МОБИЛЬНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА С ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИМИ КОРОБЧАТЫМИ МОДУЛЯМИ ПОДВЫШЕЧНОГО ОСНОВАНИЯ
MOBILE DRILLING RIG WITH TELESCOPIC BOX MODULES OF SUB-DERRICK BASE

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объектом настоящего изобретения в общем являются компоновки мобильной буровой установки и, в частности, подвышечное основание мобильной буровой установки с телескопическими коробчатыми модулями подвышечного основания, обеспечивающими сборку и установку в рабочее положение буровой установки.
2. ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Во многих наземных работах бурения на нефть и газ буровые установки доставляют на буровую площадку на месторождении, перевозя различные компоненты буровой установкой по дорогам и/или шоссе. Обычно различные компоненты буровой установки перевозят на буровую площадку на одной или нескольких комбинациях автомобильного тягача с полуприцепом, число которых может зависеть от габаритов, веса и сложности буровой установки. После доставки на буровую площадку компоненты собирают, и вышку буровой установки и саму установку поднимают в рабочее положение для выполнения операций бурения. После завершения операций бурения вышку и саму мобильную буровую установку опускают, разбирают, грузят обратно на автомобильные тягачи с полуприцепом, и перевозят на другую буровую площадку на месторождении для новых операций бурения. Соответственно, простота транспортировки, сборки и разборки, а также подъема и опускания различных компонентов буровой установки может являться существенным фактором для конструктивного исполнения буровой установки, а также рабочих возможностей буровой установки и экономической эффективности.
С развитием техники буровых установок габариты и вес мобильной буровой установки значительно увеличились для соответствия требованиям повышенной грузоподъемности при бурении, которая часто требуется для бурения более глубоких скважин, в частности в более старых пластах месторождения. Например, уже обычным является широкое применение мобильных буровых установок с мощностью 1500-2000 л.с., нагрузкой на крюке 1 миллион фунтов (454 тс) или больше. Кроме того, уже работают и более крупные, с мощностью 3000 л.с. мобильные буровые установки с нагрузкой на крюке и/или на роторе, превышающей 1,5 миллиона фунтов (681 тс).
Вместе с тем, с увеличением грузоподъемности, общих габаритов и веса мобильных буровых установок пропорционально увеличиваются габариты и вес многих различных компонентов буровой установки, что может во многих случаях по меньшей мере снижать показатели "мобильности" буровой установки. Например, обычная буровая лебедка для мобильной буровой установки мощностью 2000 л.с. может весить 80-100 тысяч фунтов (36-45 тс), или даже больше. Кроме того, индивидуальные секции вышки буровой установки могут иметь длину 30-40 футов (9-12 м) или больше и могут весить 20-80 тысяч фунтов (9-36 тс) каждая. Во многих случаях, такие крупногабаритные и тяжелые компоненты требуют применения специально подобранного крана для подъема и установки различных буровых компонентов во время сборки буровой установки. Соответственно, хотя каждый из различных крупногабаритных компонентов буровой установки может являться "транспортабельным" для перевозки по автодорогам и/или шоссе с одной буровой площадки месторождения на другую, общие соображения логистики по применению по меньшей мере некоторых мобильных буровых установок большой грузоподъемности, например, мощностью 1500 л.с. и больше, могут требовать учета возможностей кранов на данной буровой площадке перед началом операций строительства скважин для обеспечения начальной сборки буровой установки. Кроме того, кран может также требоваться по завершении операций бурения для разборки буровой установки для перевозки на другую буровую площадку месторождения. Понятно, что требование применения крана во время данных этапов сборки /разборки может значительно влиять на общую стоимость операций бурения, а также на затраты времени для выполнения работ.
В некоторых вариантах операции бурения на данной буровой площадке месторождения могут включать в себя бурение множества относительно близко разнесенных стволов скважин, которое называют "кустовым" бурением. В кустовом бурении расстояние между смежными стволами скважин может составлять до 20-30 футов (6-9 м), или даже меньше, и стволы часто располагают в двумерной сетке, где продольные и поперечные ряды стволов скважин располагаются вдоль линий, проходящих по существу параллельно оси х и оси у, соответственно. В таких вариантах применения для кустового бурения по завершении операций бурения одного ствола скважины требуется переместить буровую установку на смежную скважину, что может являться весьма дорогим и затратным по времени, когда требуется кран для разборки, подъема и перемещения различных компонентов буровой установки на место следующего ствола скважины перед началом операций бурения. Кроме того, даже когда буровая установка выполнена с возможностью перемещения в собранном виде и с поднятой вышкой от одного ствола скважины к другому стволу скважины на колесных полуприцепах или тележках, такие устройства перемещения обычно обеспечивают возможность перемещения по существу только вдоль одной оси, например, только вдоль оси х или только вдоль оси у. Соответственно, хотя может являться обоснованным перемещение на полуприцепе такой мобильной буровой установки в аксиальном направлении между близко разнесенными смежными скважинами, расположенными в одном продольном или поперечном ряду скважин, образующих сетку скважин на кустовой буровой площадке, в общем невозможно перемещение мобильной буровой установки одновременно поперечно и продольно, например, из продольного ряда в продольный ряд или из поперечного ряда в поперечный ряд при использовании обычных колесных полуприцепов или тележек.
Соответственно, существует необходимость разработки и реализации новых конструктивных решений и способов для проведения сборки современных мобильных буровых установок, имеющих более высокие рабочие характеристики, без применения крана для сборки и/или разборки буровой установки. Кроме того, также существует необходимость перемещения полностью собранных и с поднятой вышкой мобильных буровых установок между близко разнесенными смежными стволами скважин во время операций кустового бурения. Следующее изобретение дает конструктивное решение и способ применения мобильных буровых установок, которые устраняют или по меньшей мере ослабляют по меньшей мере некоторые из проблем, описанных выше.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже упрощенно описана сущность настоящего изобретения для лучшего понимания некоторых аспектов, раскрытых в данном документе. Данный раздел не является исчерпывающим обзором изобретения и не идентифицирует ключевые или критические элементы объекта изобретения, раскрытого здесь. Целью раздела является представление некоторых концепций в упрощенной форме для предварения подробного описания изобретения, приведенного ниже.
В общем, объект изобретения, раскрытого в данном документе, относится к различным аспектам телескопического подвышечного основания мобильной буровой установки, которое может складываться для перевозки по шоссе и/или дорогам на буровую площадку месторождения, и которое можно телескопировать, т.е., поднимать или опускать, как требуется для проведения сборки мобильной буровой установки без использования традиционных автономных кранов. Кроме того, телескопическое подвышечное основание настоящего изобретения можно использовать в соединении с устройством установки вышки во время сборки буровой установки для проведения установки вышки буровой установки над буровым полом мобильной буровой установки, и надлежащего совмещения соединений вышки буровой установки с опорными башмаками вышки на телескопическом подвышечном основании без использования крана. Кроме того, средство подъема подвышечного основания и средство перемещения буровой установки можно использовать для проведения передвижения полностью собранной и с поднятой вышкой мобильной буровой установки между точками закладки смежных скважин во время операций кустового бурения, при этом исключая использование тяжелых подъемных кранов для разборки буровой установки перед перемещением буровой установки.
В одном являющемся примером варианте осуществления раскрыто телескопическое подвышечное основание буровой установки, включающее в себя первый и второй телескопические коробчатые модули подвышечного основания. Первый и второй телескопические коробчатые модули подвышечного основания каждый включает в себя, помимо всего прочего, нижнюю коробку подвышечного основания и верхнюю коробку подвышечного основания, выполненные с возможностью телескопического подъема и опускания относительно нижней коробки подвышечного основания. Кроме того, каждый телескопический коробчатый модуль подвышечного основания включает в себя подъемное средство для телескопического подъема и опускания верхней коробки подвышечного основания относительно нижней коробки подвышечного основания между сложенной конфигурацией для перевозки и поднятой конфигурацией для операций бурения, при этом каждый из первого и второго телескопических коробчатых модулей подвышечного основания выполнен с возможностью проведения перемещения телескопического подвышечного основания по меньшей мере в одном из поперечного направления и продольного направления над оборудованием устья скважины, установленным над точкой закладки скважины, когда верхние коробки подвышечного основания расположены в поднятой конфигурации.
Также в данном документе раскрыт иллюстративный способ, который включает в себя, помимо всего прочего, установку первого телескопического коробчатого модуля подвышечного основания смежно с и отнесенным в поперечном направлении от второго телескопического коробчатого модуля подвышечного основания, причем первый и второй телескопические коробчатые модули подвышечного основания каждый имеет верхнюю коробку подвышечного основания, нижнюю коробку подвышечного основания и подъемное средство для телескопического подъема и опускания соответственно первого и второго телескопических коробчатых модулей подвышечного основания. Раскрытый способ дополнительно включает в себя телескопический подъем разнесенных в поперечном направлении друг от друга первого и второго телескопических коробчатых модулей подвышечного основания в поднятую конфигурацию для операций бурения телескопическим подъемом средством подъема верхней коробки подвышечного основания относительно соответствующей нижней коробки подвышечного основания и выполнение операций бурения буровой установкой, содержащей первый и второй телескопические коробчатые модули подвышечного основания на первой точке закладки скважины, расположенной между разнесенными в поперечном направлении друг от друга первым и вторым телескопическими коробчатыми модулями подвышечного основания. Кроме того, раскрытый способ также включает в себя перемещение буровой установки с первой точки закладки скважины на вторую точку закладки скважины, когда первый и второй телескопические коробчатые модули подвышечного основания расположены в поднятой конфигурации и когда герметизирующее оборудование, установлено по меньшей мере на одной из первой и второй точек закладки скважины.
В другом иллюстративном варианте осуществления раскрыта система установки вышки буровой установки в рабочее положение, которая включает в себя, помимо всего прочего опорный башмак вышки, неподвижно прикрепленный к подвышечному основанию буровой установки, причем опорный башмак вышки имеет первое штифтовое соединение. Кроме того, система установки вышки буровой установки в рабочее положение включает в себя нижнюю секцию вышки буровой установки, причем нижняя секция вышки имеет второе штифтовое соединение, выполненное с возможностью шарнирного соединения с первым штифтовым соединением опорного башмака вышки. Кроме того, раскрытая система установки вышки в рабочее положение включает в себя устройство установки вышки, выполненное с возможностью шарнирной установки нижней секции вышки так, что второе штифтовое соединение нижней секции вышки устанавливается смежно с первым штифтовым соединением опорного башмака вышки.
В другом являющемся примером варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ установки в рабочее положение вышки буровой установки, который включает в себя, помимо всего прочего, шарнирное соединение первого конца нижней опорной траверсы вышки с нижней секцией вышки буровой установки и шарнирный поворот нижней опорной траверсы вышки вокруг второго конца нижней опорной траверсы вышки для поворотной установки первого штифтового соединения нижней секции вышки смежно со вторым штифтовым соединением опорного башмака вышки. Раскрытый способ дополнительно включает в себя шарнирное соединение первого штифтового соединения нижней секции вышки со вторым штифтовым соединением опорного башмака вышки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение можно лучше понять из следующего описания с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми позициями указаны одинаковые элементы, и на которых показано следующее.
На Фиг. 1A и 1B показаны вид сбоку и с торца, соответственно, мобильной буровой установки с телескопическим подвышечным основанием согласно одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 1C показан вид в плане иллюстративного телескопического подвышечного основания Фиг. 1A и 1B.
