(57)【要約】【課題】  浮遊球体を使用してライザ内の静水圧を減少させるための装置に関する。【解決手段】  浮遊球体（１２）を油井またはガス井（１４）に注入するための圧送装置（１０）は、複数の浮遊球体（１２）を収容するフィーダ（２６）と、このフィーダ（２６）に近接していて、第１および第２の回転可能なホイール（３０、３２）を有する球体ポンプ（２４）とを備えている。第１ホイール（３０）は複数の切欠き（３３）を有しており、第２ホイール（３２）は対応する複数の切欠き（３４）を有しており、これらのホイール（３０、３２）の回転中、第１および第２ホイールの切欠き（３３、３４）が一時的に結合して複数のポケット（４０）を形成するようになっており、各ポケット（４０）は、第１および第２ホイール（３０、３２）の回転中、フィーダ（２６）から複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出する。
2006500494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと、
フィーダに近接していて、第１および第２の回転可能なホイールを有する球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは、複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイールの切欠きが一時的に合同して複数のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、フィーダから複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出することを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項２】
球体ポンプは、容量型ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項３】
複数の第１および第２ホイールの切欠きの各々は、概ね半球状であることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項４】
複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項５】
第１および第２ホイールは、複数の第１および第２ホイール切欠きが整合されて複数のポケットを形成するように、第１および第２ホイールを互いに逆向きに回転させる整合歯車を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項６】
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項７】
搬送管と流体連通している流体押し退けポンプを更に備えており、この流体押し退けポンプは流体を搬送管に注入することを特徴とする請求項６に記載の圧送装置。
【請求項８】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であり、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、浮遊球体の各々のまわりに流体密シールが形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項７に記載の圧送装置。
【請求項９】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の圧送装置。
【請求項１０】
搬送管と流体連通している空気コンプレッサポンプを更に備えており、この空気コンプレッサポンプは圧縮空気を搬送管に注入することを特徴とする請求項６に記載の圧送装置。
【請求項１１】
搬送管はその近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１０に記載の圧送装置。
【請求項１２】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項１１に記載の圧送装置。
【請求項１３】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと、
フィーダに近接していて、第１および第２の回転可能なホイールを有する球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイールの切欠きが一時的に結合して複数のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、フィーダから複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出し、
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されており、
搬送管と流体連通している第２ポンプを更に備えていることを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項１４】
球体ポンプは、容量型ポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１５】
複数の第１および第２ホイール切欠きの各々は概ね半球状であり、複数のポケットの各々は浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１６】
第２ポンプは、流体を搬送管に注入する流体押し退けポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１７】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密シールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１６に記載の圧送装置。
