УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ В БУРОВОЙ УСТАНОВКЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННОЙ НА ДНЕ МОРЯ
DEVICE FOR REPLACEMENT OF TOOLS IN DRILL UNIT FOR DRILLING SEA BOTTOM

Настоящее изобретение относится к устройству для смены инструментов в буровой установке для бурения на дне моря. В частности, изобретение относится к буровой установке для бурения на дне моря, герметично закрытой относительно окружающей среды. Пол буровой установки имеет автоматическое средство для смены инструментов и кассету для инструментов и компонентов, при этом автоматическое устройство для смены инструментов выполнено по меньшей мере с возможностью сменять и транспортировать инструменты и компоненты между центром буровой установки и кассетой для хранения инструментов и компонентов.
Известно, что нефтяные и газовые месторождения разрабатывают бурением скважин для извлечения на поверхность нефти и газа.
Оборудование, используемое для бурения скважин в подземной формации, в основном представляет собой буровую установку, выполненную в виде состоящей из стальных ферм конструкции. Буровая установка имеет тросовые буровые лебедки для подъема и введения в работу бурильных труб. Множество вспомогательного оборудования также используется для действий с бурильными трубами и для введения обсадных труб в ствол скважины.
Плавучие или фиксированные морские платформы, оснащенные нужным буровым оборудованием, используются для добычи нефти и газа с большой глубины. Эти платформы представляют собой крупные и дорогостоящие конструкции, т.к. буровое оборудование является крупным и тяжелым. Помимо самого бурового оборудования также необходимо использовать трубопроводы, связывающие морскую платформу с подводным месторождением для осуществления циркуляции бурового раствора между платформой и подводным месторождением во время бурения. Плавучим платформам также требуется дифферентовка по вертикальной качке для компенсации движения воздействующей на платформу волны по отношению к местоположению над дном.
Вместо бурения с плавучих буровых платформ можно использовать установку для бурения, непосредственно расположенную на дне, и тем самым устранить необходимость использования крупных и дорогостоящих платформ.
В настоящее время нефтяная промышленность располагает усовершенствованным оборудованием, разработанным для дистанционно управляемых подводных работ. Это является доступной сегодня технологией, и ее можно использовать в дистанционно управляемых буровых работах, когда буровое оборудование установлено непосредственно на дне.
Известный уровень техники не предоставляет решения этих проблем в отношении буровых установок, работающих на дне моря.
Целью настоящего изобретения является устранение или уменьшение по меньшей мере одного из указанных недостатков известных технологий.
Эта цель достигается настоящим изобретением за счет признаков, раскрытых в описании и в прилагаемой формуле изобретения.
Буровая установка в соответствии с изобретением расположена на дне моря и герметично закрыта относительно окружающей среды и отличается тем, что пол буровой установки имеет автоматическое средство для смены инструментов и кассету для инструментов и компонентов, при этом автоматическое устройство для смены инструментов выполнено по меньшей мере с возможностью сменять и транспортировать инструменты и компоненты между центром буровой установки и кассетой для хранения инструментов и компонентов.
Кассета для хранения инструментов и компонентов является заменяемой и установлена в закрытом бункере, при этом верхняя часть бункера имеет шлюзовой затвор для перемещения инструментов и компонентов из бункера и в бункер. Таким образом, кассету, предпочтительно выполненную с возможностью поворота вокруг ее вертикальной оси, можно доставить на поверхность для замены, например, сработанных буровых коронок.
Автоматическое средство для смены инструментов имеет захватные средства, выполненные с возможностью их поворота вокруг двух по существу перпендикулярных осей. Автоматическое средство для смены инструментов выполнено с возможностью поворота вокруг по существу вертикальной оси.
Автоматическое средство для смены инструментов установлено на полу буровой установки и предназначено для смены инструментов и оборудования, используемых для бурения в грунт. Это средство может быть дистанционно управляемым, например с надводного судна, или может быть программируемым для автоматического выполнения работ.
Над полом буровой установки установлен буровой агрегат с лебедками и средствами привода для выполнения буровых работ. Центр буровой установки имеет соединительное устройство, соединяющее и разъединяющее трубы. Автоматическое средство для смены инструментов взаимодействует с буровым агрегатом и соединительным устройством, например, доставляет им инструменты и оборудование во время буровых работ.
Устройство согласно изобретению обеспечивает решение для дистанционно управляемого выполнения буровых работ с буровой установки, находящейся на дне моря. Использование устройства согласно изобретению обеспечивает возможность значительно снизить расходы, связанные с надводным буровым оборудованием. Помимо этого, это устройство не зависит от погодных условий на буровой площадке.
Ниже приводится описание не ограничивающего примера предпочтительного осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг.1 схематически изображает буровую установку согласно изобретению, связанную с надводным судном;
фиг.2 схематически изображает роботизированный пол буровой установки;
фиг.3 показывает автоматическое средство для смены инструментов.
Буровая установка 1, герметично закрытая от окружающей среды, предназначена для размещения на дне 11 моря. Буровая установка имеет верхнюю часть 12 нижнюю часть 13 и несущую часть 14, в основном расположенную в нижней части 13.
Управление работой буровой установкой 1 осуществляется с надводного судна 2 на поверхности 5 моря. Соединение 3 насосно-компрессорных труб и тросов проходит между буровой установкой 1 и надводным судном 2, от кабельного барабана 4 и вниз к буровой установке 1.
Буровая установка 1 имеет самозасасывающиеся башмаки 8, обеспечивающие ее закрепление на дне 11 моря. Башмаки 8 соединены с несущей частью 14 посредством секций 20.
Буровая установка 1 сверху имеет запорную крышку 10 для бурового агрегата (не показано) и запорные крышки 9 для кассет 7 бурильных труб. Кассеты 7 бурильных труб вставлены в закрытые бункеры 21.
Верхняя часть 12 содержит буровой агрегат (не показан) с соответствующим оборудованием для смены бурильных труб (не показано) вместе с кассетой 7 бурильных труб.
Нижняя часть 13 содержит пол 26 буровой установки, имеющий по меньшей мере одно автоматическое средство 24 для смены инструментов и соединительное средство 23, расположенное в центре 22 буровой установки 1 для соединения и разъединения труб (не показано). Трубами могут быть, например, бурильные трубы или обсадные трубы. Вблизи автоматического средства 24 для смены инструментов также установлены выполненные с возможностью их поворота кассеты 27 для хранения инструментов и компонентов.
Автоматическое средство 24 для смены инструментов предназначено для смены инструментов, буровых коронок и оборудования (не показаны), необходимых при выполнении буровых работ.
Автоматическое средство 24 для смены инструментов соединено с полом 26 буровой установки фланцевым соединением 33. Между фланцевым соединением 33 и корпусом 31 автоматического средства 24 установлено поворотное кольцо 32, обеспечивающее поворот автоматического средства 24 вокруг своей вертикальной центральной оси 39.
На корпусе 34 установлен основной манипулятор 29 и промежуточный манипулятор 34, которые выполнены с возможностью поворота и смещения посредством гидроцилиндров 30.
Основной манипулятор 29 связан с захватными средствами 28, соединенными через поворотный переходник 35, поворотно связанный с основным манипулятором 29, муфтой 36. При этом захватные средства 28 установлены с возможностью поворота вокруг двух по существу перпендикулярных осей 37, 38.