На Фиг. 2A-2C показаны вид с торца, вид сбоку и вид в плане, соответственно, одного иллюстративного варианта осуществления верхней коробки телескопического подвышечного основания, раскрытого в данном документе.
Фиг. 2D-2F показаны вид с торца, вид сбоку и вид в плане, соответственно, иллюстративной нижней коробки телескопического подвышечного основания согласно настоящему изобретению.
На Фиг. 2G и 2H показаны вид с торца и вид сбоку, соответственно, верхней и нижней коробок телескопического подвышечного основания Фиг. 2A-2D в собранной и сложенной конфигурации.
На Фиг. 2I и 2J показаны вид с торца и вид сбоку, соответственно, верхней и нижней коробок телескопического подвышечного основания Фиг. 2A-2D в собранной и поднятой конфигурации.
На Фиг. 3A-3C показаны виды сбоку начального этапа сборки иллюстративной мобильной буровой установки, раскрытой в данном документе, в которой блок в виде полуприцепа для перевозки автомобильным тягачом применяется для транспортировки и установки иллюстративного телескопического коробчатого модуля подвышечного основания при подготовке к дальнейшим этапам сборки буровой установки.
На Фиг. 4A показан вид сбоку одного варианта осуществления мобильной буровой установки, раскрытой в данном документе, на этапе сборки буровой установки, на котором центральная секция пола подвышечного основания устанавливается автомобильным тягачом с полуприцепом смежно с иллюстративными телескопическими коробчатыми модулями подвышечного основания настоящего изобретения.
На Фиг. 4B показан вид с торца центральной секции пола подвышечного основания и полуприцепа Фиг. 4A, установленными между иллюстративными телескопическими коробчатыми модулями подвышечного основания стороны поста бурильщика и противоположной стороны.
На Фиг. 4C показан вид с торца иллюстративного варианта осуществления Фиг. 4B на следующем этапе сборки буровой установки, на котором центральная секция пола подвышечного основания поднимается с полуприцепа при подъеме иллюстративных верхних телескопических коробок модулей подвышечного основания стороны поста бурильщика и противоположной стороны.
На Фиг. 5A показан вид сбоку иллюстративной мобильной буровой установки настоящего изобретения на более позднем этапе сборки буровой установки, на котором устройство установки вышки уже прикреплено к иллюстративному телескопическому подвышечному основанию, и нижняя секция вышки буровой установки уже шарнирно прикреплена к устройству установки вышки.
На Фиг. 5B показан являющийся примером вариант осуществления мобильной буровой установки Фиг. 5A на следующем этапе сборки буровой установки, где верхняя секция вышки буровой установки уже прикреплена к нижней секции вышки.
На Фиг. 5C-5H показаны различные этапы последовательности сборки иллюстративной мобильной буровой установки Фиг. 5B, где устройство установки вышки применяется для перемещения нижнего конца нижней секции вышки в положение смежное с опорными башмаками вышки на телескопическом подвышечном основании.
На Фиг. 5I показана мобильная буровая установка Фиг. 5B-5H на следующем иллюстративном этапе сборки буровой установки, где вышка буровой установки уже шарнирно прикреплена к опорным башмакам вышки, и устройство подъема вышки уже шарнирно прикреплено к вышке буровой установки.
На Фиг. 5J показана иллюстративная мобильная буровая установка Фиг. 5I на следующем этапе сборки буровой установки, где вышка буровой установки уже поднята с автомобильного тягача с полуприцепом и опирается на временную поддерживающую вышку опору.
На Фиг. 6A показан вид сбоку мобильной буровой установки одного иллюстративного варианта осуществления, раскрытого в данном документе, после подъема вышки буровой установки по существу в вертикальное положение.
На Фиг. 6B и 6C показаны вид сбоку и с торца, соответственно, мобильной буровой установки Фиг. 6A после подъема иллюстративным телескопическим подвышечным основанием настоящего изобретения мобильной буровой установки на рабочую высоту.
На Фиг. 7A и 7B показаны вид сбоку и с торца, соответственно, являющейся примером мобильной буровой установки настоящего изобретения, где устройства подъема иллюстративного подвышечного основания уже подняли мобильную буровую установку при подготовке к перемещению буровой установки на смежное место закладки скважины.
На Фиг. 7C-7H показаны с увеличением виды сбоку различных этапов последовательности, где являющаяся примером мобильная буровая установка Фиг. 7A перемещается на смежную точку закладки скважины.
Хотя объект изобретения, раскрытый в данном документе, может получать различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты его осуществления показаны в качестве примера на чертежах и описаны в деталях в данном документе. Понятно, вместе с тем, что описание в данном документе конкретных вариантов осуществления не ограничивает изобретение конкретными раскрытыми формами, но наоборот охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, относящиеся к сущности и объему изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже описаны различные иллюстративные варианты осуществления настоящего объекта изобретения. Для ясности не все признаки фактической реализации приведены в данном подробном описании. Конечно ясно, что при разработке любого такого варианта осуществления многочисленные продиктованные соображениями реализации решения следует выполнять для достижения конкретных целей разработчика, таких как согласование с системными и экономическими ограничениями, которые должны варьироваться в вариантах реализации. Кроме того, понятно, что такая разработка может являться сложной и затратной по времени, но представлять собой рутинное мероприятие для специалиста в данной области техники, применяющего на практике данное изобретение.
Настоящий объект изобретения должен быть описан со ссылкой на прилагаемые фигуры. Различные системы, конструкции и устройства схематично показаны на чертежах только для объяснения и не описывают настоящее изобретение с подробностями, которые известны специалисту в данной области техники. Тем не менее, прилагаемые чертежи включены в описание и объясняют иллюстративные примеры настоящего изобретения. Слова и фразы, используемые в данном документе, должны быть понятны и интерпретироваться со значением, соответствующим пониманию данных слов и фраз специалистом в данной области техники. Никакие специальные значения термина или фразы, т.е. значения, которые отличаются от ординарного и общепринятого значения, понятного специалисту в данной области техники, не должны использоваться в терминах или фразах в данном документе. Если термин или фраза имеет специфическое значение, т.е. значение, отличающееся от понятного специалистам в данной области техники, такое специфическое значение должно иметь объяснение в подробном описании изобретения в форме определения, напрямую и однозначно приводящего специальное определение для термина или фразы.
В общем, объектом изобретения, раскрытого в данном документе, являются компоновки мобильной буровой установки с телескопическими коробчатыми модулями подвышечного основания, которые можно использовать для облегчения сборки и установки крупногабаритных и/или тяжелых компонентов буровой установки, таких как вышка буровой установки, буровая лебедка буровой установки, пост бурильщика и т.п. без применения автономного крана для подъема и/или установки в нужное положение различных компонентов буровой установки. Кроме того, в данном документе раскрыто устройство для установки вышки, которое можно использовать для установки вышки буровой установки смежно с опорными башмаками вышки на буровом полу, когда телескопические коробчатые модули подвышечного основания имеют сложенную конфигурацию, при этом обеспечивая шарнирное прикрепление вышки к опорным башмакам при подготовке к подъему вышки в рабочее положение. Также раскрыты устройства подъема подвышечного основания, которые можно использовать для телескопического перемещения, т.е., подъема и опускания телескопических коробчатых модулей подвышечного основания во время сборки буровой установки, а также подъема собранной мобильной буровой установки для передвижения единым блоком между точками закладки смежных скважин во время операций кустового бурения.
На Фиг. 1A и 1B показаны вид сбоку и с торца, соответственно, иллюстративной мобильной буровой установки 300 настоящего изобретения, которая в общем включает в сторону 300a поста бурильщика, противоположную сторону 300b, сторону 300c буровой лебедки и сторону 300d подсвечника. Конкретнее, на Фиг. 1A показан вид сбоку буровой установки 300 со стороны 300a поста бурильщика буровой установки 300, и на Фиг. 1B показан вид сбоку буровой установки 300 со стороны 300d подсвечника, или передней стороны, буровой установки 300. Как показано в иллюстративном варианте осуществления на Фиг. 1A и 1B, мобильная буровая установка 300 может включать в себя, помимо всего прочего, телескопическое подвышечное основание 100 и вышку 200 буровой установки. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления телескопическое подвышечное основание 100 может включать в себя телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, который состоит из верхней коробки 110u подвышечного основания и нижней коробки 110L подвышечного основания, телескопический коробчатый модуль 120 подвышечного основания стороны 300b противоположной посту бурильщика, который также включает в себя верхнюю и нижнюю коробки 120u, 120L подвышечного основания, и центральную секцию 125 пола подвышечного основания, установленную между и поддерживаемую верхними коробками 110u и 120u подвышечного основания. В общем, каждая верхняя коробка 110u, 120u подвышечного основания функционально соединяется и взаимодействует со своей соответствующей нижней коробкой 110L, 120L подвышечного основания так, что обеспечивается подъем и/или опускание верхней коробки 110u, 120u подвышечного основания относительно нижней коробки 110L, 120L подвышечного основания, когда телескопические коробчатые модули 110, 120 подвышечного основания "телескопируются" в различные положения, например, для перевозки буровой установки на буровую площадку, операций бурения на буровой площадке и/или перемещения буровой установки по буровой площадке, как дополнительно описано ниже. Кроме того, верхние поверхности телескопического подвышечного основания 100, например, верхние поверхности телескопических коробчатых модулей 110, 120 подвышечного основания и центральная секция 125 пола подвышечного основания могут образовывать буровой пол 101, где персонал, а также материалы и оборудование, могут находиться во время различных операций буровой установки.
Как показано на Фиг. 1A и 1B, зона 150 превенторного амбара буровой установки расположена между телескопическими коробчатыми модулями 110, 120 подвышечного основания под центральной секцией 125 пола подвышечного основания. Работающее под давлением оборудование 160 устья скважины, такое как блок противовыбросового превентора и т.п., может устанавливаться в зоне 150 превенторного амбара на точке 170 закладки скважины, с которой можно выполнять операции бурения с проходкой ствола скважины под поверхностью грунта 190. Кроме того, когда мобильная буровая установка 300 применяется на буровой площадке месторождения, где выполняют операции кустового бурения, дополнительные точки закладки скважин могут располагаться вблизи и смежно с точкой 170 закладки скважины. Например, точка 171 закладки скважины со стороны 300a поста бурильщика и точка 172 закладки скважины с противоположной стороны 300b могут располагаться на поперечной оси с двух сторон от точки 170 закладки скважины, как показано на Фиг. 1B. Аналогично, точка 173 закладки скважины со стороны 300c буровой лебедки и точка 174 закладки скважины со стороны 300d подсвечника могут располагаться на продольной оси с двух сторон от точки 170 закладки скважины, как показано на Фиг. 1A. В зависимости от конкретной схемы сетки точек закладки скважины для рассматриваемой кустовой буровой площадки каждая точка 171-174 закладки скважины может располагаться на соответствующем расстоянии 171d-174d от точки 170 закладки скважины, которое может составлять приблизительно от 20 футов (6 м) или меньше, до приблизительно 100 футов (30 м) или больше. Понятно, вместе с тем, что другие интервалы можно также использовать в вариантах применения кустового бурения. Кроме того, также понятно, что расстояние между точкой 170 закладки скважины и каждой из смежных точек 171-174 закладки скважины не обязательно должно быть одинаковым, например, каждое из расстояний 171d-174d может отличаться одно от другого.
