輸送方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于將鉆井液輸送到海底鉆井組件的方法，該方法包括步驟：用鉆井液填充至少一個容器；將容器經(jīng)水體降低到鄰近海底鉆井組件；將容器連接到海底鉆井組件以將鉆井液輸送到海底鉆井組件。
【專利說明】輸送方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸送方法和相關(guān)的系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及用于將鉆井液輸送到基于海底的鉆井組件的方法和相關(guān)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海中包含有許多不同種類的海底礦藏，例如礦砂、鉆石、磷酸鹽巖、海底塊狀硫化物、結(jié)核和水合物。許多這些礦藏位于深水中但處于海底以下相對淺的深度。因此，海底鉆井組件被開發(fā)用于取樣技術(shù)(與船只操作的鉆機不同)。此外，海底鉆井現(xiàn)在也被用于地質(zhì)評價。因此重要的是要從海底以下實現(xiàn)高品質(zhì)和高回收率的核心(core)樣品。
[0003]基于海底的鉆井組件具有許多需要克服的挑戰(zhàn)。其中一個挑戰(zhàn)是如何將鉆井液提供到海底鉆井組件同時確保液的品質(zhì)得以保持。已經(jīng)有文件記載使用鉆井液來幫助在鉆孔的同時獲得核心樣品的益處。鉆井液也稱為“鉆井泥漿”，其經(jīng)過鉆柱引入以便于通過去除切屑、穩(wěn)定孔、改善穿透率、增強核心回收并冷卻和潤滑取芯(coring)鉆頭和鉆柱來促進鉆井過程。鉆井液的輸送在基于表面的鉆井、潛水鉆井或基于鉆井架鉆井中主要是例行程序。但是，鉆井液的輸送在基于海底的鉆井組件中變得更成問題。
[0004]至今為止向海底操作的鉆井組件提供鉆井液的唯一方法是使用鉆井液濃縮物。這種鉆井液濃縮物在鉆井操作過程中使用在線混合器在海底處與海水混合。遺憾的是，隨后混合的鉆井液通常具有不一致的品質(zhì)和濃度，并且要求量通常不足。此外，鉆井液的品質(zhì)在使用前難以評估。
[0005]本說明書中對任何現(xiàn)有技術(shù)的提及不應(yīng)被認為承認或以任何形式暗示現(xiàn)有技術(shù)在澳大利亞形成公知常識的一部分。
[0006]本發(fā)明的目的在于克服或消除所公開的一個或多個問題或者為消費者提供有用或商業(yè)的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一種形式中，雖然不一定是唯一或最寬的形式，本發(fā)明涉及一種用于將鉆井液輸送到海底鉆井組件的方法，該方法包括步驟:
[0008]用鉆井液填充至少一個容器；
[0009]將容器經(jīng)水體降低到鄰近海底鉆井組件；
[0010]將容器連接到海底鉆井組件以將鉆井液輸送到海底鉆井組件。
[0011]容器可包括柔性儲器；優(yōu)選地，儲器是可折疊的。更優(yōu)選地，儲器是囊。
[0012]儲器可以是細長的。即，容器可相對于其總體長度處于較小的橫截面面積。此外，儲器可被成形為減小隨著其被降低經(jīng)過水體時的拖拽。例如，儲器的端部可以是漸縮的或是錐形。
[0013]第一軟管可連接到儲器。第一軟管可連接到鄰近儲器的頂部。第一軟管可用來為儲器填充鉆井液。優(yōu)選地，第一軟管具有充分的長度使得儲器能夠在不從水體去除的情況下填充鉆井液。典型地，穿刺連接設(shè)置在第一軟管上以使得儲器能夠填充鉆井液。
[0014]第二軟管也可連接到儲器。第二軟管可連接到儲器的底部。第二軟管可用來將儲器連接到海底鉆井組件。典型地，穿刺連接用來將第二軟管連接到海底鉆井組件。
[0015]配重可形成容器的部分以使得容器能夠受控部署到海底。配重可定位在儲器和/或第二軟管上。配重的使用可取決于所容納的鉆井液的比重。
[0016]容器可包括配重錨固件。優(yōu)選地，配重錨固件可附接到儲器的底部。通常，配重錨固件通過例如纜線、系繩、鏈等線附接到儲器。
[0017]容器可包括浮力裝置。優(yōu)選地，浮力裝置附接到儲器的頂部。通常，浮力裝置通過例如纜線、系繩、鏈等線附接到儲器。浮力裝置可以是浮力罐。典型地，浮力裝置適于可釋放地附接到絞車線等。
[0018]遠程操作工具可用來將容器連接到海底鉆井組件。優(yōu)選地，遠程操作工具可用來將軟管從儲器連接到海底鉆井組件。
[0019]提升和降低裝置通常用來將容器降低到鄰近海底鉆井組件。提升和降低裝置可以是任何合適的形式，例如升降機、絞車或類似裝置。通常，提升和降低裝置位于船、駁船或類似船只上。