【請求項１８】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の圧送装置。
【請求項１９】
第２ポンプは、圧縮空気を搬送管に注入する空気コンプレッサポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項２０】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１９に記載の圧送装置。
【請求項２１】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項２０に記載の圧送装置。
【請求項２２】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと；
フィーダに近接していて、第１および第２の逆回転するホイールを有する容量型球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは複数の概ね半球状の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の概ね半球状の切欠きを有しており、ホイールの回転中、第１および第２ホイール切欠きが一時的に結合して複数の概ね球状のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、複数の浮遊球体のうちの１つをフィーダから受入れ、次いでそれを放出し；
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されており；
搬送管と流体連通している第２ポンプを更に備えていることを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項２３】
複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有していることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２４】
第２ポンプは、流体を搬送管に注入する流体押し退けポンプであることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２５】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その近位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項２４に記載の圧送装置。
【請求項２６】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の圧送装置。
【請求項２７】
第２ポンプは、圧縮空気を搬送管に注入する空気コンプレッサポンプであることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２８】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項２７に記載の圧送装置。
【請求項２９】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項２８に記載の圧送装置。
【請求項３０】
油井またはガス井における掘削流体の密度を減少させる方法であって、
複数の浮遊球体をフィーダに搬送し、
第１の力を複数の浮遊球体に加える球体ポンプをフィーダに近接して用意し、この球体ポンプは搬送管の近位端部に連結されており、搬送管の遠位端部は掘削流体に隣接している油井またはガス井の部分の下端部に連結され、
第２の力を複数の浮遊球体に加える第２ポンプを搬送管の近位端部と流体連通した状態で用意し、第１および第２の力は、浮遊球体を掘削流体に注入して掘削流体の密度を減少させることを特徴とする掘削流体密度減少方法。
【請求項３１】
第２ポンプは、流体が第２の力を浮遊球体に加えるように、流体を搬送管に注入することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
第２ポンプは、圧縮空気が第２の力を浮遊球体に加えるように、圧縮空気を搬送管に注入することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを備えており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、それを通る浮遊球体の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
球体ポンプは、第１および第２の回転可能なホイールを備えており、第１ホイールは複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイール切欠きが一時的に結合して複数のポケットを形成し、各ポケットが第１の力を浮遊球体に加えるようになっていることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
複数の第１および第２ホイール切欠きの各々は、概ね半球状であり、複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に海中油井およびガス井に関する。より詳細には、本発明は海中油井およびガス井における掘削流体の密度を減少させるためのポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
海中油井およびガス井を掘削する際、代表的には、中空の円筒形管（一般にライザと称される）を海洋表面から海洋床まで海洋に挿入する。掘削管のストリングならびに掘削流体（一般に掘削マッドまたはマッドと称される）を円筒形管の中空部分内に設置するのがよい。この流体柱は一般にマッド柱と称されている。一般に、掘削マッドの密度は海水の密度より最高で５０％大きい。
