(57)【要約】ドリルパイプ運動補償を行うシステムおよび方法が開示される。システムは、ドリルパイプと、海洋ライザパイプとを含み、海洋ライザパイプは、ドリルパイプの重量を支持するように構成される。パイプホルダがドリルパイプおよび海洋ライザパイプに結合され、ドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げるように構成される。ドリルパイプ支持システムがパイプホルダおよび海洋ライザパイプに結合される。ドリルパイプ支持システムは、パイプホルダとともにドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達するように構成される。システムは、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤも含む。１つ以上のテンショナが海洋ライザパイプに結合された複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプにおける運動を補償するように構成される。
2018513290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルパイプ運動補償を行う方法であって、前記方法は、
海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することと、
前記海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、前記ドリルパイプにおける運動を補償することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記海洋ライザパイプを用いて前記ドリルパイプの重量を支持することは、パイプホルダを用いて前記ドリルパイプを前記海洋ライザパイプ上に吊り下げることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記海洋ライザパイプを用いて前記ドリルパイプの重量を支持することは、前記ドリルパイプの重量を前記海洋ライザパイプに伝達することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ドリルパイプの重量を前記海洋ライザパイプに伝達することは、前記パイプホルダおよび前記海洋ライザパイプにドリルパイプ支持システムを機械的に結合することを含み、前記ドリルパイプ支持システムおよび前記パイプホルダは、前記ドリルパイプの重量を前記海洋ライザパイプに伝達するように構成されている、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ドリルパイプへの荷重または前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、前記信号の感知に応答して、前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を調節することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものの各々に対して、前記張力は、油空圧テンショナおよび電気テンショナのうちの一方によって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記海洋ライザパイプおよび前記ドリルパイプの両方の重量を共同して保持するように前記複数のワイヤを構成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ドリルパイプに可撓性の管を結合することをさらに含み、前記可撓性の管は、曲がることにより、船舶の移動に適応することと、前記船舶の移動と比較して、前記ドリルパイプによって経験させられる移動量を低減させることとを行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記海洋ライザパイプは、海底上の坑口装置に結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
装置であって、前記装置は、
ドリルパイプと、
前記ドリルパイプの重量を支持するように構成されている海洋ライザパイプと、
前記海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤと、
１つ以上のテンショナと
を備え、
前記１つ以上のテンショナは、前記海洋ライザパイプに結合されている前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、前記ドリルパイプにおける運動を補償するように構成されている、装置。
【請求項１３】
前記ドリルパイプを前記海洋ライザパイプ上に吊り下げるように構成されているパイプホルダをさらに備え、前記ドリルパイプを前記海洋ライザパイプ上に吊り下げることは、前記海洋ライザパイプに前記ドリルパイプの重量を支持させる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記パイプホルダおよび前記海洋ライザパイプに結合されているドリルパイプ支持システムをさらに備え、前記ドリルパイプ支持システムおよび前記パイプホルダは、前記ドリルパイプの重量を前記海洋ライザパイプに伝達するように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持することを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記海洋ライザパイプに結合されている１つ以上のセンサをさらに備え、前記１つ以上のセンサは、前記ドリルパイプへの荷重または前