По меньшей мере в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления настоящего изобретения буровая лебедка 140 может прикрепляться к верхним коробкам 110u, 120u телескопического подвышечного основания 100, как показано на Фиг. 1A. Например, буровая лебедка 140 может опираться на раму 141 буровой лебедки, которая может включать в себя надлежащим образом сконструированные соединения 141p, выполненные с возможностью съемного крепления рамы 141 буровой лебедки с буровой лебедкой 140 на несущие фиксаторы 142 на каждой из верхних коробок 110u, 120u подвышечного основания.
В некоторых вариантах осуществления вспомогательная конструкция 119 со стороны 300a поста бурильщика может съемно прикрепляться к телескопическому коробчатому модулю 110 подвышечного основания со стороны 300a поста бурильщика, как показано на Фиг. 1B, которая может включать в себя, например, пост 119а бурильщика и кабину 119b управления, и т.п. В других вариантах осуществления вспомогательная конструкция 129 стороны 300b противоположной посту бурильщика может также съемно прикрепляться к телескопическому коробчатому модулю 120 подвышечного основания стороны 300b противоположной посту бурильщика, который может включать в себя, помимо всего прочего, ветрозащитную стену 129a, нагнетательный манифольд 129b и т.п. Понятно, вместе с тем, что различные компоненты вспомогательных конструкций 119 и 129 стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b, описанные выше являются только иллюстративными, поскольку вспомогательные конструкции других типов можно использовать на мобильной буровой установке 300, или буровая установка 300 может применяться без таких вспомогательных конструкций.
Как показано в иллюстративном варианте осуществления Фиг. 1A и 1B, телескопическое подвышечное основание 100 может также включать в себя средство телескопического подъема и/или опускания верхней коробки 110u и/или 120u подвышечного основания относительно соответствующей нижней коробки 110L и/или 120L подвышечного основания - т.е., средство для "телескопирования" коробчатых модулей 110 и 120 телескопического подвышечного основания 100, которое в некоторых случаях может называться в данном документе "устройством подъема подвышечного основания", позиция 130, для упрощения. В зависимости от конкретных требований к компоновке и подъему в рабочее положение мобильной буровой установки 300, устройства 130 подъема подвышечного основания могут выполняться с возможностью телескопического подъема и опускания коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания, как требуется для этапа сборки буровой установки, работы или разборки. Например, устройство 130 подъема подвышечного основания может выполняться с возможностью развивать достаточное усилие для подъема верхних коробок 110u, 120u подвышечного основания над нижними коробками 110L, 120L подвышечного основания когда мобильная буровая установка 300 полностью собрана, например, включает в себя все оборудование и конструкции, такие как вышка 200 буровой установки, буровая лебедка 140, вспомогательные конструкции 119 и/или 129, и т.д. Кроме того, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления средство подъема и опускания телескопических коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания можно также применять, как средство подъема и опускания коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания относительно грунта 190, и/или подъема и опускания полностью собранной мобильной буровой установки 300 относительно грунта 190, в зависимости от конкретного этапа сборки буровой установки, работы или разборки.
Например, такое средство для подъема и опускания телескопических коробчатых модулей 110, 120 подвышечного основания, как устройство 130 подъема подвышечного основания, показанное на Фиг. 1A и 1B, можно использовать для подъема и/или опускания телескопических коробчатых модулей 110, 120 подвышечного основания относительно грунта 190 на этапе разгрузки после доставки полностью сложенных коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания на буровую площадку месторождения, как дополнительно описано ниже и показано на Фиг. 3A-3C, и/или погрузки полностью сложенных коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания для перевозки на другую буровую площадку месторождения после разборки буровой установки. Кроме того, в вариантах осуществления в данном документе, предполагающих операции кустового бурения, средство для подъема и опускания телескопического подвышечного основания 100 может также надлежащим образом подбираться по размеру так, что средство можно использовать для подъема и опускания полностью собранной мобильной буровой установки 300 относительно грунта 190 для обеспечения перемещения буровой установки 300, например, от точки 170 закладки скважины на смежную с ней точку 171-174 закладки, как также дополнительно рассмотрено ниже и показано на Фиг. 7A и 7B.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления каждое из устройств 130 подъема подвышечного основания может представлять собой например, телескопические гидравлические и/или пневматические цилиндры, винтовые и/или зубчатые механизмы, цепные привода со звездочками или устройства в виде полиспастов и т.п. См., например, устройства 130 подъема подвышечного основания показанные на Фиг. 1A и 1B. Кроме того, каждое устройство 130 подъема подвышечного основания (или устройства 130) может прикрепляться на его верхнем конце к надлежащим образом сконструированному конструктивному несущему элементу 114 (или элементам 114) на соответствующей верхней коробке 110u, 120u подвышечного основания. Устройства 130 подъема подвышечного основания могут также прикрепляться на своем нижнем конце к соответствующей опорной плите или опорной ноге 131, которую обычно используют для передачи веса телескопического подвышечного основания 100 или полностью собранной мобильной буровой установки 300, на грунт 190 во время операций телескопирования подвышечного основания (подъема и/или опускания). Кроме того, в иллюстративных вариантах осуществления мобильной буровой установки 300, выполненной с возможностью кустового бурения, средство перемещения полностью собранной буровой установки 300 может функционально соединяться с телескопическим подвышечным основанием 100. Например, по меньшей мере в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления средство перемещения полностью собранной мобильной буровой установки может включать в себя устройство 132 перемещения опорной ноги, которое может устанавливаться между и функционально соединяться с каждым устройством 130 подъема подвышечного основания и своей соответствующей опорной ногой 131 для осуществления передвижения полностью собранной буровой установки 300 между точками 170 и 171-174 закладки смежных стволов скважин, как дополнительно описано ниже и показано на Фиг. 7C-7H.
На Фиг. 1C показан вид в плане иллюстративного телескопического подвышечного основания 100 по линии "1C-1C" Фиг. 1B, где некоторые элементы мобильной буровой установки 300, т.е. вышка 200 буровой установки и буровой пол 101 над каждым из телескопических коробчатых модулей 110, 120 подвышечного основания для ясности удалены. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления каждое из множества устройств 130 подъема подвышечного основания может устанавливаться вблизи соответствующего угла телескопического подвышечного основания 100, т.е., так что одно устройство 130 подъема подвышечного основания расположено вблизи каждого конца 110e и 120e соответствующих телескопических коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления каждое устройство 130 подъема подвышечного основания может по существу располагаться по центру под соответствующим конструктивным несущим элементом 114, как показано на Фиг. 1C. Соответственно, каждый телескопический коробчатый модуль 110, 120 подвышечного основания может телескопироваться, т.е., подниматься и/или опускаться с приведением в действие пары устройств 130 подъема подвышечного основания, расположенных на соответствующих концах 110e, 120e.
Как указано выше, в являющейся примером мобильной буровой установке 300, показанной на Фиг. 1A-1C, одно устройство 130 подъема подвышечного основания установлено вблизи каждого угла телескопического подвышечного основания 100. Вместе с тем, понятно, что согласно общим концепциям, описанным выше, несколько устройств 130 подъема подвышечного основания можно использовать на каждой соответствующей угловой точке. Например, в некоторых вариантах осуществления в объеме настоящего изобретения используется множество устройств 130 подъема подвышечного основания, например, два, три, четыре или даже больше устройств 130 подъема, вблизи каждого угла телескопического подвышечного основания 100. Кроме того, хотя на Фиг. 1C показан только один конструктивный несущий элемент 114 вблизи каждого угла телескопического подвышечного основания 100, понятно, что множество конструктивных несущих элементов 114 можно использовать в точке каждого угла, что зависит от конкретного конструктивного исполнения и/или количества применяемых устройств 130 подъема. Например, в иллюстративных вариантах осуществления где множество устройств 130 подъема, например, два или больше применяется на каждом углу, два или больше конструктивных несущих элементов 114 также можно использовать. Кроме того, когда применяются два или больше конструктивных несущих элементов 114, их можно расположить в любой приемлемой или подходящей конфигурации, например, из параллельных разнесенных друг от друга элементов или пересекающихся элементов и т.п., в зависимости от соображений конструктивного исполнения конкретной буровой установки, таких как число устройств 130 подъема, расчетная нагрузка подъема и/или эксплуатационные нагрузки для мобильной буровой установки 300, и т.д.
Также, как показано на Фиг. 1A и 1B, мобильная буровая установка 300 может включать в себя вышку 200 буровой установки, установленную над телескопическим подвышечным основанием 100 и буровой пол 101. В некоторых вариантах осуществления вышка 200 буровой установки может включать в себя нижнюю секцию 220 вышки и верхнюю секцию 240 вышки. В зависимости от конкретных параметров конструктивного исполнения вышка 200 буровой установки может шарнирно прикрепляться к и опираться на опорные башмаки 210, которые могут неподвижно прикрепляться, например, болтами, к верхним коробкам 110u, 120u подвышечного основания. Кроме того, вышка 200 буровой установки может также съемно прикрепляться к и дополнительно поддерживаться А-образной рамной конструкцией 235, как показано на Фиг. 1A. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передние стойки А-образной рамной конструкции 235 могут съемно прикрепляться к и опираться на опорные башмаки 210 вышки (см. Фиг. 1A), и задние стойки А-образной рамной конструкции 235 могут съемно прикрепляться и опираться на соответствующие опорные башмаки 211 стоек, которые могут также неподвижно прикрепляться к верхним коробкам 110u, 120u подвышечного основания.
Специалисту в данной области техники после ознакомления с объектом изобретения, раскрытым в данном документе, понятно, что конфигурация вышки 200 буровой установки, показанная на Фиг. 1A и 1B и описанная выше, является только примером, и что можно также использовать вышки другой конфигурации согласно сущности и объему настоящего изобретения.
На Фиг. 2A-2J показаны различные аспекты иллюстративного телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания, являющегося примером телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика Фиг. 1A-1C. Понятно, вместе с тем, что хотя детали, описанные ниже и показанные на Фиг. 2A-2J являются специфическими деталями телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, следующее описание также в общем применимо для соответствующих деталей телескопического коробчатого модуля 120 подвышечного основания противоположной стороны 300b.
На Фиг. 2A, 2B, и 2C показаны вид с торца, вид сбоку и вид в плане, соответственно, иллюстративной верхней коробки 110u подвышечного основания. Как показано на Фиг. 2B и 2C, верхняя коробка 110u подвышечного основания может включать в себя верхние горизонтальные конструктивные элементы 111h и нижний горизонтальный конструктивный элемент 112h, проходящие вдоль каждой из сторон верхней коробки 110u подвышечного основания. В некоторых вариантах осуществления верхние горизонтальные конструктивные элементы 111h могут отделяться от нижних горизонтальных конструктивных элементов 112h множеством вертикальных конструктивных элементов 113v и множеством диагональных элементов 113c, как показано на Фиг. 2B. Кроме того, верхняя коробка 110u подвышечного основания может включать в себя надлежащим образом сконструированный конструктивный несущий элемент 114 или множество конструктивных несущих элементов 114, описанных выше, которые могут неподвижно прикрепляться, например, сваркой или болтами, на каждом своем конце к соответствующему горизонтальному конструктивному элементу 111h. В некоторых вариантах осуществления каждый конструктивный несущий элемент 114 может надлежащим образом устанавливаться и выполняться с возможностью передачи нагрузок с телескопического подвышечного основания 100 или полностью собранной мобильной буровой установки 300 на соответствующее устройство 130 подъема подвышечного основания, как описано выше.