[0020]通常，具有用于降低和提升多個容器的至少兩個提升和降低裝置。每個提升和降低裝置可用來提升和降低單個容器。提升和降低裝置可交替地提升和降低其相應(yīng)的容器以使海底鉆井組件沒有鉆井液的時間最小。
[0021]混合和儲存站可用來混合鉆井液?；旌虾蛢Υ嬲究膳c提升和降低裝置定位在相同船只上?；旌虾蛢Υ嬲究砂ㄓ糜诨旌香@井液的混合箱和儲存準備好的鉆井液以便于鉆井液的另外剪切和水合的儲存箱。相關(guān)的供應(yīng)泵可用來將鉆井液從儲存箱輸送到容器中。應(yīng)當認識到單個箱可用于鉆井液的混合和儲存。
[0022]在另一形式中，本發(fā)明在于一種用于將鉆井液輸送到海底鉆井組件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0023]多個容器，其能夠用鉆井液填充；
[0024]至少一個提升和降低裝置，其附接到平臺，提升和降低裝置能夠附接到容器；和
[0025]供應(yīng)泵，其將鉆井液泵送到容器中。
[0026]在又一種形式中，本發(fā)明在于將鉆井液運輸?shù)胶５足@井組件的容器，該容器包括:
[0027]用于儲存鉆井液的儲器；
[0028]第一軟管，其連接到儲器以為儲器填充鉆井液；和
[0029]第二軟管，其連接到儲器以將鉆井液從儲器輸送到海底鉆井組件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]現(xiàn)在將參考附圖只通過例子對本發(fā)明的實施方式進行描述，其中:
[0031]圖1是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中第一容器正被填充且第二容器正被部署；
[0032]圖2是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，第一容器已經(jīng)降低到鄰近海底鉆井組件并開始鉆井液向海底鉆井組件的輸送，第二容器正被填充；[0033]圖3是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中第一容器繼續(xù)向海底鉆井組件供應(yīng)鉆井液，第二容器已經(jīng)被充滿；
[0034]圖4是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中第一容器繼續(xù)向海底鉆井組件供應(yīng)鉆井液，第二容器被朝著海底鉆井組件降低；
[0035]圖5是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中第一容器被升高，第二容器開始鉆井液向海底鉆井組件的輸送；和
[0036]圖6是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中第一容器被再次填充，第二容器繼續(xù)向海底鉆井組件供應(yīng)鉆井液。
[0037]圖7是用于向海底鉆井組件輸送鉆井液的系統(tǒng)的示意圖，其中容器包括配重和浮力裝置。
【具體實施方式】
[0038]圖1至6顯示了用于向海底鉆井組件I輸送鉆井液5的輸送系統(tǒng)10的一種實施方式。用于輸送鉆井液5的輸送系統(tǒng)10包括混合和儲存站20、兩個升降機30和兩個容器40。
[0039]混合和儲存站20安裝在船100上并用來混合鉆井液5并將鉆井液5供應(yīng)到每個容器40中。混合和儲存站20包括混合箱21、儲存箱23和供應(yīng)泵22，鉆井液5在混合箱21中混合成希望濃度，儲存箱23儲存混合的鉆井液5，供應(yīng)泵22用來將鉆井液5從儲存箱23泵送到容器40中。
[0040]兩個升降機30安裝在船100上并用來將容器40交替地升降到海底鉆井組件I。升降機30是標準的升降機。每個升降機30包括吊桿31、具有相關(guān)鋼索33的纜線筒32以及馬達組件34。每個鋼索33隨著纜線筒32通過馬達組件34的轉(zhuǎn)動附接到相應(yīng)的容器40，造成容器40被升降機30升高和降低。
[0041]兩個容器40連接到各自的升降機30的鋼索33。每個容器40包括儲器41、填充軟管42和輸送軟管43。儲器41是囊的形式。囊可以由任何合適的材料制成以容納相關(guān)的鉆井液5。儲器41是細長的并具有錐形端部，使得儲器41能夠利用最小拖拽經(jīng)過水。配重48鄰近儲器41的底部定位以幫助容器受控部署到海底。
[0042]填充軟管42附接到容器40的頂部并用來用鉆井液5填充儲器41。填充軟管42能夠在不使用時經(jīng)由夾具44(或結(jié))附接到鋼索33。聯(lián)接件45定位在填充軟管42的一個端部上以將填充軟管42連接到混合和儲存站20的供應(yīng)泵22。
