泵以及需要一個罐系統(tǒng)而不是兩個罐系統(tǒng)。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在大多數(shù)調(diào)整環(huán)境中，典型地需要兩個獨(dú)立的防噴器系統(tǒng)(包括蓄能器等)。
[0022]鉆井鉆機(jī)16可以是諸如本領(lǐng)域中已知的任何傳統(tǒng)的鉆井鉆機(jī)。鉆井鉆機(jī)16優(yōu)選地能夠以自動模式或者半自動模式操作，并且優(yōu)選地裝配有如本領(lǐng)域中已知的所有必需的操作和安全設(shè)備。[0023]完井鉆機(jī)18可以是諸如傳統(tǒng)地用于進(jìn)行完井和/或修井的任何鉆機(jī)。完井鉆機(jī)18優(yōu)選地能夠下入套管和其它管狀件、固井、進(jìn)行鋼絲繩操作等，并且優(yōu)選地裝配有如本領(lǐng)域中已知的所有必需的操作和安全設(shè)備。
[0024]在一些優(yōu)選實施例中，鉆機(jī)16、18中的至少一個能夠相對于平臺運(yùn)動。因此，在優(yōu)選實施例中，在井之間的間隔不相等的情況下，提供位置調(diào)整裝置(未示出)以用于調(diào)整完井鉆機(jī)16的位置。位置調(diào)整裝置可以包括安裝在平臺12上的軌道或者導(dǎo)軌或滑架系統(tǒng)，或者包括子平臺，所述子平臺設(shè)置有獨(dú)立的驅(qū)動和運(yùn)動系統(tǒng)，所述獨(dú)立的驅(qū)動和運(yùn)動系統(tǒng)允許調(diào)整子平臺相對于主平臺12的位置。
[0025]再次參照圖1，系統(tǒng)10還包括第一防噴器(B0P)20和第二防噴器22。第一防噴器20與鉆井鉆機(jī)16相聯(lián)并且以傳統(tǒng)方式使用，以便提供針對由鉆井鉆機(jī)16鉆出的井的備用控制。因此，例如，鉆井鉆機(jī)16可以用于使用鉆柱32和鉆頭34來鉆出井眼30。第二防噴器22與完井鉆機(jī)18相聯(lián)并且以傳統(tǒng)方式使用，以便提供針對由完井鉆機(jī)18所完井的井的備用控制。因此，例如，完井鉆機(jī)18可以用于將套管柱42放置到先前鉆出的井眼40中，以便在位置44處用水泥對井眼40與套管42之間的環(huán)形空間44進(jìn)行固井，和/或在井眼40中或者井眼40上進(jìn)行其他后期鉆井操作。
[0026]現(xiàn)在參照圖2，為了清楚起見，圖2省略了運(yùn)動裝置15，平臺12的子結(jié)構(gòu)包括如上所述的支撐件14和防噴器管理系統(tǒng)60。第二防噴器22定位在第一防噴器位置處，以便符合鉆孔40的位置(如圖1中所示)。第一防噴器20定位在第二防噴器位置處，所述第二防噴器位置與鉆機(jī)16的位置(如圖1中所示)相符。第三防噴器位置50相對于第一防噴器位置位于平臺12的相對側(cè)部上，并且第四防噴器位置70被指示為超出位置50。應(yīng)當(dāng)理解的是，防噴器20、22分別以傳統(tǒng)方式與鉆井鉆機(jī)和完井鉆機(jī)連接和脫開連接。
[0027]防噴器管理系統(tǒng)60優(yōu)選地安裝在平臺12的下側(cè)，并且包括成對的軌道62，所述軌道62從第一防噴器位置延伸到第三防噴器位置50。防噴器管理系統(tǒng)60還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于接合防噴器22并且經(jīng)由軌道62將該防噴器從防噴器位置20運(yùn)送至防噴器位置50如在圖2和圖4中的平臺中所示。如圖2所示，驅(qū)動裝置可以是接合軌道60的牽引器64。可替代地，驅(qū)動裝置可被容納在軌道的用附圖標(biāo)記66表示的一個端部處。盡管示出并且描述了防噴器管理系統(tǒng)60的一個優(yōu)選實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，一個或多個驅(qū)動和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以是能夠執(zhí)行這些功能的任何機(jī)構(gòu)。
[0028]啟動歷程(pass)
[0029]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，將存在多于一種技術(shù)來開始布井。當(dāng)啟動歷程以產(chǎn)生一排井時，在開始啟動針對所述歷程的操作之前在第一組兩口井位置處典型地螺緊兩個防噴器并且進(jìn)行壓力測試。
