BR0110939B1 - conjunto de desconexão de riser submarino e processo de conectar e desconectar um conjunto de desconexão de riser submarino. - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE DESCONEXÃO DE RISER SUBMARINO E PROCESSO DE CONEC- TAR E DESCONECTAR UM CONJUNTO DE DESCONEXÃO DE RISER SUBMARINO".
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção trata da perfuração de poços submarinos, tipica- mente usando equipamento de perfuração flutuante. Mais particularmente, trata-se de um equipamento de desconexão de riser submarino e técnicas para vedantemente conectar um riser inferior que desce até ser fixado em um furo de poço submarino, com um riser superior que se estende descen- dentemente a partir do equipamento de perfuração flutuante, de tal modo que o riser superior possa ser desconectado do riser inferior fixo durante condições de mau tempo ou outras condições de afastamento do equipa- mento.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Poços submarinos são muito importantes para operações de recuperação de hidrocarboneto. Foram perfurados inúmeros poços com ba- se na terra, mas a porcentagem de hidrocarbonetos recuperados dos poços com base na terra está regularmente diminuindo em algumas partes do mundo. Equipamentos de içamento têm sido usados ao largo durante déca- das para perfurar poços submarinos para a recuperação de óleo, mas os equipamentos de içamento são praticamente limitados às operações de per- furação em águas relativamente rasas de diversas centenas de metros. À medida que a profundidade da água aumenta, outras opções de equipamen- to de perfuração podem ser exigidas para facilitar as operações de perfura- ção e de acabamento do poço. Além de um aumento no número de poços ao largo que são perfurados, mais recentemente um maior número de poços está sendo perfurado em águas mais profundas e em custos maiores. Con- seqüentemente, a perfuração originária de equipamentos situados ao largo, por exemplo, navios de perfuração, semi-submergíveis, guindastes, barca- ças de perfuração ou equipamento submergíveis, aumentou significativa- mente nos últimos anos. A economia associada com a perfuração ao largo permanece, entretanto, uma razão principal pela qual uma quantidade maior de poços não é perfurada ao largo. Particularmente, na perfuração de poços exploratórios, onde o risco financeiro e a incerteza de hidrocarboneto comer- cial podem seriamente atingir a economia para a perfuração de tais poços, os custos podem ser mais críticos em determinar a perfuração de quaisquer poços, e quantos poços podem ser perfurados.
A maioria dos equipamentos de perfuração ao largo e marítimos utiliza seções de riser como tubulações externas entre o equipamento e o fundo do mar, com as seções de riser tipicamente sendo cavilhadas, presas, mecanicamente fixadas por mecanismos de engate tipo cão ou, de outra forma, conectadas. As seções de riser convencionalmente incluem linhas hidráulicas espaçadas para fora do tubo de riser montado para operar o e- quipamento para evitar explosões (BOP) e a pilha de aríete sub-marina loca- lizada acima da linha de lodo. Durante uma emergência ou na previsão de condições de mau tempo, o equipamento submarino para evitar explosões pode ser fechado e os aríetes hidraulicamente ativados para vedarem o furo de poço. Antes do fechamento dos aríetes, o tubo para perfuração pode ser rosqueadamente desconectado acima ou abaixo da pilha de equipamento para evitar explosões utilizando-se uma ferramenta de desaparafusamento ou um processo de desaparafusamento, ou o tubo para perfuração pode ser cisalhado pela montagem de aríete de cisalhamento. Em algumas aplica- ções, acumuladores submarinos acusticamente ou eletricamente ativados têm sido usados para substituir as linhas hidráulicas que comumente percor- rem ao longo do tubo de riser. A montagem submarina de pilha de equipa- mento para evitar explosões usada durante as operações de perfuração em águas profundas pode contribuir significativamente para o custo da perfura- ção de um poço, podendo ser despendida uma quantidade substancial de tempo de equipamento dispendioso com o funcionamento e a remoção das seções de tubo de riser e do equipamento de controle de poço afim.
As desvantagens acima associadas com a perfuração de equi- pamentos de perfuração flutuantes são há muito conhecidas. Conseqüente- mente, algumas companhias de perfuração ou de operação podem reco- mendar a "perfuração desprovida de riser" para certas aplicações em águas profundas. Uma bomba submarina pode ser provida para retornar o fluido de perfuração para superfície em uma linha de fluxo separada. A perfuração desprovida de riser ainda tem que combater o alto custo da pilha de equipa- mento para evitar explosões e da operação hidráulica deste equipamento. Diversos poços foram perfurados com sucesso a partir de um equipamento de perfuração flutuante, enquanto do uso de um riser, on-de o equipamento para evitar explosões é colocado no equipamento de perfuração ao invés de ser colocado debaixo das águas do mar. Atualmente, entretanto, estes po- ços praticamente estão limitados à áreas geográficas e/ou às estações, quando de uma probabilidade reduzida de condições de mau tempo, o que exigiria que o equipamento de perfuração flutuante desengatasse de manei- ra relativamente rápida uma porção do riser, por exemplo, o riser superior do riser inferior. Nestas aplicações, entretanto, a eliminação da pilha submarina de equipamento para evitar explosões pode resultar em economias de custo significativas, quando da perfuração de um poço. Economias adicionais po- dem ser realizadas com o uso de revestimento rosqueado convencional para um riser no lugar de seções de tubo de riser tipo flange. Uma menor área na embarcação de perfuração é exigida para armazenar o revestimento que apresenta o mesmo diâmetro nominal que as seções de tubo de riser, uma vez que as seções de tubo de riser convencionais incluem tanto flanges co- mo linhas hidráulicas que são eliminados, quando do uso de revestimento como riser.
Tipicamente, as pilhas submarinas de equipamento para evitar explosões são instaladas na coluna de riser. A pilha de equipamento para evitar explosões pode ser exigida para prover um processo submarino de isolamento de uma porção inferior do riser e do furo de poço originário do riser acima da pilha de equipamento para evitar explosões. O esforço no ri- ser tipicamente inclui o peso do riser e o peso do equipamento submarino para evitar explosões. As pilhas submarinas de equipamento para evitar ex- plosões podem pesar mais de 400.000 libras (181,44 toneladas). O peso da pilha de equipamento para evitar explosões mais o peso de um riser sufici- entemente resistente o bastante para dispor tal pilha e atender as exigências operacionais exige que os riseres sejam peças de equipamento inerente- mente pesadas, o que pode exercer altos níveis de tensão e esforço na per- furação e nas seções do riser. Estes efeitos podem ser ainda mais pronunci- ados nas aplicações de águas profundas. Nas instalações de águas profun- das, a instalação de um típico sistema de riser pode exigir tempo calmo e bem mais que uma semana para ser instalado, e mais que uma semana pa- ra ser recolhido. Além do riser submarino e da pilha de equipamento para evitar explosões, as linhas umbilicais elétricas e hidráulicas são tipicamente dispostas, simultaneamente, para controlar e operar a pilha de equipamento para evitar explosões, as válvulas de linha de estrangulamento e obstrução, e as desconexões hidráulicas, caso presentes. A disposição e a recuperação deste equipamento e o tempo do equipamento envolvido contribuem de mo- do significativo para os custos do poço, à medida que taxas de aluguel diário para equipamentos de perfuração semi-submergíveis podem ultrapassar $240.000 por dia. A desconexão prematura de uma porção do riser pode igualmente ser dispendiosa e demorada, tal como pode ser necessária na previsão de condições de mau tempo, no caso de corrente de amarração rompida ou de âncora de amarração deslizante.
Se o tubo para perfuração estiver em um furo de poço e se tor- nar necessária a vedação do interior do furo de poço, os aríetes de tubo ou os aríetes de cisalhamento na pilha de equipamento para evitar explosões podem ser fechados na coluna de perfuração para confinar a pressão e o fluido dentro do furo de poço. No caso de se tornar necessária a desconexão de uma porção superior do tubo para perfuração de uma porção inferior do tubo para perfuração, o tubo para perfuração poderá ser desrosqueado em uma união de ferramentas, ou cortado com um cortador químico ou carga explosiva. Se o tubo estiver preso, o ponto livre poderá ser estimado por uma técnica de cálculo de ponto livre. Cada um destes processos de desco- nexão exige tempo para determinar os pontos livres, dispor ferramentas a- propriadas no cabo de arame, tal como um "lançamento de coluna", uma ferramenta de ponto livre, um cortador químico ou carga explosiva disparada por jato. Múltiplas tentativas e novos cálculos podem ser exigidos. O proces- so pode ser demorado e frustrante e pode ainda resultar na desconexão em um ponto de desconexão indesejável. A reconexão depois da desconexão pode ser ainda mais incômoda, demorada e dispendiosa, e até mesmo im- possível.
As desvantagens da técnica anterior são superadas pela presen- te invenção. Um processo aperfeiçoado de perfuração a partir de um equi- pamento de perfuração flutuante é descrito adiante. Uma desconexão de riser submarino é provida para conectar e desconectar um riser inferior de um riser superior.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Esta invenção apresenta meios e equipamento para fisicamente desconectar de modo relativamente fácil um equipamento de perfuração flu- tuante a partir de um poço submarino de uma maneira que possa ser opera- cionalmente e economicamente mais eficiente do que as técnicas e o equi- pamento da técnica anterior. No caso das condições de mau tempo, das condições do equipamento ou das condições do poço ameaçarem a segu- rança ou a capacidade de operação de um equipamento de perfuração ao largo ou de uma embarcação de extração, o equipamento ou a embarcação poderá ser desconectada, evitando qualquer perigo. O equipamento pode posteriormente retornar para a localização do poço e ser novamente conec- tado aos membros desconectados. Esta invenção apresenta meios e equi- pamento para instalar um sistema de riser e sistema de controle de poço que podem prover operações de perfuração ao largo e/ou de extração de custo mais efetivo do que se encontra disponível na técnica anterior. Tais aperfei- çoamentos podem reduzir os custos para descobrir, desenvolver e produzir hidrocarbonetos.
Em uma concretização, esta invenção inclui, de modo geral, três componentes principais: a) uma desconexão de riser marítimo ou submarino para desconectar e reconectar uma porção superior do riser com uma por- ção inferior do riser, b) uma válvula de riser submarino para vedar um interior de um furo de poço abaixo da válvula de riser, e c) uma desconexão de tubo de perfuração para desconectar e reconectar uma porção superior do tubo para perfuração com uma porção inferior do tubo para perfuração. DESCONEXÃO DE RISER SUBMARINO
Uma concretização preferida de uma desconexão de riser sub- marino inclui um aparelho e meios que desconectam uma porção superior do riser submarino de uma porção inferior do riser, através do movimento axial do riser superior com relação ao riser inferior. O riser superior e o riser inferi- or podem ser coletivamente denominados de um sistema de riser. A desco- nexão de riser submarino pode ser posicionada substancialmente em qual- quer ponto dentro do sistema de riser, por exemplo, entre o equipamento de perfuração e a linha de lodo. O riser submarino é preferivelmente acessível a um veículo remotamente operado (ROV) ou uma sonda, a fim de que um dispositivo de bloqueio de desconexão de riser possa ser operado, caso ne- cessário. A desconexão de riser submarino pode facilitar a colocação do e- quipamento para evitar explosões e da pilha de controle de poço ou no equi- pamento ou suspensa do equipamento, embora relativamente perto do equi- pamento.