[0043]輸送軟管43定位在儲器41的底部上。輸送軟管43用來將鉆井液5從儲器41輸送到海底鉆井組件I。聯(lián)接件46定位在輸送軟管43的端部處以將輸送軟管43連接到海底鉆井組件I。遠程操作工具47用來將輸送軟管43連接到海底鉆井組件I。
[0044]在使用中，承載兩個升降機30、混合和儲存站20和兩個容器40的船100定位在海底鉆井組件I的上方，如圖1所示。容器40連接到相應(yīng)升降機30的鋼索33。第一批鉆井液5在混合箱21中混合至希望濃度并被傳輸?shù)絻Υ嫦?3。第一容器40中的一個的填充軟管42連接到混合和儲存站20的供應(yīng)泵22。鉆井液5接著被泵送到第一容器40的儲器41中，直到希望量的鉆井液5位于儲器41內(nèi)，如圖2所示。接著，填充軟管42使用夾具44連接到相應(yīng)的鋼索33。接著，升降機30的馬達組件34操作以轉(zhuǎn)動鋼索筒32，從而使容器40降低經(jīng)過水，直到容器40鄰近海底鉆井組件I定位。遠程操作工具47接著用來將輸送軟管43連接到海底鉆井組件I。然后，形成海底鉆井組件I的部分的海底泵2被遠程地操作以經(jīng)過輸送軟管43從容器40的儲器41抽吸鉆井液5以被海底鉆井組件I利用，如圖3所示。
[0045]接著，另一批鉆井液5在混合和儲存站20的混合箱21中混合并在達到希望濃度時被傳輸?shù)絻Υ嫦?3。第二容器40的儲器41接著使用與上面針對第一容器40的儲器41描述的相同步驟填充。第二容器40的填充時刻基于第一容器40的計算排空時間。因此，一旦第二容器40被填滿，它就可被降低到鄰近海底鉆井組件1，如圖4所示。當?shù)谝蝗萜?0排空鉆井液5時，第一容器40的輸送軟管43可從海底鉆井組件I釋放，并且第二容器40的輸送軟管43連接到海底鉆井組件1，如圖5所示。這確保海底鉆井組件I的操作不用為等待鉆井液5的輸送停止任何顯著時段。
[0046]—旦第一容器40的輸送軟管43從海底鉆井組件I釋放，第一容器40能夠升高到鄰近表面，使得第一容器40的儲器41定位在水下但填充軟管42定位在水上。在此方面，第一容器40的儲器41能夠快速和容易地填充而不需要花費很長時間將整個容器40從水去除并定位在船100上。接著，另一批鉆井液5準備填充第一容器40的儲器，如圖6所示。此過程可接著根據(jù)希望重復(fù)。
[0047]圖7顯示了容器40的另一實施方式。每個容器40包括儲器41、填充軟管42、輸送軟管43、配重49、浮力裝置52和吊眼53。
[0048]儲器41是囊的形式。囊可由任何合適的材料制成以容納鉆井液5。
[0049]填充軟管42附接到儲器41的頂部并用來用鉆井液5填充儲器41。聯(lián)接件45定位在填充軟管42的端部上以將填充軟管42連接到混合和儲存站20的供應(yīng)泵22。
[0050]輸送軟管43定位在儲器41的底部上。輸送軟管43用來將鉆井液5從儲器41輸送到海底鉆井組件I。聯(lián)接件46定位在輸送軟管43的端部處以將輸送軟管43連接到海底鉆井組件I。
[0051]配重是錨固配重49的形式，通過系繩50附接到儲器41的底部。錨固配重49適于保持容器40相對于海底的位置(見例如左側(cè)3上的容器40)。
[0052]浮力裝置是浮力罐52的形式，通過系繩51附接到儲器41的頂部。浮力罐52適于將容器40保持在直立位置(見例如左側(cè)3上的容器40)。
[0053]吊眼53附接到浮力罐52的頂部。
[0054]在使用中，容器40通過將鋼索33可釋放地附接到吊眼53附接到升降機30的鋼索33。接著，將容器40提升離開船100并降低到水中。填充軟管42通過聯(lián)接件45附接到混合和儲存站20的供應(yīng)泵22。鉆井液5通過供應(yīng)泵22泵送到儲器41中。一旦希望的鉆井液5被泵送到儲器41中，填充軟管42從供應(yīng)泵22斷開。接著，使用鋼索33將容器40降低到海底。
[0055]一旦容器40處于海底上的希望位置，鋼索33就從容器40斷開。一旦鋼索33斷開，鋼索33可用來降低或升高另一容器(未顯示)。鋼索33從容器40斷開允許更好的管理設(shè)備(例如鋼索33從容器40的斷開以及鋼索33的縮回提供與遠程操作工具47、海底鉆井組件I或與任何海底操作相關(guān)的臍帶&纜線的更少可能干涉)。鋼索33從容器40斷開還允許船100運動離開原位(例如由于變化的天氣條件)而不必升高容器40。[0056]遠程操作工具47用來通過聯(lián)接件46將輸送軟管43連接到海底鉆井組件I。接著，鉆井液5被從容器40輸送到海底鉆井組件I。
[0057]—旦鉆井液5被輸送到海底鉆井組件1，就釋放聯(lián)接件46，將輸送軟管43從海底鉆井組件I斷開。
[0058]遠程操作工具47可用來將鋼索33連接到吊眼53，使得容器40可被朝著表面向上帶回，以便用鉆井液5再次填充或者放回到船100上。