[0030]在一個實施例中，在開始該歷程之前安裝兩個防噴器并且進(jìn)行壓力測試。如果地表套管不需要防噴器，則防噴器的首次裝配將用于中間管或者生產(chǎn)管。在這些實施例中，可安裝地表套管的平衡裝置，而兩個防噴器裝配有提升/壓力測試設(shè)備。在地表套管需要防噴器的情況中，平臺12開始于在第一導(dǎo)向裝置和第一防噴器上方的鉆機(jī)16，然后，當(dāng)鉆機(jī)16已經(jīng)完成鉆井時，其移動到第二導(dǎo)向裝置和第二防噴器，從而將第一防噴器留在第一孔中，以便完井鉆機(jī)18能夠在那里下入套管。
[0031]中期歷程[0032]在中期歷程操作中，S卩，在分別已經(jīng)對第一組兩個孔進(jìn)行鉆井和完井之后，將平臺12定位在下一個期望的地點(diǎn)處，并且安置或鎖定支撐件14，以使平臺12在固定位置中保持穩(wěn)定。使用鉆機(jī)16和防噴器20實施鉆井操作，從而產(chǎn)生如在圖1中的位置30處的新鉆孔。與鉆井操作同步地，完井鉆機(jī)18和防噴器22可以用于對在圖1中的位置40處的先前鉆孔進(jìn)行完井。一旦結(jié)束在鉆孔40處的完井操作，則防噴器22可以與鉆孔40脫開連接，并且可致動防噴器管理系統(tǒng)60，以便接合防噴器22并且將防噴器22運(yùn)送到防噴器位置50。具體地，牽引器64可以拾取防噴器22并且沿著軌道62將其推進(jìn)到其新的位置50處，實質(zhì)上，“間歇勘探”新鉆孔30。一旦處于位置50處，防噴器22便可與牽引器64分離并且可為了新的鉆井操作作好準(zhǔn)備并且接受測試。
[0033]一旦對該下一個鉆孔30的鉆井完成，將支撐件14解鎖，并且如圖1和圖2中的箭頭68表示的那樣再次使得平臺橫向前進(jìn)。前進(jìn)的距離和方向優(yōu)選使得鉆機(jī)16運(yùn)動到在圖1中用50表示的下一個鉆孔地點(diǎn)上的位置處。前進(jìn)距離優(yōu)選是預(yù)定量的，并且可以是大約10英尺至100英尺。在搬運(yùn)平臺12時，每個防噴器皆保持與其相應(yīng)的鉆孔相接合，從而確保在整個操作期間對井的控制。支撐件14優(yōu)選地構(gòu)造成在平臺12搬運(yùn)期間不干擾防噴器。
[0034]在下一個中間歷程循環(huán)中，在位置50處進(jìn)行鉆井并且在位置30處進(jìn)行完井。當(dāng)已經(jīng)對井30完井時，防噴器20對位置70 (圖1)進(jìn)行間歇勘探。一旦完成對新鉆孔的鉆井，則再次解鎖支撐件14并且使得平臺如圖2中的箭頭68所示橫向前進(jìn)。一旦平臺12已經(jīng)抵達(dá)其下一個位置，則再次安置或者鎖定支撐件14并且平臺12準(zhǔn)備好開始下一個循環(huán)。
[0035]可重復(fù)該過程直到已經(jīng)對期望數(shù)量的井進(jìn)行鉆井和完井為止。方法和系統(tǒng)允許通過確保在其先前完井地點(diǎn)處一旦不再需要防噴器時馬上使得所述防噴器前進(jìn)至下一個鉆井地點(diǎn)來對資源優(yōu)化使用。
[0036]在雙柱(地面和生產(chǎn))井的傳統(tǒng)操作中，每口井大約需要3天來進(jìn)行下入套管、固井以及完成對防噴器的拆卸/安裝/壓力測試。在鉆井典型地花費(fèi)5天至7天或者更多天時，與在沒有間歇勘探情況下進(jìn)行操作相比，通過使用本系統(tǒng)，每口井可能節(jié)省2天、3天或者更多天。在優(yōu)選實施例中，本系統(tǒng)作為批量設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)行操作，在所述批量設(shè)置系統(tǒng)中，利用間歇勘探進(jìn)行鉆井和固井，以便放置所有地面套管，之后放置所有中間套管柱(如果需要)，繼而放置生產(chǎn)套管，其中，每次放置均涉及使得系統(tǒng)通過墊(pad)。因此，例如，在僅僅需要地面管和生產(chǎn)管的井田中，平臺12將進(jìn)行兩次通過。
[0037]在此所描述的系統(tǒng)與其它選擇相比節(jié)省時間和資源。例如，期望的井間隔典型地沒有大到足以容納兩個完井平臺。而且，通過共用輔助系統(tǒng)，可將輔助設(shè)備的數(shù)量削減至單個鉆井或完井操作的輔助設(shè)備數(shù)量的大約1.25倍而不是其2倍。本系統(tǒng)允許離線進(jìn)行下入套管、固井和對防噴器進(jìn)行安裝/拆卸和壓力測試的步驟(即，不使用兩個完整鉆機(jī)、全體人員等)。另外，可以預(yù)想的是，通過減少操作設(shè)備的數(shù)量將提高安全性。