Uma concretização preferida de uma desconexão de riser pode incluir um membro de desconexão macho preso à extremidade inferior do riser superior, e um membro de desconexão fêmea preso à extremidade su- perior do riser inferior. O membro de desconexão macho pode incluir um mandril de vedação e elementos de vedação para proverem uma vedação hidráulica entre o membro de desconexão macho e o membro de descone- xão fêmea. O membro de desconexão macho pode também incluir um me- canismo de pinça para facilitar o engate e o desengate dos membros de desconexão macho e fêmea. Um dispositivo de bloqueio pode ser incluído para impedir o acionamento negligente da desconexão de riser submarino, tal como durante a instalação inicial da desconexão de riser e do sistema de riser. A manipulação do bloqueio pode ser externamente executada, tal co- mo por meio de um veículo remotamente operado, uma sonda ou outro mo- do qualquer.
O membro de desconexão de riser fêmea pode incluir um recep- táculo de orifício de vedação para vedantemente receber o mandril de veda- ção dentro do receptáculo de orifício de vedação, e uma ranhura de pinça circunferencial pode ser incluída em uma superfície interna da desconexão de riser fêmea para engatar os cães de pinça. Uma guia de entrada de forma cônica pode ser incluída em uma extremidade superior do membro de des- conexão de riser inferior para guiar o membro de desconexão macho para o membro de desconexão fêmea durante a conexão submarina do membro de desconexão macho e do membro de desconexão fêmea.
A manipulação do engate da desconexão de riser pode ser exe- cutada por movimento axial ou movimento alternado do riser superior com relação ao riser inferior. (Os termos movimento alternado axial, movimento alternado, movimento axial, axial ou variações similares destes termos, con- forme usados aqui, podem ser definidos como sendo substancialmente sinô- nimos, e incluem o deslocamento linear de um primeiro componente com relação a um segundo componente, substancialmente ao longo de um eixo linear comum, em uma primeira direção e/ou em uma segunda direção, mas não necessariamente de modo consecutivo em ambas as direções durante um único período de manipulação.) O mecanismo de pinça de engate da desconexão de riser pode ser manipulado entre a posição de engate de pin- ça e a posição de desengate de pinça através da aplicação alternada de tensão e da liberação de tensão na desconexão de riser pelo equipamento de perfuração.
Em uma instalação inicial, o mecanismo de engate de riser, que inclui o mecanismo de pinça, pode ser posicionado na posição de engate de pinça. Depois que o sistema de riser é instalado e cimentado na posição dentro do furo de poço, a tensão poderá ser aplicada ao sistema de riser na desconexão de riser para firmemente reter o engate entre os membros de desconexão macho e fêmea.
Para desconectar os membros de desconexão macho e fêmea, tal como na previsão de uma tempestade que se aproxima, a tensão na des- conexão de riser pode ser relaxada permitindo que o membro de descone- xão macho se mova axialmente para baixo com relação ao membro de des- conexão fêmea, desengatando assim o mecanismo de pinça. O riser superi- or pode ser subseqüentemente elevado, separado e suspenso acima do ri- ser inferior. O equipamento pode ser então movido e/ou o riser superior pode ser recuperado para o equipamento.
Para reconectar a desconexão de riser, o membro de descone- xão macho pode ser guiado pela guia de entrada para o engate com o mem- bro de desconexão fêmea e o mecanismo de pinça reengatado. A tensão pode ser aplicada e mantida no sistema de riser para reter a configuração engatada durante as operações até que seja desejável novamente desco- nectar o sistema de desconexão de riser. Com a conclusão das operações de trabalho do poço, o membro de desconexão fêmea com o membro de desconexão macho (mais uma válvula de riser submarino, caso existente) podem ser tipicamente recuperados juntos pelo corte normal do riser abaixo da linha de lodo com uma carga explosiva, um cortador químico ou um cor- tador mecânico.
Caso desejado, a desconexão de riser e o riser inferior podem ser perfurados na posição no leito do mar, enquanto o furo de poço para o riser inferior está sendo perfurado. Isto pode ser conseguido por meio de inúmeros meios, por exemplo, preferivelmente, através do posicionamento do riser inferior no leito do mar com uma desconexão de riser e das porções do riser superior conectadas ou a serem conecta das substancialmente du- rante as operações de perfuração, e do funcionamento de uma coluna de tubo para perfuração, de uma broca e/ou de uma broca escareadora inferior através da montagem de riser disposta e da rotação da coluna de riser com a broca, enquanto da perfuração do riser inferior no leito do mar. Alternati- vamente, a coluna de perfuração pode substancialmente girar dentro do ri- ser, enquanto o riser pode não girar ou pode girar independentemente da coluna de perfuração, enquanto da perfuração do riser inferior no leito do mar para cimentação e colocação permanente do riser inferior. A broca e a coluna de perfuração podem então ser recuperadas de volta para o equipa- mento. Aqueles versados na técnica de operações de perfuração de poço irão apreciar que há inúmeros outros meios para perfuração no riser inferior. Uma concretização preferida para a desconexão de riser apresenta ranhuras de engate nãorotacionais a fim de girarem o riser com a coluna de perfura- ção.
Em outra concretização alternativa, o riser superior pode incluir o membro de desconexão fêmea e componentes afins, enquanto o riser inferi- or apresenta o membro de desconexão macho e componentes afins. Uma concretização alternativa pode também prover os membros de vedação den- tro do membro fêmea, enquanto o membro de vedação macho apresenta uma superfície de vedação substancialmente lisa sobre um mandril.
É um objetivo da presente concretização o de aperfeiçoar a eco- nomia das operações de perfuração, acabamento e extração de um equipa- mento ao largo através da provisão de um processo mais econômico da oti- mização e do uso do equipamento. Uma concretização apresenta um apare- lho e meios para colocar o sistema de cabeça de poço e de equipamento para evitar explosões substancialmente no equipamento. Em uma instalação preferida, um sistema de riser pode ser utilizado, o qual emprega conexões de junta de riser presas por meios e aparelho no lugar de flanges e cavilha- mento, tal como um riser rosqueado que consiste de juntas de revestimento de poço, ou uma conexão travada de ranhura. Tal uso e disposição do equi- pamento podem também economizar uma quantidade considerável de tem- po na rotação e na disposição do riser superior. Além disso, uma junta flexí- vel pode ser provida acima ou abaixo da desconexão de riser para acomodar o deslocamento angular do riser.
É também um objetivo desta concretização o de prover um apa- relho e meios para relativamente desconectar de modo rápido um riser supe- rior de um riser inferior para facilitar que seja evitado qualquer perigo para o equipamento. Esta concretização apresenta um sistema de desconexão de riser que pode ser acionado pelo mero movimento alternado do riser superior com relação ao riser inferior.
Adicionalmente, é um objetivo desta concretização o de prover um aparelho desconexão de riser que possa ser facilmente e prontamente manipulado a partir do equipamento. A manipulação da desconexão de riser entre a posição de engate de riser e a posição de desengate de riser pode ser executada pelo simples movimento alternado axial da desconexão de riser a partir do equipamento. O movimento da pilha de equipamento para evitar explosões próximo do equipamento pode também ajudar na disposi- ção e na recuperação econômicas do riser.
É uma característica desta concretização preferida a de prover um sistema de desconexão de riser que possa ser reconectado depois da desconexão dos membros de desconexão macho e fêmea. O sistema de desconexão de riser desta concretização pode ser repetidamente conectado e desconectado.
É outra característica desta concretização a de que a descone- xão de riser pode ser manipulada entre as posições conectadas e desconec- tadas sem linhas umbilicais hidráulicas e/ou elétricas de subsuperfície. Em- bora tais linhas possam ser opcionalmente empregadas para outros fins, a desconexão de riser não as exige.
Também, é uma característica desta concretização a de que o sistema desconexão de riser pode ser travado no engate de riser e destra- vado da posição de engate de riser. O sistema de riser, incluindo a descone- xão de riser, pode ser instalado, enquanto a desconexão de riser está trava- da na posição engatada, e, depois da instalação, a desconexão de riser po- de preferivelmente permanecer destravada, enquanto a tensão de riser man- tém a desconexão em uma configuração engatada.
Estas vantagens podem intensificar as operações em águas pro- fundas através da facilitação do emprego de um sistema de riser e de perfu- ração aperfeiçoado e de custo mais efetivo que pode economizar tempo e custos consideráveis. A desconexão de riser submarino pode prover a colo- cação da pilha de equipamento para evitar explosões no equipamento ou navio de perfuração ou ser suspensa bem abaixo deste, efetivamente elimi- nando assim a colocação da pilha de equipamento para evitar explosões no fundo do oceano. Com a minimização do número de linhas umbilicais hidráu- licas e elétricas de subsuperfície, de conectores, e de linhas de obstrução e estrangulamento, diversos dias de tempo de equipamento poderão ser eco- nomizados. A configuração preferida do equipamento de perfuração e as concretizações alternativas do mesmo, conforme descrito aqui, podem ser particularmente aplicáveis para a perfuração e o acabamento exploratório de outros poços, onde os custos do poço são uma considera ção-chave e onde o poço não puder se destinar para produção depois do teste do poço.
Também, é uma característica desta concretização a de que o sistema de desconexão de riser pode ser empregado com riseres de re- entrada, bem como riseres de perfuração e de acabamento. Embora a con- cretização preferida seja ilustrada geralmente em termos de uso com uma instalação de riser de perfuração, os conceitos e o aparelho para a manipu- lação de desconexão de riser pelos processos de movimento alternado axial podem ser aplicados igualmente bem a riseres usados nas operações de acabamento e de reentrada que seguem o acabamento do poço. VÁLVULA DE RISER SUBMARINO
Uma concretização preferida de uma válvula de riser de subsu- perfície inclui um aparelho e processos para vedar o interior de um furo de poço, abaixo da válvula de riser, através do movimento axial do riser acima da válvula de riser (geralmente, o riser superior) com relação ao riser abaixo da válvula de riser (geralmente, o riser inferior). A válvula de riser submarino pode ser posicionada substancialmente em qualquer ponto ao longo de um sistema de riser, preferivelmente, abaixo da desconexão de riser, de modo que a válvula de riser possa ser fechada em conjunção com a desconexão de uma desconexão de riser ou antes desta. A válvula de riser submarino pode também prover um processo submarino de controle de poço, de tal modo que a pilha de equipamento para evitar explosões possa ser posicio- nada no equipamento.