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記１つ以上のセンサは、加速度計およびロードセルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記テンショナは、前記信号の感知に応答して、前記複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を調節するように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記１つ以上のテンショナの各々は、油空圧テンショナおよび電気テンショナのうちの一方を備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記複数のワイヤは、前記海洋ライザパイプおよび前記ドリルパイプの両方の重量を共同して保持するように構成され、前記海洋ライザパイプは、海底上の坑口装置に結合されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記ドリルパイプに結合されている可撓性の管をさらに備え、前記可撓性の管は、曲がることにより、船舶の移動に適応することと、前記船舶の移動と比較して、前記ドリルパイプによって経験させられる移動量を低減させることとを行うように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
装置であって、前記装置は、ドリルパイプおよび海洋ライザパイプに結合されているパイプホルダを備え、
前記パイプホルダは、前記ドリルパイプを前記海洋ライザパイプ上に吊り下げるように構成されている、装置。
【請求項２３】
前記パイプホルダおよび前記海洋ライザパイプに結合されているドリルパイプ支持システムをさらに備え、前記ドリルパイプ支持システムおよび前記パイプホルダは、前記ドリルパイプの重量を前記海洋ライザパイプに伝達するように構成されている、請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は米国仮特許出願第６２／１５０，７２５号（２０１５年４月２１日出願、Ｅｄｗａｒｄ  Ｐｅｔｅｒ  Ｋｅｎｎｅｔｈ  Ｂｏｕｒｇｅａｕ他、名称「Ｍｏｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｄｒｉｌｌ  Ｐｉｐｅ」）の優先権の利益を主張し、上記出願は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、ドリルパイプ運動補償を行うためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、海洋ライザテンショニングシステムを用いてドリルパイプ運動補償を行うためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
海底掘削作業において使用されるドリルパイプは、多くの場合、多数の理由から試験される。例えば、坑井が掘削され、ケーシングされた後、ドリルパイプが、ドリルステムテスト（ＤＳＴ）の一部として試験され、地層の圧力、透水性、および産出能力を検証し得る。試験は、坑井が商業的に実行可能な炭化水素貯留層に辿り着いたかどうかを決定することにも役立つ。ＤＳＴの間、接続されたドリルパイプおよび／またはドリルパイプに接続された管類は、坑井に対して静止したままでなければならない。ドリルパイプを支持するリグまたは船舶は、浮いているので、ドリルストリングを支持する荷重経路において船舶の運動を補償する必要がある。ＤＳＴは、完了に数ヶ月かかり得、補償システムは、試験の間、確実に動作しなければならない。補償システムの故障は、機器に損傷を及ぼし、緊急対策の発動につながり、膨大な時間がかかるＤＳＴの再開を要求する。
【０００４】
従来、いくつかの技法が、船舶運動を補償するために、産業において使用されているが、それらの全てが、ドリルストリングを支持する荷重経路内に専用の補償システムを伴う。１つの従来の技法は、ドローワークスを使用して、船舶の移動と同期して、ドリルパイプまたは管類を支持するケーブルを巻き上げること、および繰り出すことを含む。この技法は、電力を能動的に使用して、ドローワークスを移動させるので、多くの場合、能動的補償と呼ばれる。別の従来の技法は、大型のガスリザーバによって加圧された油圧ピストンを使用することを含み、ドリルパイプまたは管類における一定の張力を維持する。このシステムは、多くの場合、ドリルストリング補償器と呼ばれ、システムは、デリック上に搭載され、ドローワークス移動滑車によって支持される。さらに別の従来の技法は、ＤＳＴの間に使用される管類を支持するために特に設計された特殊なフレーム内における大型のガスリザーバによって加圧された油圧ピストンを使用することを含む。この技法は、補償コイルチュービングリフトフレーム（ＣＣＴＬＦ）と呼ばれる。
【０００５】