Кроме того, как показано на Фиг. 2A, соответствующие верхние горизонтальные конструктивные элементы 111h на противоположных сторонах верхней коробки 110u подвышечного основания могут отделяться верхними горизонтальными концевыми элементами 111e и одним или несколькими верхними горизонтальными диагональными элементами 111c, проходящими между ними, которые можно использовать для придания устойчивости верхним горизонтальным конструктивным элементам 111h и несения бурового пола 101 (см. Фиг. 1A и 1B). Вместе конструктивные элементы 111h, 111e и 111c и 114 могут образовывать верхнюю раму 111. Кроме того, соответствующие нижние горизонтальные конструктивные элементы 112h могут отделяться нижними горизонтальными концевыми элементами 112e. В дополнение, концевой диагональный элемент 113e может также проходить по диагонали каждого конца верхней коробки 110u подвышечного основания между верхним и нижним горизонтальными концевыми элементами 111e и 112e, и/или между вертикальными конструктивными элементами 113v, расположенными на каждом конце верхней коробки 110u подвышечного основания.
В некоторых являющихся примерами вариантах осуществления в отличие от верхних горизонтальных диагональных элементов 111c и конструктивных несущих элементов 114, проходящих между противоположными верхними горизонтальными конструктивными элементами 111h, могут не выполняться диагональные элементы, дополняющие концевые элементы 112e, проходящие между противоположными нижними горизонтальными конструктивными элементами 112h. Соответственно, понятно, что нижние горизонтальные конструктивные элементы 112h и нижние горизонтальные концевые элементы 112e, проходящие между ними, могут образовывать по существу "открытую" снизу раму 112 с внутренней длиной 112L между торцами и внутренней шириной 112w между сторонами. Кроме того, внутреннюю длину 112L и внутреннюю ширину 112w нижней рамы 112 можно подобрать обеспечивающей вставление нижней коробки 110L подвышечного основания, проходящей через нее. Кроме того, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления множество различных конструктивных элементов 111h, 111c, 111e, 112h, 112e, 113v, 113c и 114 верхней коробки 110u подвышечного основания могут выполняться образующими по существу "открытое" внутреннее пространство 110p. Кроме того, по существу "открытое" внутреннее пространство 110p можно подобрать обеспечивающим прием по меньшей мере части нижней коробки 110L подвышечного основания после ее вставления через по существу "открытую" нижнюю раму 112, при этом обеспечивая по меньшей мере частичное "вкладывание" нижней коробки 110L подвышечного основания в верхнюю коробку 110u подвышечного основания, и последующую операцию "телескопирования" телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания, как дополнительно описано ниже и показано на Фиг. 2G-2J.
На Фиг. 2D, 2E, и 2F показаны вид с торца, вид сбоку и вид в плане, соответственно, иллюстративной нижней коробки 110L подвышечного основания. Как показано на Фиг. 2E и 2F, нижняя коробка 110L подвышечного основания может включать в себя верхние горизонтальные конструктивные элементы 115h, проходящие вдоль каждой из сторон нижней коробки 110L подвышечного основания. Как показано на Фиг. 2F, соответствующие верхние горизонтальные конструктивные элементы 115h на противоположных сторонах нижней коробки 110L подвышечного основания могут отделяться верхними горизонтальными концевыми элементами 115e и одним или несколькими верхними горизонтальными диагональными элементами 115c, таким образом образуя верхнюю раму 115 с наружной длиной 115L между концами и наружной шириной 115w между боковыми сторонами. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления нижняя коробка 110L подвышечного основания может включать в себя фундаментную опорную коробку 118 на каждом своем конце, каждая из которых может включать в себя нижние горизонтальные конструктивные элементы 116h, проходящие вдоль каждой из сторон нижней коробки 110L подвышечного основания. Кроме того, нижние горизонтальные конструктивные элементы 116h каждой фундаментной опорной коробки могут отделяться от верхних горизонтальных конструктивных элементов 115h множеством вертикальных конструктивных элементов 117v и множеством диагональных элементов 117c. Кроме того, соответствующие нижние горизонтальные конструктивные элементы 116h могут отделяться нижними горизонтальными концевыми элементами 116e, расположенными на каждом из концов каждой фундаментной опорной коробки 118. В некоторых вариантах осуществления концевой диагональный элемент 117e может также проходить по диагонали каждого конца нижней коробки 110L подвышечного основания между верхним и нижним горизонтальными концевыми элементами 115e и 116e, и/или между вертикальными конструктивными элементами 117v, расположенными на каждом конце нижней коробки 110L подвышечного основания.
Специалисту в данной области техники понятно, что конкретные конфигурации конструкции верхней и нижней коробок 110u и 110L подвышечного основания, показанные на Фиг. 2A-2F и описанные выше являются только примерами, и что другие конфигурации конструктивного исполнения можно также использовать, в общем соответствующие сущности и объему настоящего изобретения.
По меньшей мере в некоторых иллюстративных вариантах осуществления телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания, раскрытого в данном документе, верхней и нижней коробкам 110u и 110L подвышечного основания могут придаваться габариты и конфигурация, обеспечивающие ввод нижней коробки 110L подвышечного основания внутрь верхней коробки 110u подвышечного основания. Более конкретно, как указано выше, габариты нижней коробки 110L подвышечного основания, т.е., габариты верхней рамы 115, могут приспосабливаться для ввода нижней коробки 110L подвышечного основания через по существу "открытую" нижнюю раму 112 и по меньшей мере частично "вкладываться" в по существу "открытое" внутреннее пространство 110p верхней коробки 110u подвышечного основания, при этом обеспечивая взаимодействие со скольжением, или "телескопическое" взаимодействие между двумя коробками 110u, 110L подвышечного основания. Например, наружная длина 115L между концами нижней коробки 110L подвышечного основания {т.е., снаружи верхних горизонтальных концевых элементов 115e, как показано на Фиг. 2F) может приниматься меньше внутренней длины 112L между концами (т.е., внутри нижних горизонтальных концевых элементов 112e, как показано на Фиг. 2B) верхней коробки 110u подвышечного основания. Аналогично, наружная ширина 115w между боковыми сторонами нижней коробки 110L подвышечного основания {т.е., снаружи верхних горизонтальных конструктивных элементов 115h, как показано на Фиг. 2F) может также приниматься меньше внутренней ширины 112w между боковыми сторонами {т.е., внутри нижних горизонтальных конструктивных элементов 112h, как показано на Фиг. 2A) верхней коробки 110u подвышечного основания. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления одна или обе коробки 110u и 110L подвышечного основания могут также включать в себя надлежащим образом установленные направляющие элементы с нужными размерами (не показано), такие как рельсы, направляющие, дорожки и т.п. для получения надлежащего выставления коробок 110u и 110L подвышечного основания во время описанного выше телескопического действия, например, когда телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания поднимается или опускается.
На Фиг. 2G и 2H показаны вид с торца и вид сбоку, соответственно, телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика в полностью сложенной конфигурации, где устройства 130 подъема подвышечного основания, опорные ноги 131, и устройства 132 передвижения опорных ног не показаны для ясности. Как показано на Фиг. 2G и 2H, нижняя коробка 110L подвышечного основания может почти полностью вставляться в верхнюю коробку 110u подвышечного основания снизу, и две коробки 110u и 110L подвышечного основания может телескопически пермещаться до установки верхней рамы 115 на нижней коробке 110L подвышечного основания смежно с верхней рамой 111 на верхней коробке 110u подвышечного основания. Кроме того, верхняя поверхность 115s верхней рамы 115 на нижней коробке 110L подвышечного основания может также устанавливаться смежно с, или по существу в контакте с конструктивными несущими элементами 114 и/или верхними горизонтальными диагональными элементами верхней коробки 110u подвышечного основания. В данной конфигурации телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания по существу полностью сложен, и имеет высоту 100L в полностью сложенном или опущенном положении, которая в некоторых вариантах осуществления может составлять приблизительно 10-12 футов (3-4 м), а в других вариантах осуществления высота 100L в опущенном положении может составлять приблизительно 15-18 футов (5-6 м). Вместе с тем, специалисту в данной области техники, пользующемуся изобретением, раскрытым в данном документе, понятно, что высоту 100L в опущенном положении можно менять, если требуется в зависимости от конкретного конструктивного исполнения буровой установки и требуемой общей высоты подвышечного основания во время эксплуатации буровой установки.
На Фиг. 2I и 2J показаны вид с торца и вид сбоку, соответственно, телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика в полностью поднятой конфигурации, где устройство 130 подъема подвышечного основания, опорные ноги 131 и устройства 132 передвижения опорных ног также не показаны для ясности. Как показано на Фиг. 2I и 2J, верхняя коробка 110u подвышечного основания может телескопически выдвигаться вверх относительно нижней коробки 110L подвышечного основания до установки верхней рамы 112 на верхней коробке 110u подвышечного основания смежно с верхней рамой 115 на нижней коробке 110u подвышечного основания. Кроме того, верхняя поверхность 112s верхней рамы 112 на верхней коробке 110u подвышечного основания может также устанавливаться смежно, или даже по существу совмещаться с верхней поверхностью 115s верхней рамы 115 на нижней коробке 110L подвышечного основания, как показано на Фиг. 2J. В данной конфигурации телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания по существу полностью поднят или имеет конфигурацию полного "телескопического выдвижения". Кроме того, в некоторых являющихся примером вариантах осуществления, когда телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания полностью поднят или имеет конфигурацию полного " телескопического выдвижения ", Фиг. 2J, модуль имеет высоту 100h полного подъема, которая может составлять приблизительно 20-30 футов (6-9 м) или больше, в зависимости от общих условий конструктивного исполнения мобильной буровой установки 300. Кроме того, в полностью поднятой конфигурации телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания может также обеспечивать поперечное открытое пространство между боковыми под верхней рамой 115 и между фундаментными опорными коробками 118, при этом по существу образуется боковой просвет 151. В некоторых вариантах осуществления боковой просвет 151 может составлять приблизительно 7-10 футов (2-3 м), а в других вариантах осуществления боковой просвет 151 может составлять приблизительно 12-15 футов (4-5 м).
Понятно, что конкретные конфигурации и относительное расположение верхней и нижней коробки 110u, 110L подвышечного основания (и по аналогии, верхней и нижней коробки 120u, 120L подвышечного основания), показанных на Фиг. 2A-2J, являются только иллюстративными и что другие конфигурации и варианты относительного расположения также можно использовать. Например, на Фиг. 2A-2J показана конфигурация и устройство телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, в котором нижняя коробка 110L подвышечного основания по меньшей мере частично вставляется или "вкладывается" по существу в "открытое" внутреннее пространство 110p верхней коробки 110u подвышечного основания. Специалисту в данной области техники понятно после полного прочтения настоящего изобретения, что телескопическому коробчатому модулю 110 подвышечного основания можно придать такую конфигурацию и выполнить так, что верхняя коробка 110u подвышечного основания по меньшей мере частично вставляется или "вкладывается" в соответствующее "открытое" внутреннее пространство нижней коробки 110L подвышечного основания, что по существу не влияет на функции и/или работу телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания или телескопического подвышечного основания 100.