深い水位では、掘削マッドにより海洋床に及ぼされる圧力は、海水により海洋床に及ぼされる圧力より著しく大きい。この高い掘削マッド圧力は海洋表面の下で延びている井孔を破壊してしまう。これが起こると、代表的にはケーシングの使用により油井がシールされるまで、掘削が停止しなければならない。深水の油井については、先行のケーシングストリングの内側で各次のケーシングストリグが延ばされなければならないので、ケーシングストリングを使い果たすことは珍しいことではない。
【０００３】
この問題を解決するために、掘削マッドを海洋表面に圧送し、それによりその見掛け圧力を低減させるためにポンプを海洋床に装着することを含めて、種々の方法が提示されてきた。他の方法は、より軽い材料をマッド柱に注入し、それにより掘削マッドより小さい密度を有する混合物を生じることによって掘削マッドの密度を減少させることを含む。この方法には、浮遊球体が有利に使用されていた。何故なら、浮遊球体は、掘削マッドの密度を減少させながら、高い圧力に耐えることができる高強度で低密度の材料から容易に製造することができるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
効果的であるために、球体を海洋床上の掘削表面の近くのマッド柱の下端部まで圧送してマッド柱に注入することが必要である。しかしながら、在来のポンプは比較的大きい球体を海洋床まで圧送するのに必要な量の力を供給することができない。その結果、小さい球体を使用しなければならない。しかしながら、小さい球体は掘削マッドの密度を減少させるのに、大きい球体ほど効率的ではない。また、球体がマッド柱の上端部に戻ると、これらの球体は、掘削マッドおよび球体の両方を使用し得るように、掘削マッドから分離されなければならない。小さい球体を掘削マッドから分離するよりも、大きい球体を掘削マッドから分離する方が非常に容易である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の模範的な実施形態は、複数の浮遊球体を収容するフィーダと、フィーダに近接していて、第１および第２の回転可能なホイールを有する球体ポンプとを備えており、第１ホイールが複数の切欠きを有しており、第２ホイールが対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイールの切欠きが一時的に結合して複数のポケットを形成するようになっており、各ポケットが、第１および第２ホイールの回転中、フィーダから複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出する、浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置を含む。
【０００６】
本発明の他の実施の形態では、浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置は、更に、近位および遠位端部を有する搬送管を備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結され、またこの圧送装置は搬送管と流体連通している第２ポンプを備えている。
【０００７】
本発明の更なる実施形態は、複数の浮遊球体を収容するフィーダと；フィーダに近接していて、第１および第２の逆回転するホイールを有する容量型球体ポンプとを備えており、第１ホイールが複数の概ね半球状の切欠きを有しており、第２ホイールが対応する複数の概ね半球状の切欠きを有しており、ホイールの回転中、第１および第２ホイール切欠きが一時的に結合して複数の概ね球状のポケットを形成するようになっており、各ポケットが、第１および第２ホイールの回転中、複数の浮遊球体のうちの１つをフィーダから受入れ、次いでそれを放出し；また近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部が球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部が油井またはガス井の下端部に連結されており；また搬送管と流体連通している第２ポンプを更に備えている、浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置を含む。
【０００８】
本発明の他の実施形態は、油井またはガス井における掘削流体の密度を減少させる方法であって、複数の浮遊球体をフィーダに搬送し、第１の力を複数の浮遊球体に加える球体ポンプをフィーダに近接して用意し、この球体ポンプが搬送管の近位端部に連結されており、搬送管の遠位端部が掘削流体に隣接している油井またはガス井の部分の下端部に連結され；第２の力を複数の浮遊球体に加える第２ポンプを搬送管の近位端部と流体連通した状態で用意し、第１および第２の力が、浮遊球体を掘削流体に注入して掘削流体の密度を減少させる、掘削流体密度減少方法を含む。
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付図面と関連して考察されると、下記の詳細な説明を参照してより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すように、本発明は、浮遊球体１２を油井またはガス井１４に注入する圧送装置１０に向けられている。一実施形態では、この圧送装置１０は海中油井またはガス井１４に使用される。海中油井またはガス井１４を掘削中、代表的には、中空の円筒形コラム（一般にライザ１７と称される）を海洋に挿入して、ライザ１７が海洋床１８上の掘削表面から海洋表面の近くまたはその上方の位置まで延びるようにする。掘削管２０のストリングならびに掘削流体（一般に掘削マッド２２またはマッドと称される）をライザ１７の中空部分内に設置する。この流体柱は一般にマッド柱１６と称される。
【００１０】
前述のように、掘削マッド２２が油井孔１９を破壊する可能性を低減するために掘削マッド２２の密度を減少させることがしばしば望ましい。本発明の圧送装置１０は、以上のことを、少なくとも掘削マッド２２の密度未満の密度を有する浮遊球体１２をマッド柱１６の中へ圧送することによって達成する。
