JP4690486B2 - チューブ状体を同時に取り扱うシステム - Google Patents
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Description
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また別のシステムが、Sorokanに付与された米国特許第6220807号において提案されているが、その開示内容は全て目的のために、引用を以て本明細書に記載加入されるものとする。オンラインのパイプ取扱いシステムは、掘削リグに回動可能に接続されたバイセップ(bicep)アームアッセンブリと、該バイセップアームアッセンブリに回動可能に接続されたフォアアームアッセンブリ及びグリッパヘッドアッセンブリとを用いるために提案された。 グリッパヘッドアッセンブリは、リグに隣接したパイプラック上で水平に配置されたチューブ状体を掴み、該チューブ状体を井戸中心部の上の垂直位置まで回転させる。
本発明は、掘削作業を同時にかつ独立して行ないつつ、チューブ状スタンドをオフライン構築するシステム及び方法に関する。図面に示されるとおり、このオフライン式スタンド構築方法は、チューブ状体を、デリック(10)のV字状ドア(26)に隣接する狭い通路(22)上の水平位置から移動させ、水平−垂直アーム(48)により、チューブ状体を同じ面内で垂直位置になるまで持ち上げる工程と、準備孔(46)の真上の垂直位置と同じ面内に案内して持ち上げ、垂直に位置決めされたチューブ状体が垂直位置で移動するように、スタンドアーム(58)を用いて、チューブ状体を準備孔(46)の中を下降させる工程と、補助チューブ状体組立装置(56)によりスタンドに接続し、スタンドを垂直方向に移送して、デリック(10)上部の補助チューブ状体ラッキングステーション(60)に運ぶ工程を含んでいる。ブリッジラッカークレーン(86)は、チューブ状体スタンドを、補助チューブ状体スタンドラッキングステーション(60)から、トップドライブ(12)、又は、第1チューブ状体スタンドラッキングステーション(128)若しくは第2チューブ状体スタンドラッキングステーション(130)へ運ぶ。
これは、チューブ状体(44)及び準備孔(46)の間のラインと平行である。伸縮アーム(76)(図2Aを参照)を用いて、スタンドアーム(58)を、チューブ状体(44)と準備孔(46)の間のラインと直交する水平面内で前進及び後退させることができる。スタンドアーム(58)が、図2で示すように垂直軸の周りを回転していない間は、図2Aで示すように他の実施例であるスタンドアーム(58)がピボットピン(58A)の周りを、垂直軸の周りを水平面内で回動できる。いずれの実施例においても、スタンドアームが掘削デッキ(16)近傍の最も低い位置にある時は、伸縮アーム(76)が延びて、準備孔(46)から外側へ突出するチューブ状体をヘッド(74)で把持することができる。スタンドアーム(58)は準備孔(46)から出たチューブ状体又はスタンドを持ち上げて、引っ込めて、移動又は回転させることができるように作られており、チューブ状体又はスタンドは、補助チューブ状体取扱いステーション(54)の領域内であるが、HTVにより準備孔(46)へと動かされたチューブ状体の経路から外れた位置で略垂直位置に保持される。
スタンドアーム(58)はまた、チューブ状体又はスタンドの移動を制御するステップを逆転させることができるように作られており、チューブ状体又はスタンドを、補助チューブ状体ラッキングステーション(60)から準備孔(46)へと移動させて、補助チューブ状体製作装置(56)で分離することができる。スタンドアーム(58)の長さ及び負荷能力は、大きさが異なるチューブ状体がどのように組み合わせられた場合にも対応できるよう調節可能である。スタンドアーム(58)はさらに、デリック(10)上方の垂直位置にあるチューブ状体スタンドの移動を制御し、補助チューブ状体ラッキングステーション(60)に配置することができる。