На Фиг. 3A-3C показан вид сбоку иллюстративного телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания, который перевозится и устанавливается на грунт 190 на предварительном этапе сборки мобильной буровой установки 300, показанной на Фиг. 1A и 1B. Хотя детали, показанные на Фиг. 3A-3C и описанные ниже, показывают частный случай перевозки и установки телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, понятно что данные детали являются также в общем применимыми к телескопическому коробчатому модулю 120 подвышечного основания противоположной стороны 300b.
На Фиг. 3A показан иллюстративный телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, который перевозится по грунту 190 автомобильным тягачом 401. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления дышло 402 может съемно прикрепляться на одном конце телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания, и колесная тележка 403 для перевозки в виде полуприцепа может съемно прикрепляться на противоположном конце телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания. Дышло 402 может затем съемно соединяться со сцепным устройством седельного автомобильного тягача 401 для перевозки телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания по шоссе и/или дорогам с одной буровой площадки месторождения на другую, а также по грунту 190 на данной буровой площадке месторождения.
Как показано на Фиг. 3A, телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания в общем перевозится по грунту 190 в полностью сложенной конфигурации, так что поддерживается клиренс 110c между грунтом 190 и низом каждой опорной ноги 131. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления клиренс 110c поддерживается во время перевозки телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания с помощью временного крепления нижней коробки 110L подвышечного основания к верхней коробке 110u подвышечного основания, например, с применением съемных предохранительных штифтов, болтов, фиксаторов и т.п. (не показано). Кроме того, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, когда колесная тележка 403 для перевозки в виде полуприцепа прикреплена к модулю, и телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания перевозится тягачом 401 по дороге или шоссе, высота 110h модуля 110 может адаптировать для по существу соответствия по меньшей мере с некоторыми габаритными ограничениями высоты, которые обычно предъявляются во время перевозки по дороге и/или шоссе.
На Фиг. 3B показан телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания, доставленный на назначенную буровую площадку месторождения и надлежащим образом установленный на точке 170 закладки скважины (см., например, точку 170 закладки скважины на Фиг. 1A и 1B). В некоторых вариантах осуществления устройства 130 подъема подвышечного основания, показанные на Фиг. 3B, могут приводиться в действие, т.е. выдвигаться для опускания опорных ног 131 относительно верхней и нижней коробок 110u, 110L подвышечного основания в опорный контакт с грунтом 190. Когда нагрузку телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания принимают на себя устройства 130 подъема подвышечного основания и опорные ноги 131, съемное дышло 402 и съемная колесная тележка 403 для перевозки по типу полуприцепа могут отцепляться от нижней коробки 110L подвышечного основания и убираться в нужное место. Затем в некоторых вариантах осуществления устройства подъема подвышечного основания могут вновь приводиться в действие, т.е. убираться для опускания телескопического подвышечного основания 110 до входа фундаментных опорных коробок 118 нижней коробки 110L подвышечного основания в контакт с и опирания на грунт 190, как показано на Фиг. 3C. Затем устройства использовавшиеся для временного прикрепления нижней коробки 110L подвышечного основания к верхней коробке 110u подвышечного основания, например, штифты, болты, фиксаторы и т.д. (не показан), могут убираться при подготовке к телескопированию коробчатого модуля 110 подвышечного основания во время последующих работ сборки буровой установки, дополнительно описанных ниже и показанных на Фиг. 4A-4C и 5A-5J.
Как уже указано, описанные выше этапы в общем выполняются после установки телескопического коробчатого модуля подвышечного основания 100 надлежащим образом вблизи конкретной точки закладки скважины, например, точки 170. В некоторых вариантах осуществления автомобильный тягач 401 можно использовать для перевозки на полуприцепе телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания к конечной точке назначения, после чего устройства 130 подъема подвышечного основания, т.е., средство для "телескопирования" коробчатого модуля 110 подвышечного основания, можно использовать для опускания коробчатого модуля 110 подвышечного основания способом, описанным выше. В других иллюстративных вариантах осуществления автомобильный тягач 401 можно использовать для установки телескопического коробчатого модуля 110 подвышечного основания в нужное положение смежно с заданной конечной точкой и опустить коробчатый модуль 110 подвышечного основания на грунт 190, как описано выше, после чего коробчатый модуль 110 подвышечного основания можно передвинуть, т.е. переместить, в заданную конечную точку с использованием устройства 132 передвижения опорных ног способом, описанным ниже и показанным на Фиг. 7A и 7B.
На Фиг. 3C показан иллюстративный телескопический коробчатый модуль 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика Фиг. 3A и 3B по завершении описанных выше этапов. Кроме того, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления опорный башмак 210 вышки может съемно прикрепляться к верхней коробке 110u подвышечного основания. В зависимости от конкретного конструктивного исполнения вышки буровой установки, используемого для мобильной буровой установки 300, опорный башмак 210 вышки может выполняться с возможностью шарнирного опирания вышки буровой установки, такой как вышка 200 буровой установки, показанная на Фиг. 1A и 1B, с помощью надлежащим образом подобранного по размеру отверстия 210p под штифт. Кроме того, опорный башмак 210 вышки может также включать в себя второе надлежащим образом подобранное по размеру отверстие 210a под штифт, которое по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления можно использовать для съемного прикрепления передней ноги А-образной рамной конструкции, такой как А-образная рамная конструкция 235 Фиг. 1A и 1B, к опорному башмаку 210 вышки. Кроме того, опорный башмак 211 ноги может также съемно прикрепляться к верхней коробке 110u подвышечного основания, который можно использовать для съемного прикрепления задней ноги А-образной рамной конструкции, такой как А-образная рамная конструкция 235 Фиг. 1A и 1B, к телескопическому коробчатому модулю 110 подвышечного основания с помощью надлежащим образом подобранного по размеру отверстия 211p под штифт.
На Фиг. 4A-4C показаны дальнейшие этапы сборки мобильной буровой установки 300, раскрытой в данном документе, после установки надлежащим образом телескопических коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b вблизи точки 170 закладки скважины способом, описанным выше и показанным на Фиг. 3A-3C. Более конкретно, на Фиг. 4A показан вид сбоку центральной секции 125 пола подвышечного основания, установленной смежно с телескопическим подвышечным основанием 100 для установки на нем. Как показано в иллюстративном варианте осуществления Фиг. 4A, центральная секция 125 пола подвышечного основания может устанавливаться на полуприцеп 412, прицепленный к автомобильному тягачу 411, который можно использовать для перемещения полуприцепа 412 по грунту 190 смежно с телескопическим подвышечным основанием 100. В некоторых вариантах осуществления центральная секция 125 пола подвышечного основания может опираться на полуприцепе 412 на несущие стойки 413, которые могут подбираться для поддержания центральной секции 125 пола подвышечного основания на нужной высоте для установки на телескопическое подвышечное основание 100, как дополнительно описано ниже.
На Фиг. 4B показан вид с торца одного варианта осуществления телескопического подвышечного основания 100, раскрытого в данном документе, где центральная секция 125 пола подвышечного основания и полуприцеп 412 Фиг. 4A установлены между телескопическими коробчатыми модулями 110 и 120 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b. Как показано на иллюстративном этапе сборки буровой установки Фиг. 4B, буровой пол 101 на центральной секции 125 пола подвышечного основания может устанавливаться на отметке выше соответствующего бурового пола 101 на каждом из смежных телескопических коробчатых модулей 110, 120 подвышечного основания до монтажа центральной секции 125 пола, показанного на Фиг. 4C и описанного ниже.
В некоторых являющихся примерами вариантах осуществления телескопические коробчатые модули 110, 120 подвышечного основания могут устанавливаться отнесеными друг от друга и отодвинутыми от точки 170 закладки скважины в поперечном направлении, как показано на Фиг. 4B. Кроме того, полуприцеп 412, несущий центральную секцию 125 пола подвышечного основания может устанавливаться по существу прямо над точкой 170 закладки скважины. По меньшей мере в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления телескопические коробчатые модули 110, 120 подвышечного основания могут каждый включать в себя соответствующие боковые поддерживающие элементы 110s, 120s (схематично показаны на Фиг. 4B), которые могут надлежащим образом выполняться с возможностью закрепления центральной секции 125 пола подвышечного основания, при взаимодействии с соответствующими соединениями (не показано) на центральной секции 125 пола.
В некоторых вариантах осуществления любые или все вспомогательная конструкции, которые требуются для работы мобильной буровой установки 300, раскрытой в данном документе, могут также устанавливаться для скрепления с и/или установки на телескопические коробчатые модули 110, 120 подвышечного основания на этапе сборки буровой установки, показанном на Фиг. 4B. Например, в некоторых вариантах осуществления вспомогательную конструкцию 119 стороны 300a поста бурильщика, которая может включать в себя пост 119а бурильщика и/или кабину 119b управления (см., Фиг. 1B) может нести конструктивная опора 119s, которая может съемно прикрепляться к верхней коробке 110u подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика надлежащим образом сконструированным соединением 119p. Кроме того, подъемное устройство 119r вспомогательной конструкции, например, надлежащим образом сконструированный параллелограммный домкрат и т.п., может располагаться между и прикрепляться к вспомогательной конструкции 119 и конструктивной опоре 119s. По меньшей мере в одном варианте осуществления вспомогательное подъемное устройство 119r может выполняться с возможностью подъема вспомогательной конструкции 119 до уровня бурового пола 101 на телескопическом коробчатом модуле 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика. В других вариантах осуществления вспомогательная конструкция 129 стороны 300b противоположной посту бурильщика может опираться на второй полуприцеп 422, прикрепленный ко второму автомобильному тягачу (не показано на Фиг. 4B) и установленный смежно с телескопическим коробчатым модулем 120 подвышечного основания стороны 300b противоположной посту бурильщика. Вспомогательная конструкция 129 может затем шарнирно прикрепляться к верхней коробке 120u подвышечного основания стороны 300b противоположной посту бурильщика надлежащим образом сконструированным шарнирным соединением 129p. Понятно, вместе с тем, что каждая или обе вспомогательные конструкции 119, 129 могут прикрепляться к соответствующим телескопическим коробчатым модулям 110, 120 подвышечного основания на предыдущих или последующих этапах сборки буровой установки.
На Фиг. 4C показан вид с торца иллюстративного телескопического подвышечного основания 100 Фиг. 4B на дополнительном этапе сборки буровой установки, где центральная секция 125 пола подвышечного основания поднимается с полуприцепа 412. В некоторых являющихся примерами вариантах осуществления центральная секция 125 пола подвышечного основания может подниматься с приведением в действие устройств 130 подъема подвышечного основания, при этом телескопически поднимаются обе верхние коробки 110u, 120u подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b относительно своих соответствующих нижних коробок 110L, 120L подвышечного основания. Когда верхние коробки 110u, 120u подвышечного основания поднимаются, соответствующие боковые поддерживающие элементы 110s, 120s могут взаимодействовать с соответствующими соединениями (не показано) на центральной секции 125 пола подвышечного основания, при этом поднимая центральную секцию 125 пола подвышечного основания с опорных стоек 413. Кроме того, соответствующие боковые поддерживающие элементы 110s, 120s и их соответствующие соединения на центральной секции 125 пола подвышечного основания могут выполняться так, что при их взаимодействии уровень бурового пола 101 на центральной секции 125 пола подвышечного основания по существу выравнивается и совмещается с соответствующим уровнем бурового пола 101 на каждом телескопическом коробчатом модуле 110, 120 подвышечного основания.