浮遊球体１２は、約５００psiないし５０００psiの範囲の圧力に耐えることができ、少なくとも掘削マッド２２の密度未満の密度を有する任意の適当な材料のものでもよい。例えば、掘削マッド２２は、代表的には、約９ppgないし約１６ppgの範囲の密度を有しており、本発明の各浮遊球体１２は、代表的には、約３９ppgないし約５ppgの範囲の密度を有している。一実施形態では、浮遊球体１２はポリスチレンのような多孔性プラスチック材料よりなる。他の実施形態では、浮遊球体１２は鋼のような中空の金属材料よりなる。
【００１１】
図１の図示の実施形態では、浮遊球体１２は、例えばフィーダ２６により球体ポンプ２４に供給される。フィーダ２６は多くの多量供給装置に共通の円錐形の振動フィーダであってもよい。このフィーダによれば、浮遊球体１２が球体ポンプ２４に的確に入る。
【００１２】
図２Ａに示すように、球体ポンプ２４は、フィーダ２６に隣接して配置されていて、浮遊球体１２の直径より僅かに大きい直径を持つチャンネル２９を有している入口２８を備えるのがよい。入口チャンネル２９は浮遊球体１２を球体ポンプ２４のホイール部分の中に供給する。このホイール部分は第１ホイール３０および第２ホイール３２よりなる。各ホイール３０、３２は複数の切欠きを備えており、すなわち、第１ホイール３０は複数の切欠き３３を備えており、第２ホイール３２は複数の切欠き３４を備えている。
【００１３】
図２Ｂに示すように、球体ポンプ２４は、駆動軸３５を備えるのがよく、各ホイール３０、３２は、第１同期歯車３６および第２同期歯車３８のような整合歯車または同期歯車を備えるのがよい。図示の実施形態では、駆動軸３５は、第２同期歯車３８に連結されており、第２同期歯車３８は第１同期歯車３６と噛み合っており、駆動軸３５が各歯車３６、３８、したがって各ホイール３０、３２を駆動するようになっている。好ましくは、同期歯車３６、３８は、これらが互いに逆向きに回転し、それによりホイール３０、３２を互い逆向きに回転させるように配向されるのがよい。
また、同期歯車３６、３８は、複数の第１ホイール切欠き３３の各々が複数の第２ホイール切欠き３４の各々と整合されるような数、大きさおよび配向の噛合い歯を有するのがよく、ホイール３０、３２の回転中、各整合された対の切欠きがポケットを形成し、複数の切欠き３３、３４が複数のポケット４０を形成するようになっている。
【００１４】
一実施形態では、複数の切欠き３３，３４の各々は、一般には、ホイール３０、３２の回転中、各整合された隣接対の切欠きが概ね球状のポケットを形成するように、半球状である。このような実施形態では、球状のポケットは浮遊球体１２の直径に実質的に等しい直径を有するのがよい。好ましくは、浮遊球体１２は直径が比較的大きい。例えば、浮遊球体１２は約２．５４ｃｍ（１インチ）ないし約７．６２ｃｍ（３インチ）の範囲の直径を有してもよい。本発明の圧送装置では他の球体の直径を使用してもよいが、大きい浮遊球体は比較的小さい浮遊球体を上回る多くの利点をもたらす。例えば、浮遊球体１２がマッド柱１６の上端部に戻ると、これらの浮遊球体１２は、マッド２２および浮遊球体１２の両方の再使用前にマッド２２から分離される。マッド２２を小さい球体から分離するよりも、マッド２２を大きい球体から分離するのが容易である。また、小さい球体は、大きい球体ほどには、マッド２２の密度を減少させるのに効率的でない。
【００１５】
一実施形態では、各ホイール３０、３２の外径は浮遊球体１２の直径よりもほぼ１０倍大きく、複数の切欠き３３、３４はホイール３０、３２の外径に形成され、そのまわりに均等に隔置されている。例えば、複数の切欠き３３、３４は、各ホイール３０、３４の隣接した切欠き間に最小の間隔が存在するように、ホイール３０、３２の外径に形成され、そのまわりに隔置されるのがよい。これにより、浮遊球体１２が駆動軸３５の速度に正比例してポンプを通過するような容量型ポンプを構成する。
球体ポンプ２４は、浮遊球体１２の直径より僅かに大きい直径を持つチャンネル４４を有する出口４２を備えるのがよい。図１に示すように、圧送装置１０は、また、近位端部４７および遠位端部４８を有する搬送管４６を備えるのがよい。この搬送管４６はその近位端部４７が球体ポンプ出口４２に連結され、その遠位端部４８がマッド柱１６の下端部５０に連結されるのがよい。
搬送管４６は浮遊球体１２を球体ポンプ２４からマッド柱１６の下端部５０まで案内する。図示の実施形態では、搬送管４６は浮遊球体１２の直径より僅かに大きい内径を持つ中空の円筒形管である。
【００１６】
本発明の一実施形態では、圧送装置１０の作動中、浮遊球体１２はフィーダ２６から球状ポンプ入口２８まで供給される。球状ポンプ入口２８は、複数の切欠き３３、３４をそれぞれ備えているホイール３０、３２に隣接している。複数の第１ホイール切欠き３３は第２ホイール切欠き３４と整合されて複数のポケット４０を形成しており、各ポケットはホイール３０、３２の１回転あたり複数の浮遊球体１２のうちの１つを受け入れる。ホイール３０、３２の回転により、各ポケットはこれが受け入れた各浮遊球体に圧送力を加え、かくして浮遊球体１２をポケットから球体ポンプ２４および搬送管４６に放出する。搬送管４６は浮遊球体１２を球体ポンプ２４からマッド柱１６の下端部まで搬送する。浮遊球体１２は、例えば、マッド柱開口部５１を通ってマッド柱１６に入り、掘削マッド２２と混合してマッド柱１６内の掘削マッド２２の密度を減少させる。
【００１７】