HTV(48)は第2チューブ状体(70)を準備孔(46)の中まで下降させた後、解放する。その後HTV(48)は同時に真っ直ぐ上昇し、90°回転させて、第2水平位置まで戻す。図23に示されているとおり、これが同時に起こっている間、スタンドアーム(58)の延び動作、移動即ち回転は同時に行われ、準備孔(46)の上方で第1チューブ状体(44)と垂直方向位置が揃えられる。スタンドアーム(58)は次に、第1チューブ状体(44)を下降させ、補助チューブ状体製作装置(56)は第1チューブ状体を第2チューブ状体(70)(図23を参照)と接続する。スタンドアーム(58)は次に、チューブ状スタンド(44,70)を持ち上げて準備孔(46)から脱出させ、再び垂直なスタンド(44,70)を引き出し及び移動即ち回転させて、HTV(48)と準備孔(46)との整列を解除する。図24に示すように、スタンドアーム(58)がこのような作業を行っている間、HTV(48)は同時に第3のチューブ状体(72)を前述と同じやり方でピックアップし、持ち上げ、そして回転させる。HTV(48)は第3チューブ状体(72)を準備孔(46)の中まで下降させ、解放する。この場合も同様に、第3チューブ状体(72)の一部が掘削デッキ(16)上方の準備孔(46)から外側へと延在したままになっている。スタンドアーム(58)はチューブ状スタンド(44,70)を移動させて準備孔(46)と同一線上の位置まで戻し、該スタンド(44,70)を第3チューブ状体(72)上方で下降させて、チューブ状体製作装置(56)(図25を参照)により接続される。
Claims (59)
- 掘削システムであって、
井戸中心部を有する掘削デッキと、
掘削デッキに配備された掘削構造と、
掘削構造に配備され、第1チューブ状体を井戸中心部に向けて前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
第2チューブ状体が略垂直位置にあるとき、第2チューブ状体を第3チューブ状体と接続するスタンドアームを具える補助チューブ状体取扱いステーションと、
補助チューブ状体取扱いステーションに隣接して配置され、第2チューブ状体を、補助チューブ状体取扱いステーションへ案内する経路案内アームと、を具えており、
第1チューブ状体が井戸中心部に移動する際、第1チューブ状体は、スタンドアーム及び経路案内アームに接触することなく移動する、掘削システム。 - 1次チューブ状体前進ステーションの上方に配置された第1チューブ状体ラッキングステーションと、
補助チューブ状体取扱いステーションの上方に配置された補助チューブ状体ラッキングステーションと、さらに具えている請求項1のシステム。 - 1次チューブ状体前進ステーションは、第1チューブ状体を回転させるトップドライブを具えている請求項1又は2のシステム。
- 1次チューブ状体前進ステーションは、第1チューブ状体を回転させる回転テーブルを具えている請求項1又は2のシステム。
- 引き上げ用のくみ上げ機械をさらに具えている請求項1乃至4の何れかのシステム。
- 1次チューブ状体前進ステーションは、井戸中心部から径方向外向きに配置された狭い出入り口をさらに具えている請求項1乃至5の何れかのシステム。
- 経路案内アームは、狭い出入り口と井戸中心部との間で交差しないように制御される請求項6のシステム。
- 経路案内アームは、狭い出入り口及び井戸中心部を含む第2平面に略平行な第1平面内で回転する請求項6のシステム。
- 第2チューブ状体はドリルパイプである請求項1乃至8の何れかのシステム。
- 第2チューブ状体はケーシングである請求項1乃至8の何れかのシステム。
- 第2チューブ状体はライザー管である請求項1乃至8の何れかのシステム。
- 第2チューブ状体は生産用チュービングである請求項1乃至8の何れかのシステム。
- 第2チューブ状体はライナーである請求項1乃至8の何れかのシステム。
- 掘削システムであって、
井戸中心部を有する掘削デッキと、
掘削デッキに配備された掘削構造と、
第1チューブ状体を、略水平位置から、井戸中心部上方の略垂直位置へ前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
掘削構造に配備され、第2チューブ状体を取り扱うスタンドアームと、
スタンドアームに隣接して配置され、第2チューブ状体を、略水平位置から、スタンドアームに隣接した略垂直位置まで案内する経路案内アームと、を具えており、
スタンドアームと経路案内アームは、第1チューブ状体が井戸中心部の方へ前進するとき、1次チューブ状体前進ステーションから独立して作動するよう構成される、掘削システム。 - 掘削システムであって、