Когда центральная секция 125 пола подвышечного основания поднята с полуприцепа 412 и поддерживается смежными телескопическими коробчатыми модулями 110, 120 подвышечного основания, автомобильный тягач 411 (см., Фиг. 4A) может увозить полуприцеп 412 от телескопического подвышечного основания 100, и телескопическое подвышечное основание 100 может опускаться вниз в полностью сложенную конфигурацию с центральной секцией 125 пола подвышечного основания, установленной на ней. Кроме того понятно, что в иллюстративных вариантах осуществления, где вспомогательная конструкция 129 стороны 300b противоположной посту бурильщика ранее уже установлена смежно с телескопическим коробчатым модулем 120 подвышечного основания стороны 300b противоположной посту бурильщика на втором полуприцепе 422 и шарнирно прикреплена к нему, как показано на Фиг. 4B, вспомогательная конструкция 129 должна также подниматься со второго полуприцепа 422, когда устройства 130 подъема подвышечного основания приводятся в действие для "телескопирования" телескопического подвышечного основания 100. Соответственно, второй полуприцеп 422 можно также увозить от телескопического подвышечного основания 100 перед опусканием телескопического подвышечного основания 100 в полностью сложенную конфигурацию.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления вспомогательная конструкция 119 стороны 300a поста бурильщика может также перемещаться в положение на полуприцепе (не показано) способом по существу аналогичным показанному на Фиг. 4B и 4C для вспомогательной конструкции 129 противоположной стороны 300b. Кроме того, рама 141 буровой лебедки с буровой лебедкой 140 на ней (не показано на Фиг. 4A-4C; см., например, Фиг. 1A, описанную выше) может также устанавливаться смежно со стороной 300c буровой лебедки телескопического подвышечного основания 100 аналогичным способом, затем прикрепляться к верхним коробкам 110u, 120u подвышечного основания и подниматься, как описано выше для вспомогательной конструкции 129 и показано на фигурах.
На Фиг. 5A показан вид сбоку иллюстративной мобильной буровой установки 300 настоящего изобретения после установки центральной секции 125 пола подвышечного основания на телескопическом подвышечном основании 100, как описано выше и показано на Фиг. 4A-4C. Как показано в иллюстративном этапе сборки буровой установки на Фиг. 5A, рама 141 буровой лебедки с буровой лебедкой 140 на ней также прикреплена к несущим фиксаторам 142 на каждой из верхних коробок 110u, 120u подвышечного основания. Кроме того, А-образная рамная конструкция 235 смонтирована над буровым полом 101 с помощью съемного крепления передних стоек 230 А-образной рамной конструкции к опорным башмакам 210 вышки в отверстиях 210a под штифты, и с помощью съемного крепления задних стоек 231 к опорным башмаками 211 стоек в отверстиях 210р под штифты.
В некоторых вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, например, как показано на Фиг. 5A, мобильная буровая установка 300 может также включать в себя устройства 550 установки вышки, расположенные с каждой из сторон вышки 200 буровой установки, показанной на Фиг. 1A и 1B, которые можно использовать для установки вышки 200 буровой установки смежно с опорными башмаками 210 вышки для прикрепления к ним. В общем, устройства 550 установки вышки могут выполняться с возможностью подъема и установки поворотом в шарнире по меньшей мере нижней секции 220 вышки 200 буровой установки над буровым полом 101 так, что отверстия 221p под штифты на нижнем конце нижней секции 220 вышки встают смежно с или даже по существу совмещаются с соответствующими отверстиями 210р под штифты на опорных башмаках 210 вышки, как описано дополнительно с подробностями ниже, что обеспечивает установку в рабочее положение вышки 200 буровой установки. В некоторых вариантах осуществления устройства 550 установки вышки могут съемно прикрепляться к телескопическому подвышечному основанию 100 и могут каждое включать в себя, помимо всего прочего, устройство 501 установки вышки в рабочее положение, нижнюю опорную траверсу 502 вышки, раскос 503 и базовую опору 504, которые дополнительно описаны подробно ниже.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления каждое из устройств 501 установки вышки в рабочее положение может являться, например, телескопическим гидравлическим или пневматическим цилиндром и т.п., который может шарнирно прикрепляться одним концом к соответствующему верхнему несущему фиксатору 505u на телескопическом подвышечном основании 100 надлежащим образом сконструированным штифтовым соединением 501p. Кроме того, каждое устройство 501 установки вышки в рабочее положение может также шарнирно прикрепляться противоположным своим концом к проушине 502L на нижней опорной траверсе 502 вышки штифтовым соединением 502p. В других иллюстративных вариантах осуществления базовая опора 504 может неподвижно прикрепляться, например, болтами к нижнему несущему фиксатору 505L на телескопическом подвышечном основании 100 на соединении 504a. Также как показано на Фиг. 5A, верхний конец раскоса 503 может крепиться штифтом или неподвижно прикрепляться, например, болтами, к верхнему несущему фиксатору 505u на телескопическом подвышечном основании 100 на соединении 503a, и нижний конец раскоса 503 может крепиться штифтом или неподвижно прикрепляться, например, болтами, к базовой опоре 504 на соединении 504b. Кроме того, нижняя опорная траверса 502 вышки может шарнирно прикрепляться к базовой опоре 504 штифтовым соединением 504p.
Как показано на Фиг. 5A, нижняя секция 220 вышки 200 буровой установки (см., например, Фиг. 1A и 1B) также шарнирно прикреплена к нижней опорной траверсе 502 вышки устройства 550 установки вышки надлежащим образом сконструированным штифтовым соединением 220p на надлежащим образом сконструированной проушине 220L установки вышки. В некоторых вариантах осуществления нижняя секция 220 вышки может включать в себя, помимо всего прочего, передние опорные ноги 222, задние опорные ноги 221 и множество надлежащим образом сконструированных соединений 223 конструкции вышки, которые могут выполняться с возможностью прикрепления дополнительных секций вышки буровой установки, таких как верхняя секция 240 вышки, показанная на Фиг. 1A и 1B, к нижней секции 220 вышки. Нижняя секция 220 вышки может также иметь надлежащим образом подобранное по размеру отверстие 221p под штифт на нижних концах каждой из передних и задних опорных ног 222, 221, которые можно использовать для шарнирного прикрепления вышки 200 буровой установки к опорным башмаками 210 вышки на отверстиях 210p под штифт. В других иллюстративных вариантах осуществления нижняя секция вышки может также включать в себя проушины 224 установки вышки в рабочее положение с соответствующими отверстиями 224p под штифты, которые можно использовать для шарнирного соединения устройства 501 установки вышки в рабочее положение с вышкой 200 буровой установки для проведения подъема вышки в рабочее положение, как дополнительно описано ниже и показано на Фиг. 5I, 5J и 6A.
На Фиг. 5B показана иллюстративная мобильная буровая установка 300 Фиг. 5A на следующем этапе сборки буровой установки, где верхняя секция 240 вышки 200 буровой установки уже прикреплена к нижней секции 220 вышки. Как показано на Фиг. 5B, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения нижний конец верхней секции 240 вышки может устанавливаться смежно с верхним концом нижней секции 220 вышки с помощью установки верхней секции 240 вышки на полуприцеп 432 и с использованием автомобильного тягача 431 для перемещения полуприцепа 432 по грунту 190 в нужное положение для дальнейших мероприятий сборки вышки. Затем верхняя секция 240 вышки может съемно прикрепляться к нижней секции 220 вышки на соединениях 223 конструкции вышки. Как понятно специалисту в данной области техники, верхняя секция 240 вышки может являться одной секцией, показанной в являющемся примером варианте осуществления Фиг. 5B, и по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления верхняя секция 240 вышки может собираться из одной или нескольких промежуточных секций вышки, в зависимости от нескольких факторов конструктивного исполнения буровой установки и логистики, включающих в себя требуемую высоту вышки, ограничения по габаритам для перевозки по шоссе и т.п.
На Фиг. 5B также схематично показаны перемещения различных элементов буровой установки с приведением в действие каждого устройства 550 установки вышки для перемещения вышки 200 буровой установки в нужное положение над буровым полом 101 телескопического подвышечного основания 100. Конкретнее, дуга 510 представляет собой траекторию перемещения штифтового соединения 220p между одной из нижних опорных траверс 502 вышки и соответствующей установочной проушиной 220L вышки на нижней секции 220 вышки, когда устройство 501 установки вышки в рабочее положение устройства 550 550 установки вышки приводится в действие, т.е., втягивается для поворота в шарнире нижней опорной траверсы 502 вышки вокруг штифтового соединения 504p с базовой опорой 504. Аналогично, дуга 520 представляет траекторию перемещения отверстия 221p под штифт на нижних концах соответствующих передней и задней опорных ног 222, 221 во время той-же операции. Например, после прикрепления верхней секции 240 вышки к нижней секции 220 вышки, отверстие 221p под штифт находится в начальном положении 521, указанном на Фиг. 5B. После этого, когда устройство 501 установки вышки в рабочее положение устройства 550 установки вышки втягивается, и штифтовое соединение 220p перемещается вдоль дуги 510, отверстие 221p под штифт перемещается вдоль дуги 520 через показанные промежуточные последовательные положения 522-526 перед приходом в конечное положение 527. Соответственно, после установки нижнего конца вышки 200 буровой поворотом над буровым полом 101 комбинированным поворотом в шарнире нижних опорных траверс 502 вышки и устройства 501 установки вышки в рабочее положение описанным выше способом отверстие 221p под штифт может устанавливаться смежно или по существу совмещаться с отверстием 210p под штифт на соответствующем башмаке 210 вышки.
На Фиг. 5C-5G показаны различные промежуточные последовательные положения 522-526 отверстия 221p под штифт при его перемещении по дуге 520, описанном выше. Как показано на Фиг. 5C-5G, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, верхнему концу вышки 200 буровой установки может обеспечиваться свободное качение вдоль полуприцепа 432 на надлежащим образом сконструированной тележке или ролике 433, когда устройство 550 установки вышки приводится в действие для перемещения нижнего конца вышки 200 в положение над буровым полом 101. В других иллюстративных вариантах осуществления верхний конец вышки 200 буровой установки может просто опираться на блоки или стойки (не показано), в таком варианте коробка передач автомобильного тягача 431 может ставиться на нейтраль, при этом автомобильный тягач 431 с полуприцепом 432 может свободно катиться к телескопическому подвышечному основанию 100 при перемещении вышки 200 в нужное положение.
На Фиг. 5H показана иллюстративная мобильная буровая установка 300 Фиг. 5B-5G после установки вышки 200 буровой установки надлежащим образом над буровым полом 101 телескопического подвышечного основания 100, т.е., когда отверстия 221p под штифт на нижних концах соответствующих передних и задних ног 222, 221 вышки находятся в положении 527 и являются смежными с или по существу совмещенными с соответствующими отверстиями 210p под штифт на соответствующих опорных башмаках 210 вышки. Затем вышка 200 буровой установки может шарнирно прикрепляться к опорными башмаками 210 вышки с использованием отверстий 210p, 221p под штифты и надлежащим образом сконструированного соединительного штифта (не показано).