多数の短所が、前述の従来の技法に関連付けられる。例えば、能動的補償技法およびドリルストリング補償器技法では、ドローワークスが、補償システムを実装するために使用されるので、ドローワークスが、ＤＳＴに影響を及ぼし得る。加えて、ＣＣＴＬＦ技法では、特殊フレームが、補償システムを実装するために船舶上に搭載されなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ドリルパイプ運動補償は、従来の運動補償システムの固有の短所を伴わずに、海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することと、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプにおける運動を補償することとによって行われ得る。具体的には、一実施形態によると、ドリルパイプ運動補償を行う方法は、海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することを含む。ある実施形態によると、海洋ライザパイプは、海底上の坑口装置に結合され得る。いくつかの実施形態では、海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することは、パイプホルダを用いてドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げることを含み得る。海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することはまた、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達することを含み得る。ある実施形態によると、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達することは、パイプホルダおよび海洋ライザパイプにドリルパイプ支持システムを機械的に結合することを含み、ドリルパイプ支持システムおよびパイプホルダは、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達するように構成される。
【０００７】
方法はまた、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプにおける運動を補償することを含み得る。いくつかの実施形態では、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持することを含み得る。
【０００８】
いくつかの実施形態では、方法はまた、ドリルパイプへの荷重または複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知することを含み得る。ある実施形態によると、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、信号の感知に応答して、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を調節することを含み得る。
【０００９】
ある実施形態によると、方法はまた、海洋ライザパイプおよびドリルパイプの両方の重量を共同して保持するように複数のワイヤを構成することを含み得る。加えて、ある実施形態では、複数のワイヤのうちの１つ以上のものの各々に対して、張力は、油空圧テンショナおよび電気テンショナのうちの一方によって制御され得る。いくつかの実施形態では、方法はまた、ドリルパイプに可撓性の管を結合することを含み得、可撓性の管は、曲がることにより、船舶の移動に適応することと、船舶の移動と比較して、ドリルパイプによって経験させられる移動量を低減させることとを行う。
【００１０】
別の実施形態によると、装置は、ドリルパイプと、ドリルパイプの重量を支持するように構成されている海洋ライザパイプと、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤと、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプにおける運動を補償するように構成されている１つ以上のテンショナとを含む。装置はまた、ドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げるように構成されているパイプホルダを含み得、ドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げることは、海洋ライザパイプに、ドリルパイプの重量を支持させる。装置はさらに、パイプホルダおよび海洋ライザパイプに結合されているドリルパイプ支持システムを含み得、ドリルパイプ支持システムおよびパイプホルダは、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達するように構成される。ある実施形態によると、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持することを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、装置はまた、海洋ライザパイプに結合され、ドリルパイプへの荷重または複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知するように構成されている１つ以上のセンサを含む。一実施形態では、１つ以上のセンサは、加速度計およびロードセルのうちの少なくとも１つを含む。テンショナは、信号の感知に応答して、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を調節するように構成され得る。ある実施形態によると、１つ以上のテンショナの各々は、油空圧テンショナおよび電気テンショナのうちの一方であり得る。別の実施形態では、複数のワイヤは、海洋ライザパイプおよびドリルパイプの両方の重量を共同して保持するように構成され、海洋ライザパイプは、海底上の坑口装置に結合される。いくつかの実施形態によると、装置はまた、ドリルパイプに結合されている可撓性の管を含み、可撓性の管は、曲がることにより、船舶の移動に適応することと、船舶の移動と比較して、ドリルパイプによって経験させられる移動量を低減させることとを行うように構成される。
【００１２】