掘削デッキと、
掘削デッキに配置された掘削構造と、
井戸中心部を有し、掘削構造に配備されて第1チューブ状体を井戸中心部へ前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
第2チューブ状体を取り扱う補助チューブ状体取扱いステーションと、
前記掘削デッキは、補助チューブ状体取扱いステーションに配置され、第2チューブ状体を収容する準備孔を有しており、
第2チューブ状体を、準備孔上方の略垂直位置に配置する補助チューブ状体取扱い装置と、
補助チューブ状体取扱いステーションの上方に配置され、第2チューブ状体を、補助チューブ状体取扱いステーションから保持する補助チューブ状体ラッキングステーションであって、第1チューブ状体が1次チューブ状体前進ステーションを通り井戸中心部に向けて独立してかつ同時に前進するとき、第2チューブ状体は、準備孔に収容され、準備孔上方の略垂直位置に配置されるか又は補助チューブ状体ラッキングステーションにて保持されることができる補助チューブ状体ラッキングステーションと、
補助チューブ状体ラッキングステーションと井戸中心部との間で第2チューブ状体を移動させることができるブリッジラッカークレーンと、を具えており、
補助チューブ状体取扱い装置は、第2チューブ状体を、補助チューブ状体ラッキングステーションに直接配置できるように構成され、
補助チューブ状体取扱い装置は、ブリッジラッカークレーンとは独立してて動作可能である、掘削システム。 - 1次チューブ状体前進ステーションの上方に配置され、少なくとも1つのチューブ状体を、補助チューブ状体ラッキングステーションから受ける1次チューブ状体ラッキングステーションをさらに具えている請求項15のシステム。
- 補助チューブ状体取扱い装置は、第2チューブ状体を、準備孔と補助チューブ状体ラッキングステーションの間で移動させるスタンドアームを具えている請求項15又は16のシステム。
- ブリッジラッカークレーンは、第2チューブ状体を、1次チューブ状体ラッキングステーションと補助チューブ状体ラッキングステーションとの間を移動させることができるように構成される請求項16又は17のシステム。
- ブリッジラッカークレーンは、第2チューブ状体を、井戸中心部と1次チューブ状体ラッキングステーションとの間を移動させることができるように構成される請求項16乃至18の何れかのシステム。
- 補助チューブ状体取扱い装置は、複数のチューブ状体を組み立てることができるように構成され、準備孔に移された複数のチューブ状体のうちの第1チューブ状体は、組み立てられたチューブ状体の最上部に位置する請求項17乃至19の何れかのシステム。
- 複数のチューブ状体をボアホールに移動させる方法であって、チューブ状体は、少なくとも一部は1次チューブ状体前進ステーションから、少なくとも一部は補助チューブ状体取扱いステーションから供給され、
(a) 掘削デッキ内の井戸中心部を通してボアホールを掘削するステップ、
(b) 少なくとも第1チューブ状体を、井戸中心部を通りボアホールの一部に進入させるステップ、及び
(c) ステップ(a)及びステップ(b)を実行する時間のうちの少なくとも一部の間、(i)第2チューブ状体を、井戸中心部と交差しない案内経路の中を補助チューブ状体取扱いステーションに移動させるステップと、(ii)第2チューブ状体を移動させるステップの後、第2チューブ状体が掘削デッキ下方の略垂直位置にあるとき、第2チューブ状体の一部を下降させるステップと、を有しており、
ステップ(c)は、ステップ(a)及びステップ(b)と同じ時間の少なくとも一部の間、独立して実行され、ステップ(c)は略垂直な第1平面内で実行される、方法。 - 第1チューブ状体を、略垂直な第2平面内で、掘削デッキを越えて井戸中心部まで移動させるステップを更に含んでおり、第1平面は前記略垂直な第2平面と略平行である、請求項21に記載の方法。
- ステップ(b)及びステップ(c)は、本質的に同じ時間で完了する請求項21又は22に記載の方法。
- 第2チューブ状体を、第1の略水平位置から第2の略水平位置へ持ち上げるステップと、