[0059]所述輸送方法和相關(guān)系統(tǒng)使得希望濃度、品質(zhì)和數(shù)量的鉆井液能夠可靠和安全地輸送到海底鉆井組件。所述輸送方法和相關(guān)系統(tǒng)還使得海底鉆井組件的核心鉆井操作能夠繼續(xù)且花費在等待鉆井液供應(yīng)上的時間最小。
[0060]在本說明書中，術(shù)語“包括”或類似術(shù)語意在表示非排他性的包括，從而包括一系列元件的系統(tǒng)、方法或設(shè)備不僅僅包括這些元件，而是可以包括沒有列明的其他元件。
[0061]還將認識到可以對描述的發(fā)明進行多種其他改變和修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將鉆井液輸送到海底鉆井組件的方法，該方法包括步驟: 用鉆井液填充至少一個容器； 將容器經(jīng)水體降低到鄰近海底鉆井組件； 將容器連接到海底鉆井組件以將鉆井液輸送到海底鉆井組件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述容器包括柔性儲器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述儲器是囊。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，第一軟管連接到儲器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，第一軟管具有充分的長度使得儲器能夠在不從水體去除的情況下充滿鉆井液。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，第二軟管連接到儲器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，第二軟管用來將儲器連接到海底鉆井組件。
8.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，配重形成容器的部分以使得容器能夠受控部署到海底。
9.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，容器包括浮力裝置。
10.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，遠程操作工具用來將容器連接到海底鉆井組件。
11.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，提升和降低裝置用來將容器降低到鄰近海底鉆井組件。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，具有用于降低和提升相應(yīng)容器的至少兩個提升和降低裝置。
13.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，提升和降低裝置能夠交替地提升和降低其相應(yīng)的容器。
14.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，混合和儲存站能夠用來混合鉆井液。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，混合和儲存站包括混合箱和儲存箱。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，相關(guān)的供應(yīng)泵用來將鉆井液從儲存箱輸送到容器。
17.一種用于將鉆井液輸送到海底鉆井組件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 多個容器，其能夠用鉆井液填充； 至少一個提升和降低裝置，其附接到平臺，提升和降低裝置能夠附接到容器；和 供應(yīng)泵，其將鉆井液泵送到容器中。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括混合和儲存站以混合鉆井液。
19.一種用于將鉆井液運輸?shù)胶５足@井組件的容器，該容器包括: 用于儲存鉆井液的儲器； 第一軟管，其連接到儲器，從而用鉆井液填充儲器；以及 第二軟管，其連接到儲器，以將鉆井液從儲器輸送到海底鉆井組件。
20.如權(quán)利要求19所述的容器，其中，配重形成容器的部分以使得容器能夠受控部署到海底。
【文檔編號】E21B7/128GK104011315SQ201280062691
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】G·史密斯, K·W·麥克利, P·W·奈 申請人:諾蒂勒斯礦物太平洋有限公司