На Фиг. 5I показана мобильная буровая установка 300 Фиг. 5B-5H на следующем иллюстративном этапе сборки буровой установки, после установки вышки 200 буровой установки над буровым полом 101 и шарнирного прикрепления к опорным башмакам 210 вышки, описанного выше. Как показано в иллюстративном варианте осуществления Фиг. 5I, вышка 200 буровой установки может опираться на своем нижнем конце на опорные башмаки 210 вышки на телескопическом подвышечном основании 100, и на своем верхнем конце на полуприцеп 432, например, на ролик 433, или на блоки или стойки (не показано на Фиг. 5I), как описано выше. Затем устройства 501 установки вышки в рабочее положение с обеих сторон вышки 200 буровой установки могут отсоединяться от штифтовых соединений 502p на проушинах 502L каждой соответствующей нижней опорной траверсы 502 вышки и поворачиваться вокруг штифтовых соединений 501p к верхним несущим фиксаторам 505u и шарнирно прикрепляться к проушинам 224 установки вышки в рабочее положение на соответствующих отверстиях 224p под штифты. Кроме того, каждая из нижних опорных траверс 502 вышки может отсоединяться от штифтовых соединений 220p на каждой соответствующей проушине 220L установки вышки, при этом нижняя секция 220 вышки освобождается от базовой опоры 504 и раскоса 503. В данной конфигурации устройства 501 установки вышки в рабочее положение могут приводиться в действие, т.е., выдвигаться для подъема вышки 200 буровой установки с полуприцепа 432, при этом автомобильный тягач 431 с полуприцепом 432 может уезжать от мобильной буровой установки 300, если необходимо.
На Фиг. 5J показана иллюстративная мобильная буровая установка 300 Фиг. 5I на следующем этапе сборки буровой установки, где вышка 200 буровой установки уже поднята с полуприцепа 432, и автомобильный тягач 431 с полуприцепом 432 уехал от буровой установки 300, как описано выше. В некоторых являющихся примером вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, вышка 200 буровой установки может затем временно опираться вблизи своего верхнего конца на надлежащим образом сконструированную поддерживающую вышку опору 530, в это время можно выполнять дооснащение буровой установки. Например, в иллюстративных вариантах осуществления, где оснащение не выполняется перед перевозкой вышки, дополнительное рабочее оборудование буровой установки, например, оборудование талевого блока (не показано на Фиг. 5J) и т.п., может устанавливаться на вышке 200 буровой установки. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления лестницы и/или рабочие площадки, такие как площадка верхового (не показано), полати верхового или выдвижная площадка, вместе с любым инвентарным оборудованием работы с трубами (не показано), может также прикрепляться к вышке 200 буровой установки перед подъемом вышки в рабочее положение. В других вариантах осуществления, где одна или несколько рабочих площадок заранее устанавливаются на вышке 200 буровой установки в убранной или сложенной конфигурации перед перевозкой вышки 200, данные убранные/сложенные площадки могут полностью развертываться перед подъемом вышки в рабочее положение.
На Фиг. 6A показан вид сбоку иллюстративной мобильной буровой установки 300 Фиг. 5J на следующем этапе сборки и подъема буровой установки. Более конкретно, на Фиг. 6A показана мобильная буровая установка 300 после приведения в действие устройств 501 установки вышки в рабочее положение для подъема вышки 200 буровой установки поворотом вышки 200 в шарнирах штифтовых соединений (например, в отверстиях 210p, 221p под штифты) в каждом из опорных башмаков 210 вышки. В иллюстративном варианте осуществления, показанном на Фиг. 6A, вышка 200 буровой установки уже поднялась до установки задних опорных ног 221 вышки 200 смежно с передними стойками 230 А-образной рамной конструкции 235, при этом вышка 200 встала по существу в вертикальное рабочее положение, т.е., по существу перпендикулярно грунту 190.
Специалисту в данной области техники понятно, что конкретная конфигурация и рабочее положение вышки 200 буровой установки является только примером, и что другие конфигурации и рабочие положения вышки относятся к объему и сущности настоящего изобретения. Например, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления, таких как варианты, где мобильная буровая установка 300 может выполняться с возможностью бурения скважин мелкого заложения, в рабочем положении вышка 200 буровой установки может иметь угол меньше 90° относительно грунта 190 (т.е., меньше прямого угла, показанного на Фиг. 6A), например, наклонную ориентацию под углом 30°, 45°, 60° и т.п. Кроме того, в таких вариантах осуществления конструктивное исполнение А-образной рамной конструкции 235 может меняться, если необходимо для обеспечения требуемого опирания вышки 200 буровой установки при установке вышки 200 в наклонное рабочее положение, под углом менее 90° относительно грунта 190. Только в качестве примера, и в зависимости от фактического рабочего положения вышки 200 буровой установки, А-образная рамная конструкция 235 показанная на Фиг. 6A может заменяться работающими на растяжения оттяжками ног и/или аналогичными конструкциями, выполненными с возможностью создания требуемой поддержки и устойчивости во время операций бурения.
На Фиг. 6B и 6C показаны вид сбоку и с торца, соответственно, мобильной буровой установки 300 Фиг. 6A на иллюстративном этапе дальнейшей сборки и подъема буровой установки. Как показано на Фиг. 6B, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления устройство 501 установки вышки в рабочее положение (не показано на Фиг. 6B) может отсоединяться от проушин 224 установки вышки в рабочее положение, и вышка 200 буровой установки может надежно прикрепляться к А-образной рамной конструкции 235 на надлежащим образом сконструированном соединении 250 вышки. Затем в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления телескопическое подвышечное основание 100 можно использовать для подъема мобильной буровой установки 300 на рабочую высоту, например, так что буровой пол 101 располагается на высоте 100h над грунтом 190 приведением в действие (т.е. выдвижением) устройства 130 подъема подвышечного основания, как описано выше. Например, телескопическое подвышечное основание 100 может подниматься на рабочую высоту 100h, составляющую приблизительно 20-30 футов (6-9 м) или больше, в зависимости от общего конструктивного исполнения мобильной буровой установки 300.
Как указано выше и показано на Фиг. 1A и 1B, когда телескопическое подвышечное основание 100 поднимается на рабочую высоту 100h, иллюстративная мобильная буровая установка 300, показанная на Фиг. 6B и 6C имеет зону 150 превенторного амбара буровой установки, расположенную между телескопическими коробчатыми модулями 110, 120 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b и под центральной секцией 125 пола подвышечного основания. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления телескопическое подвышечное основание 100 может обеспечивать боковой просвет 151 в зоне 150 превенторного амбара, например, между фундаментными опорными коробками 118 каждой нижней коробки 110L, 120L подвышечного основания и под верхними коробками 110u,120u подвышечного основания, который может составлять приблизительно от 7 футов (2 м) до приблизительно 15 футов (5 м), в зависимости от рабочей высоты 100h. Понятно, вместе с тем, что увеличенные и уменьшенные боковые просветы 151 также можно использовать. Кроме того, в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления зона 150 превенторного амбара может также иметь торцевой просвет 152 в зоне 150 превенторного амбара, например, между телескопическими коробчатыми модулями 110, 120 подвышечного основания и под центральной секцией 125 пола подвышечного основания, составляющий приблизительно 17-27 футов (5-8 м) или больше, также в зависимости от конкретной рабочей высоты 100h телескопического подвышечного основания 100.
После использования устройства 130 подъема подвышечного основания для "телескопирования" телескопического подвышечного основания 100 на рабочую высоту 100h каждая верхняя коробка 110u, 120u подвышечного основания может надежно крепиться к соответствующей нижней коробке 110L, 120L подвышечного основания, при этом собственный вес мобильной буровой установки 300 может передаваться с устройств 130 подъема подвышечного основания на телескопическое подвышечное основание 100. Например, в некоторых вариантах осуществления множество закрепляющих устройств (не показано на Фиг. 6B и 6C), таких как болты, фиксаторы, срезные штифты, гидравлические фиксирующие штифты, и т.п., можно использовать для надежного прикрепления нижних горизонтальных конструктивных элементов верхних коробок 110u, 120u подвышечного основания (см., например, элементы 112h и 112e Фиг. 2A и 2B) к соответствующим верхним горизонтальным конструктивным элементам нижних коробок 110L, 120L подвышечного основания (см., например, элементы 115h и 115e Фиг. 2C и 2D). Понятно, вместе с тем, что другие закрепляющие устройства и/или узлы крепления также можно использовать, в зависимости от конкретного конструктивного исполнения телескопических коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания. Соответственно, в данной конфигурации все нагрузки от собственного веса буровой установки, а также любые эксплуатационные нагрузки, создаваемые мобильной буровой установкой 300 во время операций бурения, могут передаваться с верхних коробок 110u, 120u подвышечного основания через соответствующие нижние коробки 110L, 120L подвышечного основания и затем на грунт 190.
Как показано в иллюстративном варианте осуществления на Фиг. 6C, вспомогательные конструкции 119, 129 могут прикрепляться к соответствующим телескопическим коробчатым модулям 110, 120 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика и противоположной стороны 300b, как описано выше и показано на Фиг. 4B и 4C. Соответственно, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, после подъема телескопического подвышечного основания 100 на рабочую высоту 100h вспомогательные конструкции 119, 129 можно поднять в рабочее положение, т.е. так, что конструкции 119, 129 по существу совмещаются со смежным буровым полом 101 на каждом соответствующем телескопическом коробчатом модуле 110, 120 подвышечного основания, как показано на Фиг. 1B. Например, вспомогательная конструкция 119 со стороны 300a поста бурильщика может подниматься в рабочее положение приведением в действие подъемного устройства 119r вспомогательной конструкции с последующим надежным прикреплением вспомогательной конструкции 119 к верхнему горизонтальному конструктивному элементу 111h (см. Фиг. 2A и 2B). Затем кабина 119b управления может перемещаться в нужное положение над буровым полом 101 на телескопическом коробчатом модуле 110 подвышечного основания стороны 300a поста бурильщика, показанном на Фиг. 1B.
Аналогично, вспомогательная конструкция 129 стороны 300b противоположной посту бурильщика может также подниматься в рабочее положение после подъема телескопического подвышечного основания 100 на рабочую высоту 100h. Например, вспомогательная конструкция 129 может подниматься поворотом в шарнире вспомогательной конструкции 129 вокруг шарнирного соединения 129p с использованием, например, гидравлических подъемных устройств (не показано) и т.п. Затем вспомогательная конструкция 129 может закрепляться в рабочем положении с использованием надлежащим образом сконструированных опор (не показано), таких как подкосы и т.п.
Хотя в иллюстративному варианте Фиг. 6C показано, что вспомогательные конструкции 119, 129 могут подниматься в рабочее положение после завершения подъема мобильной буровой установки 300 в рабочее положение, данный вариант осуществления является только примером. Соответственно понятно, что в других вариантах осуществления вспомогательные конструкции 119, 129 могут подниматься в рабочее положение относительно бурового пола 101 по существу в любой момент во время сборки и подъема в рабочее положение мобильной буровой установки 300. Например, в некоторых являющихся примерами вариантах осуществления одна или обе вспомогательные конструкции 119, 129 могут подниматься в положение смежное с буровым полом 101 перед телескопированием телескопического подвышечного основания 100 на его рабочую высоту 100h.