第2チューブ状体を、第2の略水平位置から、補助チューブ状体取扱いステーションに隣接する掘削デッキの準備孔と略同一線上にある略垂直位置に案内するステップと、を更に含んでいる請求項22又は23に記載の方法。 - 第2チューブ状体を、準備孔と略同一線上にある垂直位置から外側に向けて移動させるステップを更に含んでいる請求項24に記載の方法。
- 第3チューブ状体を、第1の略水平位置から第2の略水平位置へ持ち上げるステップと、
第3チューブ状体を、第2の略水平位置から、準備孔と同一線上にある略垂直位置へ案内するステップと、を更に含んでいる請求項25に記載の方法。 - 補助チューブ状体取扱いステーションにて、第2チューブ状体と第3チューブ状体を接続するステップ、
接続されたチューブ状体を、準備孔と略同一線上にある垂直位置から外側に向けて移動させるステップと、を更に含んでいる請求項26に記載の方法。 - 接続されたチューブ状体を、準備孔から第1チューブ状体ラッキングステーションへ持ち上げるステップを更に含んでいる請求項27に記載の方法。
- 接続されたチューブ状体を、第1チューブ状体ラッキングステーションから、井戸中心部と略同一線上にある略垂直位置へ移動させるステップを更に含んでいる請求項28に記載の方法。
- 接続されたチューブ状体を、第1チューブ状体ラッキングステーションから第2チューブ状体ラッキングステーションへ移動させるステップを更に含んでいる請求項28に記載の方法。
- 第2チューブ状体は掘削パイプである請求項21乃至30の何れかに記載の方法。
- 第2チューブ状体はケーシングである請求項21乃至30の何れかに記載の方法。
- 第2チューブ状体は生産用チュービングである請求項21乃至30の何れかに記載の方法。
- 複数のチューブ状体を掘削デッキを通ってボアホールへ移動させる方法であって、複数のチューブ状体は、少なくとも一部が1次チューブ状体前進ステーションから供給され、少なくとも一部は補助チューブ状体取扱いステーションから供給され、
(a) 掘削デッキ内で井戸中心部を通るボアホールを掘削するステップ;
(b) 少なくとも第1チューブ状体を、1次チューブ状体前進ステーションから井戸中心部を通り、ボアホールの一部に進入させるステップ;
(c) ステップ(a)及びステップ(b)を実行する時間の少なくとも一部の間、(i)第2チューブ状体を、経路案内アームにより、案内経路の中を井戸中心部と交差しないように移動させるステップ、(ii)第2チューブ状体を移動させるステップの後、第2チューブ状体の一部を、経路案内アームにより、掘削デッキ内の準備孔の中に配置するステップと、を有しており、ステップ(c)は、ステップ(a)及びステップ(b)と同じ時間の少なくとも一部の間、独立して実行され、ステップ(a)乃至(c)の間、第1チューブ状体は経路案内アームとは接触しない、方法。 - 第2チューブ状体を移動させるステップは、第2チューブ状体を、井戸中心部及び該井戸中心部の径方向外向きに配置された狭い出入り口を含む第2平面と略平行な第1平面内を案内するステップを含んでいる請求項34の方法。
- 複数のチューブ状体を掘削デッキからボアホールへ移動させる方法であって、少なくとも一部は1次チューブ状体前進ステーションから実行され、少なくとも一部は補助チューブ状体取扱いステーションから実行され、
(a) 掘削デッキ内に井戸中心部を通るボアホールを掘削するステップ;
(b) 第1チューブ状体を、1次チューブ状体前進ステーションにより、井戸中心部を含む略垂直な第1平面内で井戸中心部へ移動させるステップ;
(c) ステップ(a)及びステップ(b)を実行する時間の少なくとも一部の間、(i) 第2チューブ状体を、第1平面と交差しないように、略垂直な第2平面内で案内経路内を移動させるステップ;(ii) 第2チューブ状体の一部を、掘削デッキ内の第2平面内の準備孔の中に配置するステップ;(iii) 第2チューブ状体を、補助チューブ状体ラッキングステーションへ持ち上げるステップを含んでおり、ステップ(c)は、ステップ(a)及びステップ(b)と同じ時間の少なくとも一部の間、独立して実行される、方法。 - 第2チューブ状体を移動させるステップは、
第2チューブ状体を、井戸中心部及び該井戸中心部の径方向外向きに配置された狭い出入り口を含む第1平面と略平行な第2平面内で回転させるステップを含んでいる請求項36の方法。 - 複数の補助チューブ状体を、補助チューブ状体取扱いステーションの中で接続するステップ、及び