Uma concretização preferida da válvula de riser de subsuperfície apresenta a válvula de riser como uma peça de equipamento distinta e inde- pendente que pode ser empregada separadamente ou em combinação com aparelho de desconexão de riser e/ou de tubo para perfuração. A válvula de riser é preferivelmente usada em combinação com a desconexão de riser, de tal modo que a válvula de riser seja posicionada abaixo da desconexão de riser, a fim de que o interior de um riser inferior e o furo de poço abaixo da válvula de riser possa ficar hidraulicamente isolado e confinado. A extremi- dade inferior de uma válvula de riser pode ser vedantemente conectada à extremidade superior de um riser inferior, a um revestimento de poço, à uma cabeça de poço ou a outro componente submarino. A extremidade superior da válvula de riser submarino pode ser diretamente ou indiretamente presa à extremidade inferior da desconexão de riser submarino.
A válvula de riser submarino inclui um alojamento de válvula que encerra um membro de vedação de válvula, e um mandril de acionamento de válvula que telescopicamente se estende a partir da porção superior da válvula de riser. Uma acoplamento ou conector pode movelmente conectar o membro de vedação de válvula e o mandril de acionamento de válvula. A válvula de riser pode ser pressionada para fechar e pode ser aberta em res- posta à tensão axial no sistema de riser. Um dispositivo de bloqueio similar ao dispositivo de bloqueio descrito na desconexão de riser acima, pode ser incluído com o aparelho de válvula de riser, para travar a válvula de riser na posição aberta da válvula ou na posição fechada da válvula.
A válvula de riser pode ser travada na posição aberta durante a instalação do sistema de riser para permitir que o riser seja enchido com fluido e para permitir a circulação de fluidos ou pastas fluidas através da co- luna antes da aplicação de tensão no sistema de válvula. Quando a válvula de riser e o sistema de riser forem adequadamente posicionados, instalados e cimentados, a tensão poderá ser exercida sobre a válvula de riser para manter o membro de vedação de válvula na posição aberta da válvula. Antes do fechamento do membro de vedação de válvula, os componentes dentro do furo atravessante da válvula de riser poderão ser removidos a partir de dentro do furo atravessante da válvula de riser, de tal modo que o membro de vedação de válvula possa se mover livremente entre a posição fechada da válvula e a posição aberta da válvula.
E um objetivo desta concretização o de prover um aparelho e meios para vedarem o interior de um riser e furo de poço abaixo do riser em resposta ao movimento axial da coluna de riser superior. Para fechar um membro de vedação de válvula aberto, a tensão axial no sistema de riser pode ser relaxada, de tal modo que o peso do riser e a força de pressiona- mento de fechamento resultante possam fechar a válvula de riser, vedando efetivamente assim o furo de poço abaixo da válvula de riser. Para abrir a válvula de riser, a tensão axial pode ser aplicada ao riser superior e ao man- dril de acionamento de válvula suficiente para superar o peso do riser e a força de pressionamento de fechamento. A válvula de riser pose ser aberta e fechada repetitidamente, conforme necessário, durante as operações de po- ço.
E um objetivo desta concretização o de que a válvula de riser possa ser usada em conjunção com a desconexão de riser para prover um sistema de desconexão de riser e de controle de poço mecanicamente acio- nado para conectar um equipamento de perfuração a um furo de poço sub- marino. Tal sistema mecanicamente acionado pode ajudar na facilitação da colocação da pilha de equipamento para evitar explosões e do equipamento de controle de poço afim no equipamento de perfuração ou próximo deste. Tal disposição pode significativamente diminuir os custos do poço com a eliminação das linhas umbilicais hidráulicas e/ou elétricas entre o equipa- mento submarino e o equipamento. O movimento axial simultâneo e subse- qüente do riser pode também desengatar e desconectar o riser superior do riser inferior. O equipamento e o riser superior podem, depois disso, ser re- movidos do local do poço, enquanto a válvula de controle de poço submarino permanece para conter a pressão do poço e os fluidos dentro do furo de po- ço.
Também, é um objetivo desta concretização o de prover uma válvula de riser submarino que possa ser manipulada entre as posições a- berta e fechada sem linhas hidráulicas ou elétricas. O movimento mecânico dentro do mecanismo de válvula é provido pelo movimento axial do sistema de riser, efetivamente eliminando assim a necessidade de acionamento hi- dráulico ou elétrico do membro de vedação de válvula.
E uma característica desta concretização a de que a válvula de riser apresenta um furo atravessante de abertura de furo integral. A válvula de riser preferida, que inclui o membro de vedação de válvula, pode prover um diâmetro interno que não é menor que o diâmetro interno mínimo de ca- da riser superior e riser inferior ou de ambos.
Outra característica desta concretização é a de que a válvula de riser preferida pode ser provida como um dispositivo separado e indepen- dente, de tal modo que a válvula de riser possa ser usada sozinha em um sistema de riser, ou uma desconexão de riser possa ser combinada com uma válvula de riser independente e/ou outros dispositivos separados. Alter- nativamente, a válvula de riser pode ser integrada em um alojamento comum com um aparelho de desconexão de riser submarino. Ambos os aparelhos podem ser compatíveis para uso como uma ferramenta integrada que com- bina tanto a válvula de riser como a desconexão de riser em um alojamento ou corpo comum, à medida que ambas podem ser compativelmente manipu- ladas pela tensão axial aplicada no equipamento de perfuração.
Também, é uma característica desta concretização a de que a válvula de riser pode ser instalada invertida a partir da orientação preferida descrita acima, de tal modo que o mandril de acionamento de válvula seja conectado ao riser inferior, ao revestimento ou à cabeça de poço.
Na concretização preferida ou em uma concretização invertida, a válvula de riser pode ser manipulada com tensão no riser superior.
Uma característica adicional de outras concretizações desta in- venção é a de que os componentes da válvula de riser podem ser variados, de tal modo que o membro de vedação de válvula possa ser de um tipo dife- rente do membro de vedação do tipo esfera, tais como membros de cilindro rotacionais tipo obturadores, ou membro de vedação tipo porta, ou membros de vedação tipo chapeleta. Concretizações alternativas para uma válvula de riser podem ser configuradas para manipular cada um destes tipos de mem- bros de vedação a partir do movimento axial do riser superior com relação ao riser inferior.
DESCONEXÃO DE TUBO PARA PERFURAÇÃO
São descritos um aparelho e processo para conectar e desco- nectar uma porção superior de uma coluna de tubo para perfuração acima de um aparelho de desconexão de tubo para perfuração a partir de uma por- ção inferior de uma coluna de tubo para perfuração abaixo do aparelho de desconexão. A desconexão do tubo de perfuração pode ser posicionada substancialmente em qualquer ponto ao longo da coluna de perfuração, on- de pode ser conveniente ou desejável desconectar uma porção da coluna de tubo para perfuração do restante da coluna. Tal desconexão pode ser exigi- da em conjunção com a desconexão de uma desconexão de riser submari- no, e/ou em conjunção com o fechamento de uma válvula de riser submari- no, tal como pode ser desejável antecipadamente relocalizar o equipamento devido à aproximação de tempo ameaçador. A desconexão de tubo para perfuração é preferivelmente usada em conjunção com a desconexão de riser submarino e/ou válvula de riser submarino. Antes do fechamento de uma válvula de riser e/ou da desconexão de uma desço nexão de riser, ao invés de puxar toda a coluna do tubo para perfuração por cima da válvula de riser, pode ser prudente temporariamente abandonar a porção da coluna de tubo para perfuração que está abaixo da válvula de riser e da desconexão de tubo para perfuração. Em tal caso, a desconexão de tubo para perfuração pode ser desconectada em um ponto abaixo da válvula de riser, e a porção desconectada superior do tubo para perfuração puxada para cima da válvula de riser, de tal modo que a válvula de riser possa ser fechada e a descone- xão de riser subseqüentemente desconectada.
A desconexão de tubo para perfuração pode ser seletivamente operável para mecanicamente desconectar ou conectar as porções superior e inferior de uma coluna de tubo para perfuração, em resposta ao movimen- to de um mecanismo de engate, enquanto também proporciona a resistência axial e rotacional comensurada com a resistência do tubo para perfuração em uso. Os componentes de engate não-rotacionais podem ser incluídos dentro da desconexão de tubo para perfuração para conduzir os esforços rotacionais na coluna de perfuração.
Uma concretização preferida de um aparelho de desconexão de tubo para perfuração pode geralmente incluir um membro de desconexão de tubo para perfuração macho e um membro de desconexão de tubo para per- furação fêmea. O membro de desconexão macho pode incluir um mecanis- mo de pinça para engatar e desengatar os membros de desconexão macho e fêmea. Uma luva de engate pode ser incluída, a qual é móvel entre uma posição de engate de pinça e uma posição de desengate de pinça. Quando a luva de engate estiver na posição de desengate de pinça, o membro de desconexão de tubo para perfuração macho poderá ser solto do engate com o membro de desconexão de tubo para perfuração fêmea.
Os membros de desconexão macho e fêmea da desconexão de tubo para perfuração podem ser presos dentro de uma coluna de tubo para perfuração por conexões providas em cada extremidade da desconexão de tubo para perfuração. Em uma concretização preferida, a extremidade supe- rior da desconexão macho pode incluir uma união de ferramentas tipo caixa rosqueada, enquanto que a extremidade inferior da desconexão fêmea pode incluir uma união de ferramentas tipo pino rosqueado.
Um processo preferido de operação para a desconexão de tubo para perfuração geralmente inclui a provisão e a operação de uma primeira montagem e de uma segunda montagem, que é uma modificação da primei- ra montagem. A primeira montagem pode tipicamente ser empregada para uma instalação de desconexão de tubo para perfuração inicial. Em seguida, subseqüente à desconexão da montagem de tubo para perfuração e à recu- peração do membro de desconexão de tubo para perfuração macho para o equipamento, a segunda montagem pode ser instalada. A segunda monta- gem é provida pela substituição de um membro de reconexão macho pelo membro de desconexão macho, para reconectar o membro de reconexão macho com o membro de desconexão fêmea. Depois disso, caso desejado, o membro de reconexão macho e o membro de desconexão fêmea posem ser novamente desengatados um do outro.
A primeira montagem para a desconexão de tubo para perfura- ção pode ser instalada em uma coluna de tubo para perfuração, de tal modo que o mecanismo de pinça e a luva de engate estejam na posição de engate de pinça. Um pino de cisalhamento pode prender a posição da luva de enga- te dentro de um alojamento de desconexão macho, na posição engatada de pinça. A coluna do tubo para perfuração que inclui a desconexão de tubo para perfuração pode ser repetidamente inserida e retirada de um furo de poço, conforme necessário, tal como quando do "desengate do tubo", com o aparelho de desconexão de tubo para perfuração rosqueadamente preso dentro da coluna de perfuração.
