[发明专利]钻探取芯装置及其方法、海上浮动平台

说明书

本发明揭示了一种钻探取芯装置及其方法、海上浮动平台。该海上浮动平台包括该钻探取芯装置。该钻探取芯装置包括钻台、井架、游车、悬挂在所述游车上的顶驱、用于提升和下放所述游车和所述顶驱的升降绞车、连接在所述顶驱上的钻杆以及取芯绞车，所述游车和所述顶驱均具有能够容纳取芯桶通过的中心通孔，所述游车的中心通孔和所述顶驱的中心通孔同心设置，所述取芯绞车的钢缆从上到下依次穿过所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔，且所述钢缆带有打捞设备的末端深入所述钻杆的底端，以连接取芯桶。本发明的钻探取芯装置及其方法、海上浮动平台节省了大量的人力和人工成本，提高了作业能力和效率。

技术领域

本发明涉及船舶和海洋工程领域，特别涉及一种钻探取芯装置及其方法、海上浮动平台。

背景技术

目前深海科学研究领域已经成为主要发达国家的竞技场，拥有深海科学勘探能力是实现深海科学研究突破的核心和基础。此外，海洋地质和矿产资源信息是维护海洋权益和支撑国际规则制定的重要基础数据。海底地质钻探取芯是获取海洋地质和矿产资源信息最直接最有效的方式，

当前海底地质钻探取芯方式有提钻取芯和绳索取芯。提钻取芯是指通过提升钻杆回收取芯桶，即将钻杆整体向上提升，当钻杆的底端上升至最高处时，位于钻杆底端的取芯桶也回到水面作业平台上。绳索取芯指通过绳索将海底钻杆内的取芯桶拉到水面作业平台上。由于绳索取芯是通过提升绳索来提升取芯桶而不需要提升钻杆，因此绳索取芯较提钻取芯作业的效率显著提高，同时还降低作业平台能耗及人力成本，具备良好的经济性。

在绳索取芯方式中，顶驱与钻杆需脱扣后才能向钻杆内下放取芯钢缆，并且回收取芯桶时，取芯桶也在顶驱与钻杆脱扣的状态下通过绳索从钻杆的中心通孔内向上提升，直至提出钻杆。当需多次取芯作业时，则需反复将顶驱与钻杆脱钩再连接，耗费大量的人力和人工成本，作业能力和效率低。

发明内容

为了解决相关技术中通过顶驱和钻杆脱扣方式回收取芯桶存在人力和人工成本高、作业能力和效率低的问题，本发明提供了一种钻探取芯装置。

本发明另提供一种具有上钻探取芯装置的海上浮动平台。

本发明又提供一种钻探取芯方法。

本发明提供一种钻探取芯装置，包括钻台、井架、游车、悬挂在所述游车上的顶驱、用于提升和下放所述游车和所述顶驱的升降绞车、连接在所述顶驱上的钻杆以及取芯绞车，所述游车和所述顶驱均具有能够容纳取芯桶通过的中心通孔，所述游车的中心通孔和所述顶驱的中心通孔同心设置，所述取芯绞车的钢缆从上到下依次穿过所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔，且所述钢缆带有打捞设备的末端深入所述钻杆的底端，以连接取芯桶。

进一步，所述游车的中心通孔从所述游车的顶部贯穿到所述游车的底部，所述顶驱的中心通孔从所述顶驱的顶部贯穿到所述顶驱的底部，所述游车的中心通孔和所述顶驱的中心通孔的直径相同，所述直径大于或等于104mm。

进一步，所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔上下对齐，且所述游车的中心通孔、所述顶驱的中心通孔和所述钻杆的中心通孔的中心轴位于同一直线。

进一步，所述取芯绞车安装在所述井架上或所述钻台上。

进一步，所述钻探取芯装置还包括靠近所述井架顶部设置的导向滑轮，所述导向滑轮用于将所述取芯绞车的钢缆引向所述游车和所述顶驱的中心通孔。

进一步，所述升降绞车包括主动升降补偿系统，所述主动升降补偿系统包括驱动电机和用于检测海上浮动平台相对运动的传感器以及与所述驱动电机、所述传感器电连接的控制单元，所述控制单元根据所述传感器的检测结果控制所述驱动电机下放或提升所述升降绞车的钢缆，以补偿海平面上升或下降时所述钻杆随海上浮动平台上浮或下降的高度，保持恒定钻压。