さらに別の実施形態によると、装置は、ドリルパイプおよび海洋ライザパイプに結合されているパイプホルダを含む。パイプホルダは、ドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げるように構成され得る。装置はまた、パイプホルダおよび海洋ライザパイプに結合されているドリルパイプ支持システムを含み、ドリルパイプ支持システムおよびパイプホルダは、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達するように構成される。
【００１３】
本開示で使用される場合、用語「噴出防止装置」は、限定ではないが、単一噴出防止装置だけではなく、２つ以上の噴出防止装置（例えば、噴出防止装置スタック）を含み得る噴出防止装置アセンブリも含む。
【００１４】
用語「結合される」は、必ずしも直接ではなく、かつ必ずしも機械的にではないが、接続されるものとして定義される。「結合される」２つのアイテムは、互いに一体型であり得る。用語「ａ」および「ａｎ」は、本開示が別様に明示的に要求しない限り、１つ以上のものとして定義される。用語「実質的に」は、当業者によって理解されるように、必ずしも全体ではないが、規定されるものの大部分として定義される（かつ規定されるものも含む。例えば、実質的に９０度は、９０度を含み、実質的に平行は、平行を含む）。任意の開示される実施形態では、用語「実質的に」、「およそ」、および「約」は、規定されるものの「［あるパーセンテージ］以内」で代用され得、パーセンテージは、０．１、１、５、１０、および２０パーセントを含む。
【００１５】
さらに、ある方法で構成されるデバイスまたはシステムは、少なくともその方法で構成されるが、それらの具体的に説明されるもの以外の方法で構成されることもできる。
【００１６】
用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（〜を備えている）」（ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の任意の形態のｃｏｍｐｒｉｓｅ）、「ｈａｖｅ（〜を有する）」（ならびに「ｈａｓ」および「ｈａｖｉｎｇ」等の任意の形態のｈａｖｅ）、「ｉｎｃｌｕｄｅ（〜を含む）」（ならびに「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」等の任意の形態のｉｎｃｌｕｄｅ）、ならびに「ｃｏｎｔａｉｎ（〜を含有する）」（ならびに「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」等の任意の形態のｃｏｎｔａｉｎ）は、制限のない連結動詞である。その結果、１つ以上の要素を「備えている」、「有する」、「含む」、または「含有する」装置は、それらの１つ以上の要素を所有し、それらの要素のみを所有することに限定されない。同様に、１つ以上のステップを「備えている」、「有する」、「含む」、もしくは「包含する」方法は、それらの１つ以上のステップを所有し、それらの１つ以上のステップのみを所有することに限定されない。
【００１７】
前述は、続く発明を実施するための形態がより深く理解され得るために、本発明の実施形態のある特徴および技術的利点を非常に広義に概略している。本発明の請求項の主題を形成する、追加の特徴および利点も、以下に説明されるであろう。開示される概念および具体的実施形態は、同一または類似目的を実施するために、修正もしくは他の構造の設計のための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって理解されるはずである。そのような均等物構造が添付の請求項に記載の本発明の精神および範囲から逸脱しないことも、当業者によって認識されるはずである。追加の特徴は、付随の図と併せて検討されるとき、以下の説明からより深く理解されるであろう。しかしながら、図の各々は、例証および説明のみを目的として提供され、本発明を限定することを意図するものではないことは、明示的に理解されたい。
【００１８】
開示されるシステムおよび方法のより完全な理解のために、ここで、付随の図面と関連して検討される以下の説明を参照する。添付の図では、類似構成要素または特徴は、同一参照標識を有し得る。さらに、同一タイプの種々の構成要素は、類似構成要素間で区別する第２の標識を伴う参照標識が続くことによって区別され得る。第１の参照標識のみが本明細書で使用される場合、説明は、第２の参照標識に関係なく、同一の第１の参照標識を有する類似構成要素のうちの任意の１つ以上のものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の一実施形態による、ドリルパイプ運動補償システムを図示するブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示の一実施形態による、図１Ａに図示されるドリルパイプ運動補償システムの第１の側面図を図示するブロック図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本開示の一実施形態による、図１Ａに図示されるドリルパイプ運動補償システムの第２の側面図を図示するブロック図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態による、ドリルパイプ運動補償を行う方法を図示するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ドリルパイプ運動補償システムは、海洋ライザテンショニングシステムまたは海洋ライザシステム等の船舶運動を補償するシステムを介して、海洋ライザパイプ上にドリルパイプの重量を支持するように構成され得、海洋ライザパイプは、下側端部において海底に固定され、上側端部においてリグ／船舶に固定される。