No caso de se tornar desejável desconectar a desconexão de tubo para perfuração e temporariamente ou permanentemente abandonar uma porção inferior do tubo para perfuração dentro do furo de poço, uma esfera de desengate ou outro dispositivo de fechamento pode ser deixado cair através da porção superior do tubo para perfuração, a partir do fundo do equipamento. A esfera de desengate pode vedantemente ser assentada no assento de desengate, de tal modo que a pressão hidráulica possa ser apli- cada à coluna de perfuração a partir do equipamento para fazer com que a luva de engate cisalhe o pino de cisalhamento e se mova descendentemente para uma posição onde os cães de pinça podem ser desengatados do enga- te com o membro de desconexão fêmea. O membro de desconexão de tubo para perfuração macho pode então ser telescopicamente retirado do mem- bro de desconexão fêmea, e o membro de desconexão macho e a porção superior do tubo para perfuração retirados para o equipamento.
Para reconectar o membro de desconexão macho com o mem- bro de desconexão fêmea, a segunda montagem macho do membro de des- conexão macho pode ser provida com uma luva de engate posicionável que inclui duas ranhuras de desengate, pinos de cisalhamento que proporcionam duas ações de cisalhamento, um assento de engate e um tubo de extensão sobre a luva de engate. O membro de desconexão macho pode subseqüen- temente ser engatado com o membro de desconexão fêmea no furo de po- ço. Uma esfera de engate pode então ser deixada cair através da coluna de tubo para perfuração para vedantemente ser assentada em um assento de engate na luva de engate. O assento de engate pode ser preso dentro da luva de engate por pinos de cisalhamento. A pressão hidráulica pode ser aplicada dentro da coluna de perfuração, suficiente para cisalhar os pinos de cisalhamento duplos em um primeiro ponto de cisalhamento. A luva de enga- te pode então se mover para baixo a partir de uma posição de desengate de pinça para uma posição de engate de pinça, de tal modo que os membros de desconexão macho e fêmea sejam novamente engatados firmemente entre si.
A pressão hidráulica dentro da coluna para perfuração pode ser adicionalmente aumentada até que os pinos de cisalhamento que prendem o assento de engate dentro da luva de engate sejam cisalhados, permitindo que o assento de engate e a esfera de engate sejam ejetados descenden- temente a partir de dentro da luva de engate. O tubo de extensão na luva de engate pode receber ou capturar o assento de engate e a esfera de engate ejetados. O tubo de extensão pode prover uma pluralidade de portas para hidraulicamente interconectar as porções superior e inferior do interior do tubo para perfuração. Um conduto hidráulico é assim provido através do furo atravessante do tubo para perfuração, de tal modo que o fluido possa ser circulado através das porções superior e inferior da coluna de tubo para per- furação. O assento de engate e a esfera de engate podem permanecer den- tro do tubo de extensão. Como uma alternativa, ao invés de cisalhar os pinos de assento de engate e ejetar o assento de engate e a esfera de engate e receber o assento de engate e a esfera de engate dentro do tubo de exten- são, a esfera de engate pode ser recuperada para a superfície. O fluido pode ser circulado até o tubo para perfuração/coroa anular de revestimento e mo- vido para trás através da broca e do tubo para perfuração para inverter o fluxo da esfera de engate de volta para a superfície do equipamento.
Na concretização preferida, para novamente desengatar a des- conexão de tubo para perfuração macho da desconexão de tubo para perfu- ração fêmea, uma esfera de um novo desengate pode ser deixada cair para vedantemente ser assentada em um assento de um novo desengate. A pressão hidráulica aplicada dentro do furo atravessante do tubo para perfu- ração pode cisalhar os pinos de cisalhamento duplos em um segundo ponto e permitir que a luva de engate se mova para baixo para uma posição de um novo desengate, onde o membro de desconexão macho pode ser retirado do membro de desconexão fêmea e recuperado para o equipamento. Para um novo engate subseqüente, o membro de desconexão macho pode ser no- vamente redisposto, conforme descrito acima, para reconexão.
O aparelho e/ou processo de desconexão de tubo para perfura- ção podem ser utilizados em uma instalação ao largo ou em uma instalação com base na terra. Em uma instalação com base na terra, a desconexão de tubo para perfuração pode prover um ponto de desconexão na coluna de tubo para perfuração, tal como pode ser desejável prover acima de um ponto problemático geológico ou próximo a um assento de revestimento acima de uma seção de orifício aberto. Pode ser desejável prover um dispositivo de desconexão conveniente em um ponto na coluna de perfuração, onde o de- saparafusamento ou a desconexão, de outra forma, pode ser difícil ou im- possível de ser alcançada, particularmente em poços profundos ou ao longo de seções de furo de poço horizontais longas.
É um objetivo desta concretização o de prover um processo de operação e um aparelho para desconectar uma porção superior de uma co- luna de tubo para perfuração a partir de uma porção inferior da coluna de tubo para perfuração de uma maneira confiável e rápida. O processo e o aparelho de desconexão preferido descritos aqui facilitam a provisão de um ponto de desconexão confiável e relativamente simples dentro de uma colu- na de tubo para perfuração. Alguns dos componentes e mecanismos consi- derados para operação desta concretização são reconhecidos como meca- nismos geralmente confiáveis, tal como um mecanismo de pinça, componen- tes providos de pino de cisalhamento, e vedações hidráulicas tipo esfera e assento.
Também, é um objetivo desta concretização o de prover um a- parelho e um processo de desconexão de tubo para perfuração que possam ser manipulados sem considerar ferramentas de desaparafusamento, pro- cessos de desaparafusamento, dispositivos de manipulação externos ou destruição do tubo para perfuração para desconexão. Esta concretização apresenta um processo e aparelho para desconectar uma seção superior de uma coluna de tubo para perfuração de uma seção inferior da coluna de tubo para perfuração deixando cair uma esfera e aplicando pressão hidráulica para desengatar um mecanismo de engate. A desconexão de tubo para per- furação pode também ser acionada com uma porção da coluna de perfura- ção fora do fundo do furo de poço. Para desconectar o mecanismo de des- conexão de tubo para perfuração com a coluna de perfuração fora do fundo do furo de poço, a desconexão pode apenas exigir que uma pressão mais alta seja aplicada ao interior da coluna de tubo para perfuração acima da esfera caída.
É uma característica desta concretização a de que são providos um aparelho e processo para reconectar as seções de tubo para perfuração superior e inferior depois que elas tenham sido desconectadas. Nesta con- cretização, as seções de tubo para perfuração superior e inferior podem ser novamente engatadas deixando cair uma esfera e aplicando pressão hidráu- lica para firmemente reengatar as seções de tubo para perfuração superior e inferior.
Também, é uma característica desta concretização a de que as seções de tubo para perfuração reengatadas podem ser subseqüentemente desengatadas novamente, facilitando assim as repetidas desconexões e re- conexões, conforme desejado. O aparelho e os processos de reconexão e desconexão do tubo para perfuração são simples e confiáveis para opera- rem e podem economizar tempo e custos na desconexão de uma coluna de tubo para perfuração em uma localização predeterminada.
Ainda, outra característica desta concretização é a de que a desconexão de tubo para perfuração pode prover um aparelho e um proces- so para girar a coluna de perfuração. São providos membros de engate não rotacionais, os quais podem prover uma resistência rotacional dentro do apa- relho de desconexão que é substancialmente equivalente à resistência do tubo para perfuração. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma representação pictorial simplificada de um e- quipamento de perfuração, uma montagem de riser, uma desconexão de riser, uma válvula de riser, uma coluna de tubo para perfuração, e uma des- conexão de tubo para perfuração em uma instalação de perfuração. A Figura 1A é uma ilustração pictorial de um membro de desco- nexão macho de riser desconectado de um membro de desconexão fêmea de riser, com uma porção superior do tubo para perfuração desconectada de uma porção inferior do tubo para perfuração.
A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma porção su- perior de uma montagem de desconexão de riser ilustrada em seção trans- versal.
A Figura 2A é uma vista lateral de um bloqueio de desconexão de riser, conforme mostrado na Figura 2, em uma orientação travada.
A Figura 3 é uma vista em seção transversal da porção inferior da montagem de desconexão de riser ilustrada na Figura 2.
A Figura 3A é uma vista ampliada de um mecanismo de pinça que ilustra um mecanismo de pinça em uma posição engatada.
A Figura 4 é uma ilustração em meia seção ampliada do meca- nismo de pinça de desconexão de riser geralmente ilustrado na Figura 3.
A Figura 5 é uma vista em seção transversal de um bloqueio de desconexão de riser, onde a metade esquerda da Figura 5 ilustra o meca- nismo de bloqueio na orientação travada da metade direita da Figura 5 que ilustra o mecanismo de bloqueio na orientação destravada.
A Figura 5A é uma vista lateral do bloqueio de desconexão de ri- ser mostrado na Figura 2, em seção transversal através do pino de bloqueio que ilustra retentores, ranhuras e pequenas depressões de parada.
A Figura 6 é uma vista de topo em seção transversal de uma montagem de válvula de riser, que ilustra um adaptador de pivô de esfera e de acoplamento de esfera.
A Figura 6A é uma vista lateral do membro de vedação do tipo esfera mostrado na Figura 6, que ilustra uma disposição de ranhura de en- gate e de pino de engate.
A Figura 7 é uma vista em seção transversal de uma montagem de válvula de riser submarino, com uma esfera de válvula na posição aberta.
A Figura 8 é uma vista de topo em seção transversal de um montagem de válvula de riser submarino que ilustra um dispositivo de blo- queio de válvula de riser e uma guia de mandril de válvula.
A Figura 9 é uma vista em meia seção ampliada de uma válvula de riser submarino, com uma esfera de válvula em uma posição fechada.
A Figura 10 é uma vista em seção transversal de uma descone- xão de tubo para perfuração na posição engatada de pinça inicialmente ins- talada, que inclui uma esfera de desengate.
A Figura 11 é uma vista em seção transversal da desconexão de tubo para perfuração ilustrada na Figura 10, com a luva de engate movida descendentemente para a posição de desengate.
A Figura 12 ilustra uma extremidade inferior de uma segunda montagem, um membro de reconexão macho separado da extremidade su- perior de um membro de desconexão fêmea, com o membro de desconexão fêmea ilustrando ranhuras de engate não-rotacionais.
A Figura 13 é uma visa em seção transversal de uma descone- xão de tubo para perfuração com a segunda montagem, um membro de re- conexão macho engatado com o membro de desconexão fêmea, na posição de desengate de pinça com uma esfera de engate assentada.