マッド柱１６に入ると、浮遊球体１２は掘削マッド２２内でマッド柱１６の下端部５０からマッド柱１６の上端部５２まで浮上する。マッド柱１６の上端部５２は、マッドチャンネル５６および球体チャンネル５８を有するマッド流戻り管路５４を備えるのがよい。このマッド流戻り管路５４はマッドチャンネル５６にわたって掘削マッド２２および浮遊球体１２を案内する。マッドチャンネル５６は、少なくとも浮遊球体１２の直径より小さい開口部を有するスクリーン６０を備えるのがよい。マッドチャンネルスクリーン６０が、浮遊球体１２をマッドチャンネル５６に入るのを防ぎながら、掘削マッド２２ならびにドリルビット削り屑および／または掘削破片がマッドチャンネル５６に入るのを許容する。マッドチャンネル５６は、掘削マッド２２ならびにマッドチャンネルスクリーン６０を通る任意の他の物質をマッド洗浄装置（図示せず）まで案内し、このマッド洗浄装置はドリルビット削り屑および／または他の掘削破片を掘削マッド２２から除去することによってマッド２２を「洗浄」する。次いで、この「洗浄された」掘削マッド２２はマッド柱１６に再循環される。
【００１８】
浮遊球体１２はマッドチャンネルスクリーン６０を通ることができないので、マッド流戻り管路５４は浮遊球体１２をマッドチャンネルスクリーン６０を通り越して球体チャンネル５８まで案内する。球体チャンネル５８は浮遊球体１２をフィーダ２６の中へ案内する。フィーダ２６は浮遊球体１２を球体ポンプ２４に案内し、この球体ポンプ２４は浮遊球体１２を前述と同じようにしてマッド柱１６の中へ再循環する。
【００１９】
図３および図４に示すように、圧送装置１０は、前述のものに加えて、第２ポンプを備えてもよい。例えば、図３では、第２ポンプは流体押し退けポンプ６２であり、図４では、第２ポンプは空気コンプレッサ６４である。
球体ポンプ２４が浮遊球体１２に加える圧送力に対抗するのは、マッド柱１６の開口部５１における掘削マッド２２が浮遊球体１２に与える浮遊力である。第２ポンプは、球体ポンプ２４がこれらの浮遊力に打ち勝つのを助けて、浮遊球体１２を球体ポンプ２４から搬送管４６を通してマッド柱１６の中へ搬送し得る。
【００２０】
図３に示すように、流体押し退けポンプ６２は搬送管４６に連結されている。流体押し退けポンプ６２は、球体ポンプ２４が、流体、例えば、水または海水を搬送管４６に注入することによって掘削マッド２２により浮遊球体１２に加えられる浮遊力に打ち勝つのを助ける。注入された流体は、浮遊球体１２が球体ポンプ２４から搬送管４６を通ってマッド柱１６の中へ搬送されるのを助けるために力を浮遊球体１２に加える。流体押し退けポンプ６２は、中でも、様々な在来の水ポンプのうちの任意の１つでもよい。
【００２１】
図示の実施形態では、搬送管４６は、また、少なくとも１つのシールを備えている。例えば、搬送管４６は、その近位端部４７に配置された第１シール６６と、その近位端部４８に配置された第２シール６８とを備えてもよい。これらのシール６６、６８は、中でも成形のような任意の適当な手段により搬送管４６の内径部に取付けられてもよい。
シール６６、６８は、浮遊球体１２の外径がシール６６、６８と接触しているとき、浮遊球体１２の外径のまわりに流体シールが生じられるように浮遊球体１２の外径より小さい内径を有するゴム材料のような半径方向に弾性である材料で構成されるのがよい。好ましくは、各シール６６、６８は、概ね円筒形であって、流体密シールを形成するためにシール６６、６８に常に少なくとも１つの浮遊球体が存在するように十分に長い。例えば、各シール６６、６８の長さは、約１つの浮遊球体直径ないし約３つの浮遊球体直径の範囲にあってもよい。
【００２２】
一実施形態では、流体押し退けポンプ６２は第１シール６６に対して遠位側の搬送管４６の近位端部４７に連結されている。この場合、第１シール６６は流体押し退けポンプ６２から放出された流体が第１シール６６を通り越して近位方向に移動するのを防ぎ、その代わり、放出された流体をマッド柱１６の下端部５０に向けて遠位方向に差し向ける。これにより、放出された流体は、遠位方向向きの力を浮遊球体１２に与え、浮遊球体１２と共に搬送管４６を下って遠位方向に移動する。一実施形態では、搬送管４６は第２シール６８に対して近位側の搬送管４６の遠位端部４８にスクリーン部分７０を備えている。このスクリーン部分７０は、浮遊球体１２がスクリーン部分７０を通るのを防ぎながら、放出された流体をスクリーン部分７０を通過させるように、少なくとも浮遊球体１２の直径より小さい開口部を有している。第２シール６８は、スクリーン部分７０に対して遠位側の搬送管４６の遠位端部４８に配置されてもよい。第２シール６８は搬送管４６を掘削マッド２２の圧力から封鎖する。
【００２３】
図４に示すように、空気コンプレッサポンプ６４は搬送管４６に連結されている。空気コンプレッサポンプ６４は、球体ポンプ２４が、圧縮空気を搬送管４６に注入することによって掘削マッド２２により浮遊球体１２に加えられた浮遊力に打ち勝つのを助ける。圧縮空気は、浮遊球体１２が球体ポンプ２４から搬送管４６を通ってマッド柱１６の中へ搬送されるのを助けるために力を浮遊球体１２に加える。空気コンプレッサポンプ６４は様々な在来の空気コンプレッサのうちの任意の１つであってもよい。図示の実施形態では、搬送管４６は前述の第１シール６６のような少なくとも１つのシールを備えている。前述のように、第１シール６６は搬送管４６の近位端部４７に配置されてもよい。
【００２４】
一実施形態では、空気コンプレッサポンプ６４は第１シール６６に対して遠位側の搬送管４６の近位端部４７に連結されている。この場合、第１シール６６は、空気コンプレッサポンプ６４から放出された圧縮空気が第１シールを通り越して近位方向に移動するのを防ぐが、その代わり、放出された圧縮空気をマッド柱１６の下端部５０に向けて遠位方向に差し向ける。これにより、放出された圧縮空気は遠位方向向きの力を浮遊球体１２に加え、浮遊球体１２と共に搬送管４６を下って遠位方向に移動する。
【００２５】
前述の説明は、本発明の現在のところ好適な実施形態について行った。本発明が関係する業界および技術における熟練者は、本発明の原理、精神および範囲を意味深長に逸脱することなしに、前述の構造および作動方法の変形例および変更例を行い得ることをわかるであろう。従って、前述の説明は、前述し、添付図面に示した正確な構造にのみ関係するものとして読まれるべきではなく、むしろ、最も完全および最も正当な範囲を有するべきである特許請求の範囲と一致するものとして、および特許請求の範囲のための支持として読まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による圧送装置の概略図である。