海洋ライザパイプおよび海洋ライザパイプによって支持されるドリルパイプに対して運動を補償するドリルパイプ運動補償システムの船舶運動補償システムは、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御するように構成され得る。本明細書に開示されるドリルパイプ運動補償システムは、従来のドリルパイプ運動補償システムに優る多数の利点を示し得る。例えば、本明細書に開示されるドリルパイプ運動補償システムは、ドリルストリングの荷重を低重心に配置し、したがって、船舶の安定性を改善し得る。加えて、ドリルパイプが海洋ライザ上に吊り下げられるので、本明細書に開示されるドリルパイプ運動補償システムは、パイプの整理または他の在庫制御関係等の他の活動を管理するために、ドローワークスを利用可能なままにし得る。さらに、本明細書に開示されるドリルパイプ運動補償システムは、掘削の間、持続的に使用される信頼性のある既存の補償システムを使用し得る。
【００２１】
図１Ａは、本開示の一実施形態による、ドリルパイプ運動補償システムを図示するブロック図である。図１Ｂおよび１Ｃは、図１Ａに図示されるドリルパイプ運動補償システムの側面図を提供する。ドリルパイプ運動補償システム１００は、ドリルパイプ１０２と、海洋ライザパイプ１０４とを含み得る。本明細書で使用される場合、パイプは、単一のパイプ、または一緒に結合される一連のパイプ（例えば、一緒に結合され、単一パイプとして機能する一連のパイプ）を指し得る。
【００２２】
海洋ライザパイプ１０４は、ドリルパイプ１０２の重量を支持するように構成され得る。例えば、システム１００は、海洋ライザパイプ１０４がドリルパイプ１０２の重量を支持することを補助するために、パイプホルダ１０６と、ドリルパイプ支持システム１１４とを含み得る。図１Ａに示されるように、ドリルパイプ１０２は、パイプホルダ１０６内に挿入され得る。ある実施形態によると、パイプホルダ１０６は、ドリルパイプ１０２を海洋ライザパイプ１０４上に吊り下げるように構成され得る。パイプホルダ１０６によるドリルパイプ１０２の海洋ライザパイプ１０４上への吊り下げは、海洋ライザパイプ１０４に、ドリルパイプ１０２の重量を支持させ得る。加えて、ドリルパイプ１０２を海洋ライザパイプ１０４上に吊り下げるようにパイプホルダ１０６を構成することはまた、ドリルパイプ１０２を海底１９０上の坑口装置１８０に対して実質的に静止して維持するように、ドリルパイプ１０２を海洋ライザパイプ１０４上に結合するようにパイプホルダ１０６を構成し得る。特に、海洋ライザパイプ１０４は、坑口装置１８０に対して実質的に静止して維持されるので、ドリルパイプ１０２を海洋ライザパイプ１０４上に吊り下げることは、ドリルパイプ１０２も坑口装置１８０に対して実質的に静止して維持されるようにする。パイプホルダ１０６は、ドリルパイプ１０２を水平に包囲する円筒形パイプとして図示されるが、当業者は、パイプホルダ１０６が、本開示に説明されるようなパイプホルダ１０６の全機能を果たす限り、任意の形状であり得ることを容易に認識するであろう。
【００２３】
ドリルパイプ支持システム１１４は、ドリルパイプ１０２を海洋ライザパイプ１０４上に吊り下げるので、追加の支持をパイプホルダ１０６に提供し得る。ドリルパイプ支持システム１１４はまた、ドリルパイプ１０２の重量を海洋ライザパイプ１０４に伝達することにおいても補助し得る。図１に図示される実施形態等の一実施形態では、ドリルパイプ支持システム１１４は、ビーム１１４Ａ−１１４Ｄを含み得る。しかしながら、当業者は、ドリルパイプ支持システム１１４が、ビーム支持システム以外の他の支持システムを用いて実装され得、添付の請求項に説明されるような本発明が、支持システムが、直接または間接的かにかかわらず、本明細書に説明されるようにドリルパイプ支持システムの動作を支持する限り、ビーム支持システムに限定されないことを容易に認識するであろう。
【００２４】
ドリルパイプ支持システムは、パイプホルダ１０６および海洋ライザパイプ１０４に機械的に結合され得る。例えば、図１に図示される実施形態等の一実施形態では、ビーム１１４Ａ−１１４Ｄは、パイプホルダ１０６および海洋ライザパイプ１０４に機械的に結合され得る。一実施形態では、ビーム支持体１１４Ａ−１１４Ｄは、直接、海洋ライザパイプ１０４に結合され得る。別の実施形態では、ビーム支持体１１４Ａ−１１４Ｄは、海洋ライザパイプ１０４に結合されるテンションリング１１６に結合することによって、海洋ライザパイプ１０４に結合され得る。
【００２５】
ドリルパイプ支持システム１１４は、パイプホルダ１０６とともに、ドリルパイプ１０２の重量を海洋ライザパイプ１０４に伝達するように構成され得る。例えば、図１に図示される実施形態に示されるように、ビーム支持体１１４Ａ−１１４Ｄは、パイプホルダ１０６とともに、ドリルパイプ１０２の重量を海洋ライザパイプ１０４に伝達するように構成され得る。一実施形態では、ドリルパイプ１０２が、パイプホルダ１０６を通して降下させられると、海洋ライザパイプ１０４に接続されるパイプホルダ１０６およびビーム１１４Ａ−１１４Ｄは、荷重をパイプホルダ１０６およびビーム１１４Ａ−１１４Ｄによって支持されているドリルパイプ１０２から海洋ライザパイプ１０４に伝達し得る。海洋ライザパイプ１０４および支持されるドリルパイプ１０２の両方の荷重は、次いで、海洋ライザパイプ１０４から、海洋ライザパイプ１０４に結合されるテンションリング１１６を介して船舶に伝達され、およびテンショナ１１０Ａ−１１０Ｄを介して、船舶に接続されるテンションリングワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄに伝達され得る。例えば、図１に図示されるように、テンションリング１１６は、海洋ライザパイプ１０４に結合され、テンションリング１１６は、複数のワイヤフック１２０Ａ−１２０Ｄを含み得る。いくつかの実施形態では、テンションリング１１６は、海洋ライザパイプ１０４に結合されるリング形状耐荷重デバイスであり得る。複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄをテンションリング１１６上の複数のワイヤフック１２０Ａ−１２０Ｄに結合することによって、ドリルパイプ１０２および海洋ライザパイプ１０４の両方の重量が、複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄを介して、テンショナ１１０が位置する船舶構造に伝達され得る。