A Figura 14 é uma ilustração ampliada da desconexão mostrada na Figura 13, com a luva de engate deslocada para baixo na posição de en- gate de pinça.
A Figura 15 é uma ilustração ampliada de uma porção da des- conexão mostrada na Figura 13, com a esfera de engate e o assento de en- gate ejetados para a extensão de luva de engate.
A Figura 16 é uma ilustração em seção transversal de uma des- conexão de tubo para perfuração com uma esfera de um novo desengate assentada e a luva de engate movida para baixo para a posição de um novo desengate de pinça.
A Figura 17 é uma vista em seção transversal do mecanismo de pinça de desconexão de tubo para perfuração que ilustra os cães de pinça engatados com um membro de desconexão fêmea e que ilustra as lingüetas que conectam o mandril de engate com o anel de engate de pinça.
A Figura 18 é uma vista em seção transversal de uma concreti- zação de desconexão de riser que inclui um cabeçote de engate de chave não-rotacional que é engatado com uma chave não-rotacional. DESCRIÇÃO DETLAHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS
A Figura 1 ilustra uma aplicação adequada generalizada para uma desconexão de riser submarino, uma válvula de riser submarino e uma desconexão de tubo para perfuração, de acordo com a presente invenção. Em uma concretização, esta invenção inclui três montagens principais: 1) uma montagem de desconexão de riser submarino 10, 2) uma montagem de válvula de riser submarino 20, e 3) uma montagem de desconexão de tubo para perfuração submarino 30. Cada uma destas três montagens principais pode ser provida em uma instalação de perfuração, separada e afastada ou em combinação com qualquer ou com ambas as outras montagens princi- pais, ou componentes principais. Conforme subseqüentemente descrito, me- canismos de segurança podem ser incluídos dentro de cada montagem prin- cipal para impedir a operação negligente dessa montagem.
Cada um destes três componentes principais 10, 20, 30 pode ser empregado individualmente ou em conjunção com um ou com ambos os ou- tros componentes principais. E cada um destes três componentes geralmen- te inclui um furo atravessante que se estende através do componente ao longo de um eixo central 15. O eixo central 15 pode substancialmente ser comum a cada e a todos os componentes. (É entendido e assumido por toda a descrição que todas as vedações podem ser tanto vedações hidráulicas como vedações pneumáticas, não obstante o fato de uma vedação específ ica poder ser simplesmente designada como uma vedação hidráulica ou ou- tra qualquer. É também entendido e assumido que todas as conexões, com- ponentes fixos, conexões ou, de outro modo, a ligação de dois ou mais com- ponentes podem efetuar uma vedação, a menos que de outra forma estabe- lecido. É adicionalmente entendido e assumido que os termos "equipamento de perfuração", "equipamento", "equipamento de extração", e "navio de per- furação", "semi-submergível", e termos afins possam ser usados intercambi- avelmente e não de forma limitativa).
Uma ou mais porções de uma concretização preferida de uma montagem de desconexão de riser submarino 10 são ilustradas nas Figuras 1, 1A, 2 e 3, para vedantemente conectar um riser inferior 28 que se estende para baixo a partir de cima da linha de lodo ML através de um leito de mar SB e para um furo de poço WB submarino com um riser superior 35 se es- tendendo para baixo a partir de um equipamento de perfuração DR para o riser submarino inferior 28. O equipamento de perfuração DR pode incluir tipos flutuantes de equipamentos de perfuração DR1 tal como um navio de perfuração e um equipamento semi-submergível. A posição do equipamento de perfuração DR não é fixada com relação à localização do furo de poço WB. O riser submarino inferior 28 pode ser preso dentro do furo de poço WB1 por exemplo, através de uma operação de cimentação, de tal modo que a montagem de desconexão de riser 10 possa ser seletivamente ativada pa- ra desengatar e/ou reengatar uma extremidade inferior 37 do riser superior 35 a partir de uma extremidade superior 19 do riser inferior 28.
A montagem de desconexão de riser submarino 10, a montagem de válvula submarina 20, o tubo para perfuração 36, a desconexão de tubo para perfuração 30 e o furo de poço WB podem incluir, cada qual, um furo atravessante e um eixo central 15. Tanto o furo atravessante quanto o eixo central 15 podem ser substancialmente alinhados ao longo de um eixo cen- trai comum 15.
A montagem de desconexão de riser 10 inclui um membro de desconexão macho 12, que pode ser preso à extremidade inferior 37 do riser superior 35, e apresenta um eixo central alinhado ao longo do eixo 15. A montagem de desconexão de riser 10 também inclui um membro de desco- nexão fêmea 18 para axialmente receber o membro de desconexão macho 12 no mesmo. O membro de desconexão fêmea 18 pode ser preso à extre- midade superior 19 do riser inferior 28. A montagem de desconexão de riser 10 pode prover uma abertura de furo integral, de tal modo que o diâmetro interno mínimo do furo atravessante da montagem de desconexão de riser 10 seja igual ou maior que o diâmetro interno de pelo menos uma das se- ções de riser superior 35 e riser inferior 38. Aqueles versados na técnica irão apreciar que um riser pode geralmente ser compreendido de componentes tubulares que apresentam um furo atravessante comum para prover um conduto que conecta um equipamento de perfuração DR com uma porção de furo descendente DH de um furo de poço WB que tipicamente se estende abaixo da extremidade inferior do riser, onde uma porção da extremidade inferior do riser é presa dentro do leito de mar, abaixo da linha de lodo ML. MEMBRO MACHO DE DESCONEXÃO DE RISER
Conforme ilustrado nas Figuras 1, 2 e 3, uma montagem de ve- dação 14 pode prover uma vedação pneumática na conexão entre a superf ície externa do membro de desconexão macho 12 e uma superfície interna correspondente do membro de desconexão fêmea 18. O componente macho da montagem de vedação 14 inclui um mandril de vedação superior 42, que pode ser conectado à uma extremidade inferior 19 do riser superior 35 30 por um colar de conector de riser 41. Uma extremidade inferior do mandril de vedação superior 42 pode ser conectada à uma extremidade superior de um mandril de vedação inferior 56. A extremidade inferior do mandril de vedação inferior 56, por sua vez, pode ser conectada a um retentor de vedação 61, que pode ser conectado ao mandril de engate 62. A extremidade superior do mandril de engate 62 pode ser conectada à extremidade inferior do retentor de vedação 61, enquanto a extremidade inferior do mandril de engate 62 pode geralmente incluir a extremidade inferior do membro de desconexão macho 12. Uma ranhura de fenda J comumente conhecida 63, con-forme mostrado na Figura 3, pode ser incluída na superfície externa do mandril de engate 62, e pode circunferencialmente circundar o mandril de engate 62, no padrão mostrado ou em outro padrão desejado.
Um ou mais elementos de vedação 54, também com umente co- nhecidos como elementos de gaxeta, podem ser posicionados axialmente ao longo da superfície externa do membro de vedação inferior 56, entre o man- dril de vedação superior 42 e o retentor de vedação 61. Os elementos de vedação 54 podem circunferencialmente abranger a superfície externa do membro de vedação inferior 56 e podem incluir uma disposição alternada de uma variedade de materiais de vedação em concretizações alternativas. Os elementos de vedação 54 não precisam ser axialmente contínuos ao longo do mandril de vedação inferior 56, podendo ser posicionados em conjuntos, em intervalos axiais ao longo do componente macho e do componente fê- mea. O componente fêmea da montagem de vedação 14 pode incluir um receptáculo de orifício de vedação 58 para engatar os elementos de vedação 54. O membro de desconexão fêmea 18 é discutido em detalhes abaixo.
Um dispositivo de interconexão de riser 40 pode ser incluído pa- ra desengatavelmente prender o membro de desconexão macho 12 com o membro de desconexão fêmea 18. O dispositivo de interconexão de riser 40 pode ser acionável em resposta ao movimento alternado axial do riser supe- rior 35 com relação ao riser inferior 28 a partir de uma posição de conexão para uma posição de desengate ou a partir de uma posição de desengate para uma posição de conexão. Este movimento alternado pode ser efetuado pelo movimento do riser superior 35 no equipamento de perfuração DR. Na posição de desengate, o membro de desconexão macho 12 e o membro de desconexão fêmea 18 podem ser desacoplados, permitindo assim a separa- ção mecânica do riser superior 35 do riser inferior 28, conforme discutido abaixo.
Com referência às Figuras 1, 3 e 4, o dispositivo de interconexão de riser 40 pode incluir um mecanismo de pinça 60 para desengatavelmente interconectar o membro de desconexão macho 12 com o membro de desco- nexão fêmea 18. Os componentes do mecanismo de pinça 60 incluídos no membro de desconexão macho 12 podem incluir uma luva de engate de pin- ça 72, um pino de engate 74 e uma luva de travamento de pinça 80. A luva de engate de pinça 72 pode incluir uma pluralidade de braços de pinça 76, e cada braço de pinça 76 pode incluir um cão de pinça 78 para engatar uma ranhura de pinça 82. A ranhura de pinça 82 pode ser provida na superfície interna de uma luva de alojamento de engate 84 do membro de desconexão macho 18. A luva de engate de pinça 72, uma pluralidade de braços de pin- ça 76 e uma pluralidade correspondente de cães de engate 78 podem ser circunferencialmente espaçadas em torno da superfície externa do mandril de engate 62 para seletivamente interconectarem a pluralidade de cães de pinça 78 com a ranhura de pinça 82. A ranhura de engate de pinça 72, a plu- ralidade de braços de pinça 76 e os cães de engate 78 podem ser axialmen- te e rotacionalmente móveis em torno do eixo central comum 15, com rela- ção ao mandril de engate 62.
Um ou mais pinos de engate 74 podem ser presos na luva de engate de pinça 72. Os pinos de engate 74 podem se projetar radialmente para dentro a partir da superfície interna da luva de engate de pinça 72 na direção do eixo central 15 por uma distância suficiente para que os pinos de engate 74 engatem a ranhura de fenda J de engate 63 na superfície externa do mandril de engate 62. A intrusão dos pinos de engate 74 na ranhura de fenda J 63 pode não ultrapassar a profundidade da ranhura de fenda J de engate 63. A pluralidade de braços de pinça 76 e de cães de pinça 78 forma preferivelmente uma parte integral da luva de engate de pinça 72. A plurali- dade de braços de pinça 76 e de cães de pinça 78 se estende para baixo a partir da luva de engate de pinça 72. A luva de trava de pinça 80 pode ser imovelmente presa à extremidade inferior do mandril de engate 62, abaixo da luva de engate de pinça 72.