【図２Ａ】図１の圧送装置の球体ポンプの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの球体ポンプの頂面図である。
【図３】流体押し退けポンプを追加した図１の圧送装置の概略図である。
【図４】空気コンプレッサポンプを追加した図１の圧送装置の概略図である。
【図１】
2006500494.tif 000003
2006500494.tif 000004
【図３】
2006500494.tif 000005
【図４】
2006500494.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月22日(2005.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと、
フィーダに近接していて、第１および第２の回転可能なホイールを有する球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは、複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイールの切欠きが一時的に合同して複数のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、フィーダから複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出することを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項２】
球体ポンプは、容量型ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項３】
複数の第１および第２ホイールの切欠きの各々は、概ね半球状であることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項４】
複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項５】
第１および第２ホイールは、複数の第１および第２ホイール切欠きが整合されて複数のポケットを形成するように、第１および第２ホイールを互いに逆向きに回転させる整合歯車を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項６】
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の圧送装置。
【請求項７】
搬送管と流体連通している流体押し退けポンプを更に備えており、この流体押し退けポンプは流体を搬送管に注入することを特徴とする請求項６に記載の圧送装置。
【請求項８】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であり、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、浮遊球体の各々のまわりに流体密シールが形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項７に記載の圧送装置。
【請求項９】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の圧送装置。
【請求項１０】
搬送管と流体連通している空気コンプレッサポンプを更に備えており、この空気コンプレッサポンプは圧縮空気を搬送管に注入することを特徴とする請求項６に記載の圧送装置。
【請求項１１】
搬送管はその近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１０に記載の圧送装置。
【請求項１２】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項１１に記載の圧送装置。
【請求項１３】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと、
フィーダに近接していて、第１および第２の回転可能なホイールを有する球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイールの切欠きが一時的に結合して複数のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、フィーダから複数の浮遊球体のうちの１つを受入れ、次いでこれを放出し、
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されており、  搬送管と流体連通している第２ポンプを更に備えていることを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項１４】
球体ポンプは、容量型ポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１５】
複数の第１および第２ホイール切欠きの各々は概ね半球状であり、複数のポケットの各々は浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１６】
第２ポンプは、流体を搬送管に注入する流体押し退けポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項１７】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密シールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１６に記載の圧送装置。
【請求項１８】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の圧送装置。
