[发明专利]用于进行地下操作的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于进行地下操作的系统，所述系统可包括支撑结构、联接至所述支撑结构的第一管状件搬运机以及联接至所述支撑结构并且不同于所述第一管状件搬运机的第二管状件搬运机。所述系统可进一步包括工具系统，所述工具系统联接至所述支撑结构并且适配成对第一管状件执行操作。

技术领域

本发明总体上涉及钻井操作，并且更具体地涉及用于钻机的钻杆搬运系统。

背景技术

全世界花费数千亿美元用于石油勘探和生产。这些活动大部分是在钻井平台上进行的。例如，这些钻井平台可包括固定平台、随动塔式平台、半潜式平台、自升式钻井平台、钻井船、浮式生产系统、张力腿式平台、基于重力的结构和单柱平台。无论平台的类型如何，这些都是复杂的操作，通常需要使用钻机来定位和回收油。

因此，自然资源的勘探和生产继续需要改进。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且其众多特征和优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。

图1至图167包括根据本文的实施例的用于进行地下操作的系统的各部分的图示。

图168至图192包括根据本文的实施例的用于进行地下操作的第一方法的一部分的图示。

图193至图199包括根据本文的实施例的用于进行地下操作的第二方法的一部分的图示。

图200至图205包括根据实施例的用于进行地下操作的第三方法的一部分的图示。

图206至图212包括根据实施例的用于进行地下操作的第四方法的一部分的图示。

图213至图216包括根据实施例的钻杆存放系统的图示。

具体实施方式

以下总体上涉及用于进行地下操作的系统和方法。

实施例涉及一种用于进行地下操作的系统。该系统可包括多个子系统，诸如设置在管状件存放区域上方的水平管状件搬运系统，该水平管状件搬运系统与邻近井眼区域的竖直管状件搬运系统相互作用。该系统还可包括邻近井眼区域的履带式机械臂以及邻近井眼区域的铁钻工。该系统是自动化的，并且可在水平管状件搬运系统、竖直管状件搬运系统和机械臂之间安全地传递例如BHA部件、钻杆和套管的管状件，同时使用铁钻工将管状件自动扭转在一起以及脱离管状构件。

用于进行井下操作的系统

参考图1至图167，示出了用于进行地下操作的系统的各个部分，并且总体上标记为100。如图2所示，系统100可包括管状件存放区域200，该管状件存放区域可用于水平地存放各种管状件(例如，钻杆和套管)以及竖直地存放相对短的管状件(例如，短节)。例如，管状件存放区域200可包括存放地板202，该存放地板可包括水平钻杆架204，可在该水平钻杆架中水平地存放多个钻杆206。进一步地，管状件存放区域200可包括水平井底钻具组合(BHA)存放架208，可在该存放架中水平地存放一个或多个BHA部件(诸如，BHA 210)。管状件存放区域200还可包括水平存放架212，可在该存放架中水平地存放多个套管214。应当理解，水平钻杆架204、BHA存放架208和水平存放架212可视为管状件仓，可在其中存放一个或多个管状件。

图2至图4和图10至图12表明，管状件存放区域200可进一步包括竖直存放架216，该竖直存放架可包括多个竖直柱218，可在该多个竖直柱上存放多个短节式管状件220(短节)。这些短节220可包括提升旋塞、旋转短节、转换短节、旋转减径短节、提升短节、提环、顶驱短节、直列式传感器以及可与一个或多个其他管状件(例如，钻杆或套管)螺纹地或非螺纹地接合的其他类型的大体圆柱形或大体管状装置。在操作期间，可将一个或多个短节220从竖直存放架216提起，旋转至水平传送位置，并且传送至钻井区域中(在下面详细描述)，以便由另一管状件搬运机取回。