Uma porção da luva de trava de pinça 80 pode se estender axi- almente para cima ao longo da superfície externa do mandril de engate 62 por uma distância suficiente, de tal modo que, com a montagem de desco- nexão de riser 10 na posição engatada, uma porção adelgaçada 81 da luva de trava de pinça 80 possa ser circunferencialmente posicionada entre uma superfície interna dos cães de pinça 78 e uma superfície externa do mandril de engate 62. A porção adelgaçada 81 da luva de trava de pinça 80, que está entre a superfície interna dos cães de pinça 78 e a superfície externa do mandril de engate 62, pode ser também denominada de anel de engate de pinça 81. Uma superfície externa do anel de engate de pinça 81 inclui a su- perfície adelgaçada que pode ser adelgaçada para cima para uma borda superior circunferencial. Um ressalto de apoio de carga no fundo do cão de pinça 78 pode ser sustentado no ressalto de apoio de carga na extremidade inferior do anel de engate de pinça 81 da luva de trava de pinça 80, quando a montagem desconexão de riser 10 estiver na posição engatada. Um res- salto de apoio de carga no topo do cão de pinça 78 poderá ser sustentado no ressalto de apoio de carga na extremidade superior de uma ranhura de engate de pinça 82, quando a montagem desconexão de riser 10 estiver na posição engatada.
MEMBRO FÊMEA DE DESCONEXÃO DE RISER Com referência às Figuras 1, 2, 3 e 4, o riser inferior 28 se es- tende para cima a partir da linha de lodo ML, geralmente na direção do qui- pamento de perfuração DR. A extremidade inferior do riser inferior 28 pode ser conectada a um revestimento de poço 32 que se estende através de um leito de mar e para um furo de poço WB submarino. O membro de descone- xão fêmea 18 pode incluir a luva de alojamento de engate 84, um receptácu- lo de orifício de vedação 58, e uma guia de entrada 34. A luva de alojamento de engate 84 pode também incluir a porção fêmea do mecanismo de pinça .60, por exemplo, a ranhura de pinça 82 para o acoplamento com os compo- nentes machos associados do mecanismo de pinça 60. Uma extremidade do revestimento da luva de alojamento de engate 84 pode ser conectada à ex- tremidade superior de um revestimento de poço 32 ou outro componente. Uma extremidade de engate da luva de alojamento de engate 84 pode incluir uma ranhura de pinça 82 circunferencialmente dentro da superfície interna da luva de alojamento de engate 84 para desengatavelmente receber e prender os cães de pinça 78 do membro de desconexão macho 12.
A extremidade de engate da luva de alojamento de engate 84 pode ser conectada à extremidade inferior do receptáculo de orifício de ve- dação 58. Uma guia de entrada 34 pode ser presa à uma extremidade supe- rior do receptáculo de orifício de vedação 58, e pode ajudar no alinhamento do membro de desconexão macho 12 com o membro de desconexão fêmea durante a reconexão do membro de desconexão macho 12 e do membro de desconexão fêmea 18. Um retentor de guia de entrada 52 pode ser usado para prender a guia de entrada 34 ao receptáculo de orifício de vedação 58.
A guia de entrada 34 pode se estender para cima na direção da superfície da água a partir do ponto de conexão para o membro de descone- xão fêmea 18, com uma circunferência que se expande de forma troncocôni- ca, formando assim um receptáculo geralmente na forma de cone definido pela superfície 38.
MECANISMO DE BLOQUEIO DE DESCONEXÃO DE RISER
Além do mecanismo de engate e dos componentes de vedação, a montagem de desconexão de riser 10 pode incluir um bloqueio de desco- nexão de riser 50 para impedir o desengate negligente ou involuntário do membro de desconexão macho 12 do membro de desconexão fêmea 18. O bloqueio de desconexão de riser 50 poderá ser tipicamente usado na confi- guração travada apenas durante a conexão inicial, a instalação e a cimenta- ção da montagem de riser superior e riser inferior, quando forças de com- pressão puderem ser experimentadas devido ao funcionamento, à instalação e à cimentação do revestimento 32 e/ou da montagem de desconexão de riser 10. O bloqueio de desconexão de riser 50 pode, de outro modo, perma- necer normalmente na posição destravada, uma vez que as forças de tensão axial aplicadas no riser superior 35 impedem a conexão do membro de des- conexão macho e do membro de desconexão fêmea. Com referência às Fi- guras 2, 2A, o bloqueio de desconexão de riser 50 pode preferivelmente ser compreendido de uma montagem de pino ressaltado e ranhura. O bloqueio de desconexão de riser 50 preferivelmente pode ser provido no membro de desconexão macho 12, axialmente entre o colar de conector de riser 41 e o mandril de vedação inferior 56.
Com referência às Figuras 1, 2, 2A, 3, 3A, 4, 5, 5A, uma ou mais ranhuras de bloqueio 43 podem ser circunferencialmente providas na super- fície externa do membro de vedação superior 42, cada ranhura de bloqueio para acomodar um pino de bloqueio 46. Uma ou mais ranhuras 43 podem apresentar, cada qual, um eixo longo que é alinhado axialmente para cima e para baixo ao longo do riser superior 35, substancialmente paralelo com o eixo central 15. Cada ranhura 43 inclui uma porção circular, na extremidade inferior da ranhura 43, a porção circular apresentando um diâmetro que é maior que a largura da ranhura 43, conforme mostrado nas Figuras 2A e 5. Um alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48 pode ser circunferen- cialmente posicionado na superfície externa do mandril de vedação superior .42, o alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48 sendo axialmente móvel ao longo do eixo central 15, na superfície externa do mandril de veda- ção superior 42.
Um pino de desconexão de riser 46 pode ser provido para cada ranhura de bloqueio 43. Com referência às Figuras 2A, 5 e 5A, o pino de bloqueio de desconexão de riser 46 pode incluir um recalque de forma arre- dondada que apresenta ressaltos de recalque de bloqueio 45 e que tem dois lados planos opostos, onde as porções opostas do recalque de forma arre- dondada são removidas para proverem os lados planos, ou, em uma extre- midade interna do pino de bloqueio de desconexão de riser 46, a porção ar- redondada provida ao longo de um eixo principal entre as extremidades ar- redondadas e apresentando um comprimento que é maior que o diâmetro do pino 46, e um eixo menor entre os dois lados planos que é substancialmente igual ao diâmetro do pino 46. Cada pino de bloqueio 46 pode se estender a partir de dentro do alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48, atra- vés de uma porta de pino 51, e pode ser provido com um soquete quadrado para engate com uma chave inglesa de operação de veículo remotamente operado (não mostrada). A porção de forma arredondada do pino de blo- queio de desconexão de riser 46 permanece dentro do alojamento de blo- queio de desconexão de riser 48 na respectiva ranhura de bloqueio 43.
Conforme ilustrado nas Figuras 5, 5A, os pinos retentores carre- gados de mola e/ou rosqueados, ou, de outro modo, presos 49 podem ser posicionados dentro do alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48 para engatar uma ranhura de retentor 53 em cada pino de bloqueio 46 para prover resistência ao pino 46. Tal configuração pode assim impedir a rotação negligente do pino 46. Além disso, a ranhura de retentor 53 pode apenas ser provida circunferencialmente em torno de uma porção da superfície externa do pino de bloqueio 46, tal como noventa graus, a fim de prover posições de parada rotacionais para assegurar a orientação rotacional do pino de blo- queio 46. Pequenas depressões de parada 88, conforme mostrado na Figura .5A, podem ser providas em uma porção do pino de bloqueio 46 para asse- gurar a respectiva orientação adequada travado ou destravado do pino de bloqueio 46. Uma luva de bloqueio 44 pode ser concentricamente disposta em torno de uma porção do mandril de vedação superior 42. Uma extremi- dade superior da luva de bloqueio 44 pode engatar o alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48, e uma extremidade inferior da luva de bloqueio .44 pode engatar a extremidade superior do receptáculo de orifício de veda- ção 58. A luva de bloqueio 44 será axialmente móvel com relação ao mandril de vedação superior 42, quando o bloqueio 50 estiver na posição destravada Uma concretização alternativa para uma desconexão de riser pode incluir um aparelho para facilitar a rotação de um riser superior, de uma desconexão de riser e de um riser inferior, substancialmente de acordo com a perfuração do riser inferior para a posição no fundo do mar. Uma broca 39 ou uma broca escareadora inferior podem ser posicionadas próximo da ex- tremidade inferior do riser inferior 28. Com referência à Figura 18, um cabe- çote de engate de chave não-rotacional tubular geralmente fêmea 340 pode ser preso a um membro de desconexão de riser fêmea para receber e enga- tar um membro de chave não-rotacional 346. O membro de chave não- rotacional 346 pode ser preso à uma superfície externa de um mandril, tal como uma luva de bloqueio 344, que pode ser concentricamente disposta ao redor de um mandril de vedação superior 342. O cabeçote de engate de chave não-rotacional fêmea 340 pode incluir uma superfície superior adelga- çada, que pode ser denominada de uma superfície de guia de chave superi- or 345, para guiar a inserção do membro macho para o engate não- rotacional com o membro de desconexão fêmea. Um mandril de extensão .359 pode sustentar o cabeçote de engate de chave nãorotacional fêmea 340 e pode sustentar uma guia de entrada 334. Uma extremidade superior de um receptáculo de orifício de vedação 358 pode ser conectada com a extremi- dade inferior do mandril de extensão 359. Um anel de adpatador de mandril de extensão 360 pode conectar o receptáculo de orifício de vedação 358 e o mandril de extensão 359. Tal concretização pode facilitar a rotação de um riser inferior com um riser superior que podem ser conectados por uma des- conexão de riser 10. O cabeçote de engate de chave não-rotacional 340 e os componentes do membro de chave não-rotacional 346, ou variações destes componentes, podem ser empregados para fins diferentes da perfuração no riser inferior 28, tal como girando o riser inferior em preparação para e/ou durante as operações de cimentação, ou para rotacionalmente manipular o riser inferior 28 e/ou o riser superior 35.