【００２６】
システム１００は、海洋ライザパイプ１０４に結合されている複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄと、１つ以上のテンショナ１１０Ａ−１１０Ｄとも含む。図１に図示されるように、複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄは、海洋ライザパイプ１０４に結合されるテンションリング１１６に結合することによって、海洋ライザパイプ１０４に結合し得る。例えば、海洋ライザパイプ１０４に結合されるテンションリング１１６は、複数のワイヤフック１２０Ａ−１２０Ｄを含み得る。複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄの各々は、次いで、複数のワイヤフック１２０Ａ−１２０Ｄのうちの少なくとも１つに結合することによって、海洋ライザパイプ１０４に結合し得る。図１に図示されるように、複数のワイヤ１０８は、転向滑車１７０を介して、１つ以上のテンショナ１１０から複数のワイヤフック１２０に結合し得る。具体的には、複数のワイヤ１０８Ａ−１０８Ｄは、テンショナ１１０Ａ−１１０Ｄから、転向滑車１７０Ａ−１７０Ｄを経由して、ワイヤフック１２０Ａ−１２０Ｄに結合し得る。いくつかの実施形態では、転向滑車１７０Ａ−１７０Ｄは、テンショナ１１０Ａ−１１０Ｄが位置する船舶に結合される船舶構造１１２に結合され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態によると、複数のワイヤ１０８は、海洋ライザパイプ１０４およびドリルパイプ１０２の両方の重量を共同して保持ならびに支持し、張力を海洋ライザパイプ１０４内で維持および変動させるように構成され得る。加えて、複数のワイヤ１０８の各１つは、異なるテンショナ１１０に機械的に結合され得る。１つ以上のテンショナ１１０の各々は、船舶構造１１２に結合され得る。船舶構造１１２は、システム１００が位置する船舶に固定される構造であり得る。ある実施形態では、船舶構造１１２は、船舶自体と実質的に同じ船舶移動を経験するように、船舶にと共に移動し得る。
【００２８】
いくつかの実施形態によると、１つ以上のテンショナ１１０は、海洋ライザパイプ１０４に結合されている複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプ１０２上の運動を補償するように構成され得る。例えば、１つ以上のテンショナ１１０は、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を制御し、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持し得る。いくつかの実施形態では、複数のワイヤ１０８のうちの１つにおける張力の制御は、テンショナ１１０によって、ワイヤ１０８の長さを調節することを含み得る。
【００２９】
ある実施形態では、テンショナは、油空圧テンショナまたは電気テンショナであり得る。したがって、１つ以上のテンショナ１１０は、１つ以上の電気テンショナおよび１つ以上の油空圧テンショナの組み合わせを含み得る。例えば、図１Ａに図示される実施形態では、テンショナ１１０Ａおよび１１０Ｃは、電気テンショナである一方、テンショナ１１０Ｂおよび１１０Ｄは、油空圧テンショナである。別の実施形態では、１つ以上のテンショナ１１０は、油空圧テンショナから全体的に成り得る。さらに別の実施形態では、１つ以上のテンショナ１１０は、電気テンショナから全体的に成り得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、複数のワイヤ１０８と、１つ以上の電気テンショナおよび１つ以上の油空圧テンショナの組み合わせを含み得る１つ以上のテンショナ１１０とは、ライザテンショニングシステムの一部として一緒に動作させられ得る。複数のワイヤ１０８と、テンショナ１１０とを含む、ライザテンショニングシステムは、コントローラを含み得る。コントローラは、テンショナ１１０に結合され得、テンショナ１１０を制御し、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける引張を制御するように構成され得る。コントローラ、１つ以上のテンショナ１１０、および複数のワイヤ１０８は、全体的に、米国特許出願第１３／７１５，４１２号（参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示される高度ライザ制御システム等のライザテンショニングシステムとして機能し得る。前述のように、複数のワイヤ１０８は、海洋ライザパイプ１０４およびドリルパイプ１０２の両方の重量を共同して保持ならびに支持するように構成され得る。したがって、テンショナ１１０と、複数のワイヤ１０８とを含む、ライザテンショニングシステムは、海洋ライザパイプ１０４およびドリルパイプ１０２の両方の重量を支持するように構成され得る。
【００３１】