[0038]在優(yōu)選實施例中，平臺是完全自持型的。平臺12優(yōu)選地包含所有當(dāng)前應(yīng)用的鉆井實踐和技術(shù)，所述當(dāng)前應(yīng)用的鉆井實踐和技術(shù)可結(jié)合在平臺12上，以便在使得整個組裝線能夠每次使鉆機(jī)運(yùn)動到下一口井時完成所有行為。
[0039]在下入套管和固井的行為期間從可能發(fā)生的故障中得以恢復(fù)必須包含下述行為:使得一旦已經(jīng)恢復(fù)套管，便可有效地在已鉆的井上重新啟動鉆井行為。在一些優(yōu)選實施例中，這意味著完井鉆機(jī)可恢復(fù)下入套管并且鋪設(shè)套管，然后平臺可返回循環(huán)，并且可重新進(jìn)入并且固定(擴(kuò)孔等)鉆出的井眼。
[0040]諸如本領(lǐng)域當(dāng)前所已知的，中間墊(inter-pad)和中間重新安置時間優(yōu)選地為大約3天至5天。
[0041]在優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)包括本領(lǐng)域中已知的鉆機(jī)自動系統(tǒng)，以便能夠使用較之兩個完井鉆機(jī)鉆井班所需人員更少的人員來實施雙重功能。
[0042]盡管已經(jīng)針對優(yōu)選實施例顯示并且描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離隨附權(quán)利要求的范圍的前提下，可對在此所描述的系統(tǒng)作出多種修改。因此，例如，平臺可支撐多于兩個鉆機(jī)，防噴器可從一個井場經(jīng)由其它路線和其它機(jī)構(gòu)運(yùn)送到下一個井場，并且多種自動、安全和優(yōu)化技術(shù)可以與在此所述的原理相組合。
【權(quán)利要求】
1.一種移動式鉆井鉆機(jī)系統(tǒng)，包括: 自推進(jìn)式平臺，所述平臺支撐在第一井眼地點(diǎn)處的鉆井鉆機(jī)和在第二井眼地點(diǎn)處的完井鉆機(jī)； 至少兩個防噴器；和 防噴器運(yùn)送裝置，所述防噴器運(yùn)送裝置用于將所述防噴器中的一個運(yùn)送到第三井眼地點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述防噴器運(yùn)送裝置將防噴器從所述第二井眼地點(diǎn)運(yùn)送到所述第三井眼地點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述平臺包括多個支撐件，所述支撐件構(gòu)造成在所述平臺搬運(yùn)期間不干擾防噴器。
4.一種對多個井眼進(jìn)行鉆井和完井的方法，所述方法包括以下步驟: a)將一系統(tǒng)定位在期望地點(diǎn)，所述系統(tǒng)包括: 自推進(jìn)式平臺，所述平臺支撐在第一井眼地點(diǎn)處的鉆井鉆機(jī)和在第二井眼地點(diǎn)處的完井鉆機(jī)； 至少兩個防噴器；和 防噴器運(yùn)送裝置，所述防噴器運(yùn)送裝置用于將所述防噴器中的一個運(yùn)送到第三井眼地占.b)將所述防噴器中的一個安裝在所述第一井眼地點(diǎn)處并且將所述防噴器中的另一個安裝在所述第二井眼地點(diǎn)處； c)使用鉆井鉆機(jī)在所述第一井眼地點(diǎn)處鉆出一井眼，同時使用完井鉆機(jī)在所述第二井眼地點(diǎn)處對一井眼完井； d)使用所述防噴器運(yùn)送裝置將所述防噴器中的一個從所述第二井眼地點(diǎn)運(yùn)送至所述第三井眼地點(diǎn)；和 e)使所述平臺運(yùn)動，以使得所述鉆井鉆機(jī)定位在所述第三井眼地點(diǎn)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在所述步驟e)之后，將所述完井鉆機(jī)定位在所述第一井眼地點(diǎn)處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法還包括重復(fù)所述步驟b)至e)，其中，第二井眼位置、第三井眼位置和第四井眼位置分別替代第一井眼位置、第二井眼位置和第三井眼位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述步驟e)包括在所述第一井眼地點(diǎn)處保持對井的控制。
【文檔編號】E21B43/119GK103477029SQ201280018287
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月14日
【發(fā)明者】L·J·肖爾特 申請人:國際殼牌研究有限公司