OPERAÇÃO GERAL DA DESCONEXÃO DE RISER
Com referência às Figuras 1, 2, 2A, 3, 3A, 4, 5 e 5A, a monta- gem de desconexão de riser 10 é geralmente operável pelo movimento axial do riser superior conectado 35 com relação ao riser inferior 28, com o uso do equipamento de perfuração DR para efetuar o movimento axial ou o movi- mento alternado. O membro de desconexão macho 12 é engatado com o membro de desconexão fêmea antes da instalação do riser. Quando a mon- tagem de desconexão de riser 10 for instalada em um poço como parte de uma montagem de riser e na posição conectada e engatada, o riser superior .35 e o riser inferior 28 estarão normalmente sob uma carga de tensão, tipi- camente em torno de cem mil libras (45,366 toneladas) de força, entre o e- quipamento de perfuração DR e o revestimento de poço 32 que se estende para o furo de poço WB, sendo cimentado aí. A porção adelgaçada ou anel de engate de pinça 81 é circunferencialmente espaçada entre o lado de den- tro da pluralidade de cães de pinça 78 e a superfície externa do mandril de engate 62, fazendo com que os cães de pinça sejam engatados na ranhura de pinça 82. A carga de tensão no membro de desconexão macho 12 é con- duzida através da luva de trava de pinça 80 para os cães de pinça 78 como uma carga compressiva, através do engate da luva de trava de pinça 80 com os cães de pinça 78. A carga compressiva nos cães de pinça 78 é transferi- da para o membro de desconexão macho 18 através do engace dos cães de pinça 78 com a ranhura de pinça 82, a ranhura de pinça 82 sendo um com- ponente do membro de desconexão fêmea 18. Em tal configuração de carga de tensão de riser, o pino de engate 74 está em uma posição engatada 66 dentro da ranhura de fenda J de engate 63. Um ressalto de apoio de carga no fundo do cão de pinça 78 poderá ser sustentado sobre o ressalto de a- poio de carga na extremidade inferior do anel de engate de pinça 81 da luva de trava de pinça 80, quando a montagem de desconexão de riser 10 estiver na posição engatada. Um ressalto de apoio de carga no topo do cão de pin- ça 78 poderá ser sustentado no ressalto de apoio de carga na extremidade superior de uma ranhura de engate de pinça 82, quando a montagem de desconexão de riser 10 estiver na posição engatada.
Os ressaltos de bloqueio de apoio de carga 45 de cada pino de bloqueio de desconexão de riser 46 são preferivelmente normalmente posi- cionados dentro da porção circular inferior da respectiva ranhura de bloqueio 43 e em uma orientação rotacional, de tal modo que um eixo longo entre as porções de extremidade arrendada 47 do pino de bloqueio 46 possa ser axi- almente alinhado paralelo a um eixo longo da ranhura de bloqueio 43. Em tal orientação, o membro de desconexão macho 12 pode ser desengatado do membro de desconexão fêmea 18. A carga de tração no riser superior 35 pode não atuar diretamente sobre o pino de bloqueio de desconexão de riser 46. Quando na orientação travada, o pino de bloqueio 46 poderá impedir que quaisquer forças no riser negligentemente destravem a montagem de des- conexão de riser 10, pelo fato dos ressaltos de apoio de carga 45 não esta- rem alinhados para se moverem ao longo das ranhuras de bloqueio 43, co- mo é, de outro modo, exigido para desconectar a montagem de desconexão de riser 10. A orientação travada pode normalmente ser usada apenas na instalação inicial do revestimento 32, da montagem de desconexão de riser 10. De outro modo, o pino de bloqueio 46 tipicamente permanecerá na orien- tação destravada.
Quando o bloqueio de desconexão de riser 50 estiver na posição travada, conforme ilustrado na metade esquerda da Figura 5, forças com- pressivas no riser superior 35 proibirão um movimento axial de destravamen- to do riser superior 35 com relação ao riser inferior 18. As forças compressi- vas que tendem a axialmente mover o riser superior 35 com relação ao riser inferior 28, tal como pode ser experimentado durante a instalação do riser, serão transferidas do mandril de vedação superior 42 para os ressaltos de bloqueio de apoio de carga 45 do pino de bloqueio 46, e do pino de bloqueio 46 para o alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48. Quando da aplicação de forças compressivas substancialmente na montagem de des- conexão de riser 10, o alojamento de bloqueio de desconexão de riser 48 irá compressivamente engatar uma porção superior da luva de bloqueio 44, que, por sua vez, irá compressivamente engatar uma porção superior do receptáculo de orifício de vedação 54. O receptáculo de orifício de vedação .54 é um componente imóvel do riser inferior 28. Se o pino de bloqueio esti- ver na orientação destravada, o movimento axial do riser superior 35 com relação ao riser inferior 28 irá resultar, permitindo assim a desconexão da montagem de desconexão de riser 10. Se o pino de bloqueio 46 estiver na orientação travada, substancialmente nenhum movimento axial do riser su- perior 35 com relação ao riser inferior 28 irá resultar, impedindo assim a desconexão negligente da montagem de desconexão de riser 10. O pino de bloqueio 46 está preferivelmente na orientação travada durante o funciona- mento e a instalação do poço 32, do riser inferior 28 e do riser superior 35. Depois das operações de cimentação estarem completas e a tensão ser a- plicada à montagem de desconexão de riser 10, um veículo remotamente opera-do, uma sonda ou outros meios poderão ser empregados para orien- tar o pino de bloqueio de desconexão 46 para a orientação destravada. As operações do poço podem normalmente ser conduzidas com o bloqueio de desconexão de riser 50 na orientação destravada. OPERAÇÃO DE CONEXÃO, DESENGATE E DESCONEXÃO DE RISER
Na concretização ilustrada nas Figuras 1, 2, 2A, 3, 3A, 4, 5 e 5A, para desengatar e desconectar o riser superior 35 do riser inferior 28, a car- ga de tração na montagem de riser pode ser relaxada e convertida em uma carga compressiva no dispositivo de interconexão de riser 40. Se o pino de bloqueio 46 for orientado na posição travada, o bloqueio de desconexão de riser 50 terá que ser destravado, tal como por veículo remotamente operado ou sonda, antes que a operação de desconexão de riser possa ser executa- da. Os ressaltos de apoio de carga 45 de cada pino de bloqueio de desco- nexão de riser 46 poderão ser girados a 90 graus para uma orientação rota- cional, quando a porção de eixo longo do pino de bloqueio 46 que apresenta os ressaltos de apoio de carga 47 for alinhada paralela ao eixo longo de ca- da respectiva ranhura de bloqueio 43. Quando o pino de bloqueio de desço- nexão de riser 46 for orientado na posição destravada, o deslocamento des- cendente axial do mandril de vedação superior 42 com relação à luva de bloqueio 44 será permitido, de tal modo que cada ranhura de bloqueio 43 no mandril de vedação superior 42 possa axialmente se mover ao longo do res- pectivo pino de bloqueio 46 durante o movimento de desconexão axial do riser superior 35.
À medida que o riser superior 35 é axialmente movido para bai- xo, o membro de desconexão macho 12 se move descendentemente dentro do membro de desconexão fêmea 18. Tal deslocamento resulta em um rela- tivo movimento da ranhura de fenda J de engate para baixo ao longo dos pinos de engate 74. À medida que o movimento descendente continua, os pinos de engate 74 se movem da posição engatada 66 na ranhura de fenda J de engate 63 para a posição de desengate de pinça 64, e a luva de engate de pinça 72, o pino de engate 74, a pluralidade de braços de pinça 76 e os cães de pinça 78 se movem axialmente e rotacionalmente para a posição de desengate de pinça 64. À medida que o mandril de engate 62 e a luva de trava de pinça conectada 80 se movem para baixo, a porção adelgaçada ou o anel de engate de pinça 81 da luva de trava de pinça 80 é movido para baixo e para fora a partir de entre os cães de pinça 78 e o mandril de engate .62. Os cães de pinça 78 podem se mover assim radialmente para dentro na direção do mandril de engate e para fora do engate com a ranhura de pinça .82. Nesse ponto, o membro de desconexão macho 12 é desengatado do membro de desconexão fêmea 18, mas não é desconectado.
Para desconectar o membro de desconexão macho 12 do mem- bro de desconexão fêmea 18, uma força de tração axial é aplicada pelo e- quipamento de perfuração DR ou por outro meio, ao riser superior 35. À me- dida que o riser superior 35 se move para cima com relação ao riser inferior .28, a ranhura de fenda J 63 no mandril de engate 62 se move para cima com relação aos pinos de engate 74, a partir da posição de desengate de pinça .64 para a posição de desconexão de engate 68. Devido à posição de desco- nexão de engate 68 ser relativamente mais alta que a posição de conexão de engate 66, a luva de engate de pinça 72 e os cães de pinça 78 são proi- bidos de se moverem para baixo ao longo da superfície externa do mandril de engate 62 suficientemente para permitir que os cães de pinça 78 enga- tem a luva de trava de pinça 80. Assim, durante a desconexão do riser supe- rior 35 do riser inferior, os cães de pinça permanecem desengatados na co- roa anular entre a superfície externa do mandril de engate 62 e a superfície interna do receptáculo de orifício de vedação 58. Os componentes do mem- bro de desconexão macho 12, que incluem o bloqueio de desconexão de riser 50, os mandris de vedação superior e inferior 42, 56, os elementos de vedação 54, o dispositivo de interconexão de riser 40 e o mecanismo de pin- ça 60 podem ser extraídos do receptáculo de orifício de vedação 58. O riser superior pode ser suspenso do equipamento de perfuração DR, ou removido deste, deixando o riser inferior no lugar no revestimento de poço 32. OPERAÇÃO DE DESCONEXÃO. DE RECONEXÃO E DE ENGATE DE RI- SER
Na concretização ilustrada nas Figuras 1, 2, 2A, 3, 3A, 4, 5 e 5A, para reconectar e engatar o riser superior 35 ao riser inferior 28, o riser su- perior 35 pode ser abaixado a partir do equipamento de perfuração DR na direção do riser inferior 28. O membro de desconexão macho 12 deve ser guiado para e através da guia de entrada 34, para compressivamente se ajustar no membro de desconexão fêmea 18.
À medida que o membro de desconexão macho 12 é axialmente movido para baixo através do membro de desconexão fêmea 18, tal deslo- camento resulta em um relativo movimento da ranhura de fenda J de engate para baixo a partir da posição desengatada ou de desconexão 68, ao longo dos pinos de engate 74. À medida que o movimento descendente continua, os pinos de engate 74 se movem da posição desengatada ou de descone- xão 68 na ranhura de fenda J de engate 63 para uma posição superior 67, resultando no movimento axial e rotacional do mandril de engate da luva de engate de pinça 72, dos pinos de engate 74, da pluralidade de braços de pinça 76 e dos cães de pinça 78. À medida que o mandril de engate 62 e a luva de trava de pinça conectada 80 se movem para baixo, os cães de pinça .78 irão engatar a ranhura de pinça 82. O membro de desconexão macho 12 pode ser desassentado em uma superfície de recalque 87 na luva de aloja- mento de engate 84.
Para reengatar o dispositivo de interconexão de riser 40, a ten- são pode ser aplicada ao riser superior 35 a partir do equipamento de perfu- ração DR, de tal modo que o riser superior 35 possa começar a se mover para cima com relação ao riser inferior 28. À medida que o mandril de enga- te 62 começa a se mover para cima, os pinos de engate 74 permanecem alternativamente axialmente imóveis, devido aos cães de pinça 78 engata- dos dentro da ranhura de pinça 82. A ranhura de fenda J de engate 63 se moverá para cima com relação aos pinos de engate 74, reposicionando os pinos de engate 74 a partir da posição de topo 67 para uma das posições engatadas de engate 66. À medida que os pinos de engate 74 se aproximam da posição engatada de engate 66, o anel de travamento de pinça 81 pode circunferencialmente deslizar entre o lado de dentro dos cães de pinça 78 e o lado de fora do mandril de engate 62. Os cães de pinça 78 podem assim se mover radialmente para fora na direção da luva de alojamento de engate84, forçando os cães de pinça 78 para o engate total da ranhura de engate82. Nesse ponto, o membro de desconexão macho 12 é firmemente reco- nectado e engatado no membro de desconexão fêmea 18. A tensão é prefe- rivelmente sustentada dentro do riser superior 35 a partir do equipamento de perfuração DR a fim de manter a interconexão de riser adequadamente na posição engatada.