接続されたチューブ状体を、補助チューブ状体取扱いステーションから補助チューブ状体ラッキングステーションまで持ち上げるステップをさらに含んでいる請求項36又は37の方法。 - 接続されたチューブ状体を、補助チューブ状体ラッキングステーションから、井戸中心部と略同一線上の位置へ移動させるステップをさらに含んでいる請求項38の方法。
- 接続されたチューブ状体を、補助チューブ状体ラッキングステーションから、1次チューブ状体ラッキングステーションへ移動させるステップをさらに含んでいる請求項38の方法。
- 第2チューブ状体は掘削パイプである請求項36乃至40の何れかに記載の方法。
- 第2チューブ状体はケーシングである請求項36乃至40の何れかに記載の方法。
- 第2チューブ状体は生産用チュービングである請求項36乃至40の何れかに記載の方法。
- 掘削システムであって、
井戸中心部を有する掘削デッキと、
掘削デッキに配置された掘削構造と、
第1チューブ状体を、略水平位置から井戸中心部上方の略垂直位置へ前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
掘削構造に配備され、第2チューブ状体が略垂直位置にあるとき、第2チューブ状体を第3チューブ状体と接続するスタンドアームであって、1次チューブ状体前進ステーションが、第1チューブ状体を井戸中心部の方へ前進させている間、1次チューブ状体前進ステーションとは独立して作動するよう構成されたスタンドアームと、
スタンドアームに隣接して、掘削デッキ上方に持ち上げられ、第2チューブ状体をスタンドアームから保持する第1チューブ状体ラッキングステーションと、
第1チューブ状体ラッキングステーションと井戸中心部の間で第2チューブ状体を移動させることができるように構成されたブリッジラッカークレーンと、を具えており、スタンドアームは、第2チューブ状体を第1チューブ状体ラッキングステーションに直接配置できるように構成された、掘削システム。 - 掘削デッキ上方に配置され、第2チューブ状体を保持する第2チューブ状体ラッキングステーションを更に具えており、ブリッジラッカークレーンは、第2チューブ状体を、第2チューブ状体ラッキングステーション及び第1チューブ状体ラッキングステーションとの間で移動させることができるように構成された請求項44に記載のシステム。
- 掘削システムであって、
掘削デッキと、
掘削デッキに配置された掘削構造と、
井戸中心部を有し、掘削構造に配備され、第1チューブ状体を井戸中心部へ前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
第2チューブ状体を取り扱う補助チューブ状体取扱いステーションと、
第2チューブ状体を略垂直位置に配置する補助チューブ状体取扱い装置と、
補助チューブ状体取扱いステーションの上方に持ち上げられ、第2チューブ状体を補助チューブ状体取扱いステーションから保持する第1チューブ状体ラッキングステーションであって、第2チューブ状体は、第1チューブ状体が1次チューブ状体前進ステーションを通り、前記井戸中心部へ前進する間、掘削デッキ上方の略垂直位置に配置され、第1チューブ状体ラッキングステーションに保持される第1チューブ状体ラッキングステーションと、
第2チューブ状体を、第1チューブ状体ラッキングステーションと井戸中心部との間で移動させるブリッジラッカークレーンと、を具えており、補助チューブ状体取扱い装置は、第2チューブ状体を前記第1チューブ状体ラッキングステーションに直接配置できるように構成され、ブリッジラッカークレーンとは独立して作動する、掘削システム。 - 掘削デッキの上方に配置され、第2チューブ状体を保持する第2チューブ状体ラッキングステーションを更に具えており、ブリッジラッカークレーンは、第2チューブ状体を第2チューブ状体ラッキングステーション及び井戸中心部との間で移動させることができるように構成される請求項46に記載のシステム。
- 補助チューブ状体取扱いステーションはスタンドアームを具え、システムは、スタンドアームに隣接して配置され、第2チューブ状体を、略水平位置からスタンドアームに隣接した略垂直位置へ案内する経路案内アームを更に具えており、スタンドアーム及び経路案内アームは、1次チューブ状体前進ステーションが第1チューブ状体を井戸中心部へ前進させる間、1次チューブ状体前進ステーションとは独立して作動するよう構成される請求項47のシステム。