システム１００は、１つ以上のセンサ１６０を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ１６０は、海洋ライザパイプ１０４に結合され得る。例えば、一実施形態では、１つ以上のセンサ１６０は、海洋ライザパイプ１０４に直接、もしくは海洋ライザパイプ１０４に結合されるテンションリング１１６に直接結合され得る。別の実施形態では、センサ１６０が、海洋ライザパイプ１０４、ドリルパイプ１０２、およびパイプホルダ１０６のうちの少なくとも１つに結合され得る。センサ１６０は、加速度計およびロードセルのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、センサ１６０は、ドリルパイプ１０２への荷重、または海洋ライザパイプ１０４およびドリルパイプ１０２の重量を支持する複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知するように構成され得る。例えば、センサ１６０は、海洋ライザパイプ１０４上の振動を感知するために、および／または海洋ライザパイプ１０４が切断されたかどうかを検出するために、１つ以上の加速度計を含み得る。加えて、センサ１６０は、複数のワイヤ１０８における張力を感知するために、１つ以上のロードセルも含み得る。したがって、いくつかの実施形態では、テンショナ１１０のうちの１つ以上のものは、センサ１６０による信号の感知に応答して、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を調節するように構成され得る。例えば、米国特許出願第１３／７１５，４１２号に開示される高度ライザ制御システム等のシステム１００のライザテンショニングシステム部分は、センサ１６０に結合され、信号をセンサ１６０から受信するように構成されるコントローラを含み得る。コントローラは、センサ１６０からの信号を処理するように構成され得る。センサによって受信された信号の処理に基づいて、１つ以上のテンショナ１１０にも結合されるコントローラは、センサ１６０による信号の感知に応答して、１つ以上のテンショナ１１０を制御し、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を調節し得る。
【００３２】
ある実施形態によると、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、海洋ライザパイプ１０４が振動するとき、または海洋ライザパイプ１０４がドリルフロアから切断されたとき、例えば、加速度計センサ１６０からの信号に応答して、複数のワイヤ１０８のうちの１つ以上のものにおける張力を変動させることを含む。別の実施形態では、例えば、ワイヤ１０８における張力を測定し、海洋ライザパイプ１０４上のドリルパイプ１０２の重量を決定する、ロードセルセンサ１６０からの信号に応答して、テンショナ１１０は、ドリルパイプ荷重が加えられるにつれて、調節されることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態によると、システム１００は、ドリルパイプ１０２に結合される可撓性の管１３０を含む。可撓性の管１３０も、システム１００が位置する船舶に結合され得る。いくつかの実施形態では、可撓性の管１３０は、船舶の移動に適応するために曲がるように構成され得る。可撓性の管１３０は、船舶の移動と比較して、ドリルパイプ１０２によって経験させられる移動量を低減させるために曲がるように構成され得る。いくつかの実施形態では、システム１００は、可撓性の管１３０をドリルパイプ１０２に結合するように構成され得る弁マニホールド１５０を含み得る。システム１００はまた、パイプホルダ１０６に結合され、泥土が海洋ライザの環状部から戻ることを可能にするように構成される第２の可撓性の管１４０を含み得る。
【００３４】
図１に図示されるように、坑口装置１８０は、噴出防止装置（ＢＯＰ）１８２によって封入され得る。加えて、ＢＯＰ  １８２は、下側海洋ライザパッケージ（ＬＭＲＰ）１８４に結合され得る。海洋ライザパイプ１０４は、坑口装置１８０に加えて、ＢＯＰ  １８２および／またはＬＭＲＰ  １８４にも結合するように構成され得る。特に、いくつかの実施形態では、海洋ライザパイプ１０４の下側端部は、それが抗井１８０に対して移動しないように、海底１９０にピンで留められ得る。加えて、海洋ライザパイプ１０４の上部は、海底１９０に対して垂直に移動しないように、テンショナを介して制御され得る。
【００３５】
本明細書に図示および説明されるシステムに照らして、開示される主題に従って実装され得る方法論は、種々の機能ブロック図を参照してより深く理解されるであろう。説明を簡単にする目的のために、方法論は、一連の行為／ブロックとして図示および説明されるが、請求される主題は、ブロックの数または順序によって限定されず、いくつかのブロックは、本明細書に描写および説明されるものと異なる順序ならびに／または他のブロックと実質的に同時に生じ得ることを理解および認識されたい。さらに、全ての図示されるブロックが、本明細書に説明される方法論を実装するために要求されないこともある。ブロックに関連付けられた機能性は、ソフトウェア、ハードウェア、それらの組み合わせ、または任意の他の好適な手段（例えば、デバイス、システム、プロセス、または構成要素）によって実装され得ることを理解されたい。加えて、本明細書全体を通して開示される方法論は、種々のデバイスへのそのような方法論の移送および移転を促進するための製造品上に記憶されることが可能であることをさらに理解されたい。当業者は、方法論が、代替として、状態図等において、一連の相互関連状態またはイベントとして表され得ることを理解および認識するであろう。