【請求項１９】
第２ポンプは、圧縮空気を搬送管に注入する空気コンプレッサポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の圧送装置。
【請求項２０】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１９に記載の圧送装置。
【請求項２１】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項２０に記載の圧送装置。
【請求項２２】
複数の浮遊球体を収容するフィーダと；
フィーダに近接していて、第１および第２の逆回転するホイールを有する容量型球体ポンプと、を備えており、第１ホイールは複数の概ね半球状の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の概ね半球状の切欠きを有しており、ホイールの回転中、第１および第２ホイール切欠きが一時的に結合して複数の概ね球状のポケットを形成するようになっており、各ポケットは、第１および第２ホイールの回転中、複数の浮遊球体のうちの１つをフィーダから受入れ、次いでそれを放出し；
近位端部および遠位端部を有する搬送管を更に備えており、その近位端部は球体ポンプの出口に連結されており、その遠位端部は油井またはガス井の下端部に連結されており；  搬送管と流体連通している第２ポンプを更に備えていることを特徴とする浮遊球体を油井またはガス井に注入するための圧送装置。
【請求項２３】
複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有していることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２４】
第２ポンプは、流体を搬送管に注入する流体押し退けポンプであることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２５】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その近位端部における概ね円筒形の第２シールとを有しており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項２４に記載の圧送装置。
【請求項２６】
流体押し退けポンプは、第１シールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通しており、搬送管は複数の開口部を有するスクリーン部分を収容しており、このスクリーン部分は、第２シールに対して近位側の搬送管の遠位端部に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の圧送装置。
【請求項２７】
第２ポンプは、圧縮空気を搬送管に注入する空気コンプレッサポンプであることを特徴とする請求項２２に記載の圧送装置。
【請求項２８】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、これを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項２７に記載の圧送装置。
【請求項２９】
空気コンプレッサポンプは、半径方向に弾性のシールに対して遠位側の搬送管の近位端部と流体連通していることを特徴とする請求項２８に記載の圧送装置。
【請求項３０】
油井またはガス井における掘削流体の密度を減少させる方法であって、
複数の浮遊球体をフィーダに搬送し、
第１の力を複数の浮遊球体に加える第１および第２の回転可能なホイールを備えた球体ポンプをフィーダに近接して用意し、この球体ポンプは搬送管の近位端部に連結されており、搬送管の遠位端部は掘削流体に隣接している油井またはガス井の部分の下端部に連結され、
第２の力を複数の浮遊球体に加える第２ポンプを搬送管の近位端部と流体連通した状態で用意し、第１および第２の力は、浮遊球体を掘削流体に注入して掘削流体の密度を減少させることを特徴とする掘削流体密度減少方法。
【請求項３１】
第２ポンプは、流体が第２の力を浮遊球体に加えるように、流体を搬送管に注入することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
第２ポンプは、圧縮空気が第２の力を浮遊球体に加えるように、圧縮空気を搬送管に注入することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
搬送管は、その近位端部における概ね円筒形の第１シールと、その遠位端部における概ね円筒形の第２シールとを備えており、各シールは、半径方向に弾性であって、各シールを通る浮遊球体各々の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
搬送管は、その近位端部に半径方向に弾性の概ね円筒形のシールを有しており、このシールは、それを通る浮遊球体の移送中、流体密のシールが浮遊球体の各々のまわりに形成されるように、浮遊球体の直径より小さい直径を有していることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
第１ホイールは複数の切欠きを有しており、第２ホイールは対応する複数の切欠きを有しており、これらのホイールの回転中、第１および第２ホイール切欠きが一時的に結合して複数のポケットを形成し、各ポケットが第１の力を浮遊球体に加えるようになっていることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
複数の第１および第２ホイール切欠きの各々は、概ね半球状であり、複数のポケットの各々は、浮遊球体の直径にほぼ等しい直径を有する概ね球状であることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【国際調査報告】
2006500494.tif 000007