- スタンドアームは、ブリッジラッカークレーンとは独立して作動する請求項48に記載のシステム。
- 第1チューブ状体はスタンドアームとは接触しない請求項48又は49に記載のシステム。
- 第1チューブ状体は、スタンドアーム及び水平位置から垂直位置へ案内する経路案内アームと接触しない請求項48又は49に記載のシステム。
- スタンドアームは、ブリッジラッカークレーンとは独立して作動する請求項48乃至51の何れかに記載のシステム。
- 複数のチューブ状体を掘削デッキからボアホールへ移動させる方法であって、少なくとも一部は1次チューブ状体前進ステーションから実行され、少なくとも一部は補助チューブ状体取扱いステーションから実行され、
(a) 掘削デッキ内で井戸中心部を通るボアホールを掘削するステップ;
(b) 第1チューブ状体を、1次チューブ状体前進ステーションにより、井戸中心部へ移動させるステップ;
(c) ステップ(a)及びステップ(b)を実行する時間の少なくとも一部の間、(i) 第2チューブ状体を井戸中心部と交差しないように移動するステップ、(ii) 第2チューブ状体を移動させるステップの後、第2チューブ状体が略垂直位置にあるときに、第2チューブ状体を第3チューブ状体と接続するステップ、(iii) 接続された第2チューブ状体及び第3チューブ状体を、スタンドアームを用いて、掘削デッキ上方に上昇したチューブ状体ラッキングステーションに持ち上げるステップ、及び(iv) 持ち上げるステップの後、接続された第2チューブ状体及び第3チューブ状体をスタンドアームから直接チューブ状体ラッキングステーションに吊すステップと、を含んでおり、ステップ(c)は、ステップ(a)及びステップ(b)と同じ時間の少なくとも一部の間、独立して行われ、第1チューブ状体は、ステップ(a)乃至ステップ(c)の間、スタンドアームとは接触しない、方法。 - 第2チューブ状体を移動させるステップ及び第2チューブ状体を第3チューブ状体に接続するステップは、略垂直な第1平面内で行われる請求項53に記載の方法。
- 第1チューブ状体は、第2平面内で掘削デッキを通り、井戸中心部へ移動し、第1平面は第2平面に略平行である請求項54に記載の方法。
- 第2チューブ状体を移動させるステップは、第2チューブ状体を、掘削デッキを通り井戸中心部へ移動する第1チューブ状体を含む第2平面に略平行な第1平面内で回転させるステップを含んでいる請求項53乃至55の何れかに記載の方法。
- 第2チューブ状体を、第1の略水平位置から第2の略水平位置へ持ち上げるステップと、
第2チューブ状体を、第2の略水平位置から、掘削デッキの準備孔と略同一線上にある略垂直位置に案内するステップと、を更に含んでいる請求項53乃至56の何れかに記載の方法。 - 第2チューブ状体を、井戸中心部と交差しない案内経路内をスタンドアームへ移動させるステップ、及び
第2チューブ状体を案内経路内を移動させるステップの後、第2チューブ状体が掘削デッキ下方の略垂直位置にある間、第2チューブ状体の一部を下降させるステップ、を更に含んでいる請求項53乃至57の何れかに記載の方法。 - 掘削システムであって、
井戸中心部を有する掘削デッキと、
掘削デッキに配置され、掘削作業及び該掘削作業の補助作業を同時に行なう掘削構造と、
掘削構造に配備され、第1チューブ状体を井戸中心部へ前進させる1次チューブ状体前進ステーションと、
掘削構造に配備され、第1チューブ状体を前進させる1次チューブ状体前進ステーションと同時に第2チューブ状体を取り扱う補助チューブ状体取扱いステーションと、
補助チューブ状体取扱いステーションに隣接して配置され、第2チューブ状体を、略水平位置から、補助チューブ状体取扱いステーション上方の略垂直位置まで案内する経路案内アームと、を具えており、
第1チューブ状体は、第1チューブ状体が掘削デッキを越えて井戸中心部へ移動する際、補助チューブ状体取扱いステーション及び経路案内アームとは接触しない、掘削システム。
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