[发明专利]用于补偿由波浪对钻柱所诱发的距离变化的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于补偿由波浪对钻柱所诱发的在浮式钻机和固定于海底的设备之间的距离变化的装置。

背景技术

当进行海洋钻井时，经常使用浮式单元，所述浮式单元至少在实际钻井作业期间被固定地附接至固定的设备，钻在所述固定的设备处刺入海底。为了补偿波浪所诱发的距离变化(亦即从海底至所利用的浮式钻机的距离的竖直变化)的目的，使所谓的升沉补偿连续运行。然而，这样的补偿迟早将会失效，因此可取的是，并且最终已经变成一种要求的是，需要一种额外的装置以在初级升沉补偿由于任何原因而停止工作的情况下确保装备不被波浪力撕裂。

从WO公开文本2011 074984获知用于解决以上问题的系统，所述系统包括触发器模块，用于附接至升沉补偿式承载单元中的油管柱，所述升沉补偿式承载单元设置于浮式设备上，其中两个或更多个液压缸单元在所述升沉补偿式承载单元和所述油管柱的一部分之间形成可延伸的连接。所述液压缸单元必须与蓄能器单元具有流体连通，并且在液压缸单元和气体储存器之间需要按适当方式存在液压装置以及蓄能器流体管道。关于该解决方案的一个缺点是，所述蓄能器未被布置于所述升沉补偿单元上。这产生更高的安全性故障的风险，因为所述流体连通管道被暴露至可能使它变形或将它撕裂的外部元件。

所述升沉补偿单元的安装时间可能为大量的，并且由于所述系统的构件的数量而存在错误安装的风险。任何错误都可能导致相关的浮式设备的停止并损坏装备。

因此仍然需要一种简单的、耐用的、紧凑的且可靠的装置，所述装置可以确保对由波浪所诱发的在浮式钻机和固定于海底的设备之间的距离变化的需要。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种装置，所述装置能够补偿由波浪所诱发的在浮式钻机和固定于海底的设备之间的距离变化，所述装置还实现了为紧凑的、耐用的、以及在生产方面相对便宜的标准并且所述装置需要较少的维修。

同样重要的是，所述装置的安装为快速且安全的。

使所述系统经受根据IEC 61508的SIL2，以确保可靠的启动。

由根据本发明的装置实现以上目的。

通过名称完全自给式单元(self-supported unit)，应当理解的是，所述单元不需要呈电力或其它种类的能量的形式的外部供给，因为使所述单元运行所需的能量和控制机构由所述单元自身供应。因此不需要至所述单元的管道或电缆，所述单元仅仅被安装至相关的钻柱并因此处于就绪状态中，直至达到由单独的浮式单元所限定的启动点。

与先前已知的装置/系统相比，根据本发明的装置的安装显著地更快且更安全，因为它是独立的升沉补偿单元。周围环境因素也将由于降低的系统故障的风险而经受降低的无意污染的风险。

附图说明

图1示出根据本发明的装置的立体图；

图2a-2c以简化方式示出根据本发明的装置在三个不同的位置或阶段中的操作；以及

图3示出图1中所示的装置的端部剖视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的装置11，所述装置11包括可延伸的缸/活塞单元12，其中缸13的封闭的端部面向上而活塞杆15从所述缸向下延伸。活塞在图1中隐藏于缸13中。图1还示出蓄能器17、控制阀19、排水槽20以及排放阀21。上部附接环22显示为处于顶部并且下部附接环显示为处于底部，用于在一侧上附接至为钻柱提供升沉补偿的单元的一个元件以及在相对侧上附接至固定的装备或升沉补偿的钻柱的另一个元件。优选地，在水面处使用根据本发明所述的装置，其中上部附接环22附接至钻装置(未示出)而下部附接环23附接至为钻柱提供升沉补偿的单元。

图2a-2c以简单的方式示出本发明的操作方式。虽然图1示出根据本发明的装置的实际外观，而图2仅示出功能原理。图2示出可延伸的缸/活塞单元12，其包括缸13、活塞14、活塞杆15以及在所述活塞杆上的附接耳16。所述缸的封闭的端部面向上而活塞杆15从缸13向下伸出。活塞14显示为在缸13内大致处于中间竖直位置。还示出了蓄能器17、蓄能器活塞18、控制阀19、排水槽20以及排放阀21。缸13被填充以不可压缩的液体并且阀19、21为关闭的；因此活塞14在缸13内为静止的并且可通过缸/活塞单元12传递压缩力和张力而不使活塞运动。