【００３６】
図２は、本開示の一実施形態による、ドリルパイプ運動補償を行う方法を図示するフロー図である。方法２００は、図１Ａ−１Ｃに関して説明されるシステムを用いて実装され得る。方法２００は、ブロック２０２では、海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することを含む。ある実施形態によると、海洋ライザパイプは、海底上の坑口装置に結合され得る。いくつかの実施形態では、海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することは、パイプホルダを用いてドリルパイプを海洋ライザパイプ上に吊り下げることを含み得る。海洋ライザパイプを用いてドリルパイプの重量を支持することは、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達することも含み得る。ある実施形態によると、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達することは、パイプホルダおよび海洋ライザパイプにドリルパイプ支持システムを機械的に結合することを含み得、ドリルパイプ支持システムおよびパイプホルダは、ドリルパイプの重量を海洋ライザパイプに伝達するように構成される。
【００３７】
ブロック２０４では、方法２００は、海洋ライザパイプに結合されている複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することによって、ドリルパイプにおける運動を補償することを含む。いくつかの実施形態では、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を一定に維持することを含み得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、ドリルパイプ運動補償を行う方法は、ドリルパイプへの荷重または複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を示す信号を感知することも含み得る。ある実施形態によると、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を制御することは、信号の感知に応答して、複数のワイヤのうちの１つ以上のものにおける張力を調節することを含み得る。
【００３９】
ある実施形態によると、運動補償を行う方法は、海洋ライザパイプおよびドリルパイプの両方の重量を共同して保持ならびに支持するように複数のワイヤを構成することも含み得る。加えて、ある実施形態では、複数のワイヤのうちの１つ以上のものの各々に対して、張力は、油空圧テンショナおよび電気テンショナのうちの一方によって制御され得る。いくつかの実施形態では、ドリルパイプ運動補償を行う方法は、ドリルパイプに可撓性の管を結合することも含み得、可撓性の管は、船舶の移動に適応するために、かつ、船舶の移動と比較して、ドリルパイプによって経験させられる移動量を低減させるために曲がる。
【００４０】
図２の概略フロー図は、概して、論理フロー図として記載される。したがって、描写される順序および標識されたステップは、開示される方法の側面を示す。図示される方法の１つ以上のステップまたはその一部と機能、論理、もしくは効果が同等である他のステップおよび方法も、想起され得る。加えて、採用される形式および記号は、方法の論理ステップを説明するために提供され、方法の範囲を限定するものと理解されない。種々の矢印タイプおよび線タイプが、フロー図内で採用され得るが、それらは、対応する方法の範囲を限定するものと理解されない。実際、いくつかの矢印または他のコネクタは、方法の論理フローのみを示すために使用され得る。例えば、矢印は、描写される方法の列挙されたステップ間の規定されていない持続時間の待機または監視期間を示し得る。加えて、特定の方法が生じる順序は、示される対応するステップの順序に厳密に準拠することも、またはそうではないこともある。
【００４１】
本明細書に説明される本開示の実施形態は、多数の具体的詳細を参照して説明されたが、当業者は、本開示の実施形態が、本開示の実施形態の精神から逸脱することなく、他の具体的形態において具現化されることができることを認識するであろう。したがって、当業者は、本明細書に説明される実施形態が、前述の例証的詳細によって限定されず、むしろ、添付の請求項によって定義されるべきであることを理解するであろう。
【００４２】
本開示およびある代表的利点が、詳細に説明されたが、種々の変更、代用、ならびに改変が、添付の請求項によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に行なわれ得ることを理解されたい。さらに、本願の範囲は、明細書に説明されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に制限されることを意図するものではない。当業者が、本開示から容易に理解するであろうように、本明細書に説明される対応する実施形態と実質的に同一の機能を果たす、または実質的に同一の結果を達成する、既存のもしくは後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、利用され得る。故に、添付の請求項は、その範囲内に、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップを含むものと意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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