На Фиг. 7A и 7B показаны вид сбоку и с торца, соответственно, являющейся примером мобильной буровой установки 300 настоящего изобретения, где, как указано выше, средство для телескопического подъема и опускания коробчатых модулей 110 и 120 подвышечного основания также можно использовать, как средство подъема мобильной буровой установки 300 при подготовке к передвижению в собранном виде буровой установки 300 с первой точки 170 закладки скважины на любую из смежных точек 171-174 закладки скважины во время операций кустового бурения. Соответственно, как и в случае описанного выше средства телескопического подъема и опускания телескопического подвышечного основания 100, средство подъема мобильной буровой установки 300 может также называться в данном документе "устройством подъема подвышечного основания", позиция 130 для упрощения. Как показано на Фиг. 7A и 7B, устройство 130 подъема подвышечного основания может выполняться с возможностью подъема полностью собранной и поднятой в рабочее положение мобильной буровой установки 300 так, что получают просвет 153 между нижними коробками 110L, 120L подвышечного основания и грунтом 190 для передвижения буровой установки 300. В некоторых вариантах осуществления клиренс 153 может составлять порядка 3-6 дюймов (8-15 см), хотя клиренс 153 может варьироваться в зависимости от конкретного конструктивного исполнения устройств 130 подъема подвышечного основания, опорных ног 131 и устройств 132 передвижения опорных ног.
Как показано в иллюстративном варианте осуществления Фиг. 7A, когда мобильная буровая установка 300 поднимается на высоту просвета 153 на грунтом 190, поперечное открытое пространство между фундаментными опорными коробками 118, определяющими боковой просвет 151m поперечного передвижения, имеется между каждым телескопическим коробчатым модулем 110, 120 подвышечного основания и грунтом 190. По меньшей мере в некоторых иллюстративных вариантах осуществления боковой просвет 151m может быть больше высоты 160h любого оборудования 160 устья скважины, которое может устанавливаться в зоне 150 превенторного амбара телескопического подвышечного основания 100. В некоторых вариантах осуществления боковой просвет 151m может составлять 8-13 футов (2-4 м) или больше в зависимости от общего конструктивного исполнения телескопического подвышечного основания 100. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления можно иметь достаточный для поперечного передвижения боковой просвет 151m, так что устройства 130 подъема подвышечного основания и устройства 132 передвижения опорных ног можно использовать для поперечного передвижения или перемещения в собранном виде мобильной буровой установки 300 от точки 170 закладки скважины к точке 171 или 172 закладки скважины (см., Фиг. 7B), т.е., в направлении стороны 300a поста бурильщика или в направлении 300b противоположной стороны, таким образом исключается применение крана большой грузоподъемности или разборка буровой установки 300.
Аналогично, когда устройство 130 подъема подвышечного основания используют, как средство подъема мобильной буровой установки 300 на высоту просвета 153 над грунтом 190, поперечное открытое пространство между телескопическими коробчатыми модулями 110 и 120 подвышечного основания, которое образует торцевой просвет 152m передвижения может также получаться между центральной секцией 125 пола подвышечного основания и грунтом 190, как показано на Фиг. 7B. Кроме того, торцевой просвет 152m передвижения может составлять приблизительно 18-28 футов (5-8 м) или больше и в некоторых вариантах осуществления может также превышать высоту 160h любого оборудования устья, скважины расположенного в зоне 150 превенторного амбара телескопического подвышечного основания 100. Соответственно, в таких вариантах осуществления устройства 130 подъема подвышечного основания и устройства 132 передвижения опорных ног также можно использовать для передвижения в собранном виде мобильной буровой установки 300 от точки 170 закладки скважины в продольном направлении к точка 173 или 174 закладки скважины (см., Фиг. 7A), т.е. в направлении стороны 300c буровой лебедки или в направлении стороны 300d подсвечника.
На Фиг. 7C-7H с увеличением на виде сбоку показаны различные последовательные шаги передвижения опорной ноги 131, которые можно использовать для перемещения являющейся примером мобильной буровой установки 300 Фиг. 7A в продольном направлении, т.е., в направлении стороны 300d подсвечника, на смежную точку 174 закладки скважины. Для упрощения показа и дополнительной ясности, верхняя секция 240 вышки мобильной буровой установки 300, показанная на Фиг. 7A, не показана на Фиг. 7C-7H.
На первом шаге операции передвижения без разборки мобильная буровая установка 300 вначале поднимается на высоту просвета 153 над грунтом 190 с приведением в действие, т.е., выдвижением, устройства 130 подъема подвышечного основания, как показано на Фиг. 7C. Затем каждое устройство 132 передвижения опорной ноги может приводиться в действие на следующем шаге передвижения поднятой мобильной буровой установки 300 в продольном направлении (и/или поперечном направлении, если требуется) относительно каждой опорной ноги 131, которая остается в опорном контакте с грунтом 190. В зависимости от общего конструктивного исполнения устройства 132 передвижения опорных ног расстояние, на которое мобильная буровая установка 300 может перемещаться на данном этапе может являться относительно коротким, например, приблизительно 12-24 дюймов (31-61 см), хотя устройства 132 передвижения опорных ног могут выполняться с возможностью перемещения буровой установки 300 как на более короткие, так и на более длинные расстояния. На Фиг. 7D показана мобильная буровая установка 300 после приведения в действие устройства 132 передвижения опорных ног, как описано выше, и перемещения буровой установки 300 на расстояние 132d от точки 170 закладки скважины к точке 174 закладки скважины со стороны 300d подсвечника.
В некоторых вариантах осуществления устройства 132 передвижения опорных ног могут включать в себя одно или несколько снабженных приводом устройств перемещения (не показано), таких как гидравлические или пневматические цилиндры, и т.п., которые могут прикрепляться одним концом к нижнему концу соответствующего устройства 130 подъема подвышечного основания, и прикрепляться другим концом к соответствующей опорной ноге 131. Соответственно, на этапе перемещения буровой установки описанном выше, механические устройства перемещения, например, гидравлические цилиндры, устройства 132 перемещения опорной ноги могут выдвигаться или втягиваться, как необходимо, при этом перемещая нижний конец устройства 130 подъема подвышечного основания и мобильную буровую установку 300, прикрепленную к нему, относительно опорной ноги 131, которая, как указано, остается в контакте с грунтом 190.
Затем операция передвижения по площадке продолжается на следующем шаге передвижения, где устройства 130 подъема подвышечного основания могут приводиться в действие, т.е., втягиваться, для опускания мобильной буровой установки 300 до входа фундаментных опорных коробок 118 обоих нижних коробок 110L, 120L подвышечного основания в опорный контакт с грунтом 190, как показано на Фиг. 7E. Кроме того, приведение в действие устройств 130 подъема подвышечного основания может продолжаться, как показано на Фиг. 7F так, что каждая соответствующая опорная нога 131 может подниматься на достаточную высоту 131h над грунтом 190 для обеспечения перемещения опорной ноги 131 устройством 132 перемещения опорной ноги в положение нового "шага" в сторону 300d подсвечника к точке 174 закладки скважины, т.е., в продольном направлении. В некоторых вариантах осуществления высота 131h может являться относительно небольшой, например, 3-6 дюймов (8-15 см) и т.п., вместе с тем высота 131h может меняться, если необходимо по условиям грунта 190, длины следующего "шага" 132s (см., Фиг. 7G), выполняемого устройством 132 передвижения опорных ног и т.п.
Операция передвижения по площадке затем продолжается следующим шагом передвижения, где с каждой опорной ногой 131 поднятой над грунтом 190 на высоту 131h, каждое устройство 132 перемещения опорной ноги может вновь приводиться в действие для выполнения "шага" 132s с перемещением соответствующей опорной ноги 131 на расстояние короткого "шага", например, приблизительно 12-24 дюймов (31-61 см), относительно нижнего конца подъемного устройства подвышечного основания, как показано на Фиг. 7G. Затем устройства 130 подъема подвышечного основания могут вновь приводиться в действие, т.е., выдвигаться, до входа каждой опорной ноги 131 в контакт с грунтом 190 в положении нового "шага", и мобильная буровая установка 300 поднимается на высоту просвета 153 над грунтом 190 как показано на Фиг. 7H, таким образом завершая один "шаг".
Приведенную выше последовательность можно затем повторить, при этом мобильная буровая установка 300 перемещается множеством "шагов" 132s на короткие расстояния "шага", например, 12-24 дюймов (31-61 см) за "шаг" от точки 170 закладки скважины на смежную точку 174 закладки скважины. Аналогичным способом мобильная буровая установка 300 может перемещаться поперечно или продольно в любую требуемую из других точек 171-173 закладки скважины.
Специалисту в данной области техники после прочтения настоящего изобретения понятно, что описанную выше операцию передвижения по площадке можно легко выполнять для перемещения мобильной буровой установки 300 по существу под любым углом относительно поперечной и/или продольной оси телескопического подвышечного основания 100. Например, в некоторых вариантах применения, может требоваться передвижение мобильной буровой установки, например, под углом 45° относительно продольной (или поперечной) оси телескопического подвышечного основания 100. В таких вариантах, каждое из устройств 132 передвижения опорных ног может поворачиваться по существу вокруг вертикальной оси соответствующего устройства 130 подъема подвышечного основания на угол 45°, при этом когда каждое устройство 132 перемещения опорной ноги приводится в действие для выполнения "шага", как описано выше, каждая соответствующая опорная нога 131 может перемещаться под углом 45° к продольной (или поперечной) оси телескопического подвышечного основания 100. С применением данной общей процедуры понятно, что устройства 132 передвижения опорных ног могут поворачиваться по существу на любой требуемый угол, так что мобильная буровая установка 300 может перемещаться вдоль по существу любой требуемой траектории под углом относительно осей буровой установки. Кроме того, также понятно, что вся мобильная буровая установка 300 может поворачиваться вокруг вертикальной оси с использованием модифицированной операции передвижения по площадке. Например, при ориентировании каждого кососимметричного устройства 132 перемещения опорной ноги под одним относительным углом, но в противоположных направлениях, "шаги", выполняемые каждым устройством 132 перемещения опорной ноги могут иметь разные направления, но данные "шаги" перемещений в разных направлениях могут выполняться, как совместная работа, для поворота буровой установки 300 таким способом вокруг вертикальной оси.
В результате, в настоящем изобретении созданы детали различных аспектов телескопического подвышечного основания мобильной буровой установки, которое может складываться для перевозки по шоссе и/или дорогам до буровой площадки месторождения, и которое также может телескопироваться, т.е., подниматься или опускаться, как требуется для проведения сборки мобильной буровой установки без использования традиционных автономных кранов. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления телескопическое подвышечное основание настоящего изобретения можно использовать в соединении с устройством установки вышки во время сборки буровой установки для проведения установки вышки над буровым полом мобильной буровой установки и надлежащего выставления соединений вышки буровой установки с опорными башмаками вышки на телескопическом подвышечном основании без использования крана. В других вариантах осуществления устройства подъема подвышечного основания и устройства передвижения опорных ног на телескопическом подвышечном основании можно использовать для проведения передвижения мобильной буровой установки между точками закладки смежных скважин во время операций кустового бурения, исключающего применение тяжелых подъемных кранов или разборку буровой установки.
Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, являются только иллюстративными, поскольку изобретение можно модифицировать и осуществлять на практике в виде отличающихся эквивалентов, понятных специалисту в данной области, применяющему идеи данного документа. Например, этапы способа, изложенные выше, можно выполнять в ином порядке. Кроме того, никакие ограничения не накладываются на детали конструкции или конструктивные решения, показанные в данном документе, кроме описанных в формуле изобретения, приведенной ниже. Поэтому очевидно, что варианты осуществления, раскрытые выше, можно изменять или модифицировать, и все такие вариации считаются входящими в объем и сущность изобретения. Соответственно, позиции в данном документе, защищенные законодательно, изложены в формуле изобретения, приведенной ниже.