O bloqueio de desconexão de riser 50 tipicamente permanece na orientação destravada durante as operações de perfuração. No caso de ser alternativamente desejado travar a trava de desconexão de riser 50, um acionador remotamente operado, uma sonda ou outro meio serão usados para reorientar o pino de bloqueio de desconexão de riser 46 para uma posi- ção travada. A partir da posição tipicamente destravada, os ressaltos de a- poio de carga 45 de cada pino de bloqueio de desconexão de riser 46, que (com o riser em tensão) são normalmente posiciona dos dentro da porção inferior circular da respectiva ranhura de bloqueio 43, podem ser preferivel- mente girados a 90 graus para uma orientação rotacional, quando o eixo longo da porção arredondada 47 do pino de bloqueio 46 que inclui os ressal- tos de apoio de carga 45 for alinhado perpendicular ao eixo longo de cada respectiva ranhura de bloqueio 43. Tal orientação travada dos pinos de blo- queio 46 proíbe o deslocamento descendente axial do mandril de vedação superior 42 com relação à luva de bloqueio 44, travando assim a descone- xão de riser em uma posição engatada. Alternativamente, a montagem de desconexão de riser 10 e o riser inferior 28 podem ser perfurados em posi- ção no leito de mar, enquanto o furo de poço WB que deve acomodar a in- serção do riser inferior no mesmo está sendo perfurado. Isto pode ser con- seguido por meio de inúmeros meios conhecidos na indústria. O riser inferior28, o riser superior 35 e a montagem de desconexão de riser 10 podem ser girados substancialmente de forma uníssona, a partir do equipamento de perfuração DR. Adicionalmente, a rotação do riser inferior 28 poderá ser de- sejável no caso de ser encontrada uma saliência, quando da instalação do riser inferior, onde pode ser desejado girar o riser inferior, a fim de ajudar na inserção do riser inferior em um orifício ou furo de poço. Uma concretização alternativa de uma montagem de desconexão de riser 10 para conseguir tais objetivos é ilustrada na Figura 18, e descrita acima.
Alternativamente, dependendo da profundidade da água, a des- conexão de riser 10, o riser inferior 28 e/ou o riser superior 35, ou uma por- ção dos mesmos, conforme determinado pela profundidade da água, pode ser posicionada no leito de mar. Uma coluna de tubo para perfuração 36, uma broca 39 e/ou uma broca escareadora inferior podem ser dispostas a - través da montagem de riser posicionada e a coluna de perfuração 36 pode girar a coluna de riser ao longo da broca 39, enquanto perfura o riser inferior28 no leito de mar. Aqueles versados na técnica das operações de perfura- ção de poço irão apreciar que existem inúmeros outros meios para perfura- ção no riser inferior 28.
Em outra concretização alternativa da montagem de desconexão de riser 10, os elementos de vedação 54 podem ser posicionados dentro de uma ou mais ranhuras na parede interna do receptáculo de orifício de veda- ção 58, como em oposição a serem conduzidos sobre o componente geral- mente macho, o mandril de vedação inferior 56. Em tal configuração alterna- tiva, o mandril de veda inferior pode então prover uma superfície externa geralmente lisa para inserção e vedação com os elementos de vedação 54.
Outra concretização alternativa pode incluir uma junta flexível de riser (não mostrada) conectada ao componente macho ou fêmea da monta- gem de desconexão de riser 10. Ajunta flexível pode ser conectada na colu- na de riser entre o colar de conector de riser 41, o riser superior 35 e o riser inferior 28, ou entre a luva de alojamento de engate 84 e no outro riser supe- rior 35 ou riser inferior 28, dependendo da orientação da montagem de des- conexão de riser 10.
Como uma alternativa para usar com os equipamentos de perfu- ração flutuantes DR, tais como navios de perfuração e semi-submergíveis, a desconexão de riser submarino pode ser usada com outros tipos de equipa- mentos de perfuração, tais como submergíveis, barcaças de perfuração ou equipamentos de perfuração do tipo guindaste. No caso do ponto de desco- nexão de riser estar suficientemente mais acima da linha de lodo, quando a desconexão de riser for desconectada, as latas flutuantes (não mostradas) poderão ser conectadas ao riser inferior abaixo da desconexão de riser e acima da linha de lodo ML. Outras concretizações alternativas podem ser providas para o emprego de uma concretização da montagem de descone- xão de riser nos poços de produção, poços de disposição e poços outros diferentes dos poços exploratórios ou de teste. MONTAGEM DE VÁLVULA DE RISER
As Figuras 1, 6, 6AS, 7, 8 e 9 ilustram uma concretização ade- quada para uma montagem de válvula de riser submarino 20, de acordo com a presente concretização. A montagem de válvula de riser submarino 20 po- de ser usada como um dispositivo independente em uma instalação de riser submarino, ou pode ser usada em conjunção com a montagem 25 de des- conexão de riser submarino 10. Ema uma instalação onde a montagem de válvula de riser submarino 20 é empregada em conjunção com a montagem de desconexão de riser submarino 10, os dois componentes podem ser con- figurados como uma montagem de componente comum, conforme geral- mente ilustrado na Figura 1 ou, preferivelmente, como duas montagens de componente separadas, conforme geralmente ilustrado nas Figuras 2, 3, 7 e9. A montagem de válvula de riser 20 poderá prover uma abertura de furo integral, quando o elemento de vedação de válvula estiver na posição aber- ta, de tal modo que o diâmetro interno mínimo do furo atravessante da mon- tagem de válvula de riser 20 seja igual ou maior que o diâmetro interno de um ou de ambos os riseres superior 35 e inferior 28. A montagem de válvula de riser 20 pode prover um processo para isolar o riser inferior 28 antes da desconexão e remoção do riser superior 35 do riser inferior 28, fechando assim o furo de poço WB abaixo da montagem de válvula de riser 20.
Aqueles versados na técnica irão apreciar que uma válvula de ri- ser 20 é geralmente uma parte de um sistema de riser que inclui um riser superior 35 e um riser inferior 28, e que a válvula de riser pode assim incluir componentes que geralmente apresentam propriedades tubulares, tal como um furo atravessante. Adicionalmente, pode ser apreciado que a válvula de riser 20 pode incluir componentes que podem ser similares aos componen- tes encontrados nas válvulas.
Em uma aplicação onde a montagem de válvula de riser 20 é um componente distintamente separado da montagem de desconexão de riser 10, a montagem de válvula de riser submarino 20 pode ser preferivelmente instalada em uma porção superior do riser inferior 28. O riser inferior 28 pode ser compreendido do revestimento de poço 28, que se estende para baixo através de um leito de mar e para o furo de poço WB submarino, onde o ri- ser inferior é preso através da cimentação do riser inferior 28 dentro do furo de poço WB. O riser inferior 28 pode incluir ou pode ser parcialmente com- preendido de tubo de revestimento de poço rosqueado 32.
A montagem de válvula de riser submarino 20 pode incluir com- ponentes para seletivamente vedar o furo atravessante no riser inferior, iso- lando assim hidraulicamente e encerrando assim o interior do riser inferior 28 e o furo de poço WB abaixo do riser inferior 28. A Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal de uma concretização preferida para uma montagem de válvula de riser submarino 20, com a montagem de válvula de riser 20 na posição aberta. A Figura 9 ilustra uma vista em meia seção ampliada da vál- vula de riser, com a montagem de válvula de riser 20 na posição fechada. Uma concretização preferida inclui componentes de alojamento de válvula110, 112, 114 e 134, um membro de vedação de válvula 120, um mandril de acionamento de válvula 118, e componentes 128 e 130 que conectam o mandrio de acionamento de válvula 118 e o membro de vedação de válvula120. A montagem de válvula de riser submarina 20 pode ser acionada entre a posição aberta da válvula e a posição fechada da válvula por movimento axial do riser superior 35 com relação ao riser inferior 28, através do equi- pamento de perfuração DR ou por outro meio. A montagem de válvula de riser 20 preferivelmente se destina a fechar por falha, de tal modo que a ten- são na montagem de riser e na montagem de válvula de riser submarino 20 seja exigida para manter a válvula de riser submarino em uma posição aber- ta. Assim, sob condições normais de operação, a válvula de riser submarino exige a força de tração entre as extremidades superior e inferior da monta- gem de válvula de riser 20. A liberação da tensão ou a compressão da colu- na de riser na montagem de válvula de riser 20 podem preferivelmente resul- tar no fechamento da montagem de válvula de riser 20.
Com referência às Figuras 1, 6, 6A, 7, 8 e 9, uma orientação pre- ferida para a válvula de riser submarino apresenta a instalação da monta- gem de válvula de riser submarino 20 com o mandril de acionamento de vál- vula 118 conectado ao riser superior 35 e com um alojamento de válvula in- ferior 110 conectado ao revestimento 32 que se estende abaixo da linha de lodo ML, com o revestimento 32 compreendendo uma porção do riser inferior 28. Em tal orientação, uma extremidade inferior de um alojamento de válvula inferior 110 pode ser presa, tal como por uma conexão rosqueada, à uma extremidade superior de um revestimento de furo de poço 32. Uma extremi- dade inferior de um alojamento de válvula central 112 pode ser presa, tal como por uma conexão rosqueada, à uma extremidade superior do aloja- mento de válvula inferior 110. Um alojamento de válvula superior 114 pode ser preso à uma extremidade superior do alojamento de válvula central 112, enquanto uma extremidade inferior de um alojamento de mandril de válvula .116 pode ser presa à uma extremidade superior do alojamento de válvula superior 114. Uma extremidade inferior do mandril de acionamento de válvu- la 118 pode telescopicamente penetrar na extremidade superior do aloja- mento de mandril de válvula 116 e em uma extremidade superior do aloja- mento de válvula superior 114. Uma extremidade superior do mandril de 5 acionamento de válvula 118 pode ser presa à extremidade inferior do riser superior 35.
A montagem de válvula de riser 20 inclui um membro de veda- ção de válvula 120 que pode ser acionado em resposta ao movimento do mandril de acionamento de válvula 118. Em uma concretização preferida, o membro de vedação de válvula 120 é um membro de vedação tipo esfera, que é girável em torno de um eixo de esfera 121. Pivôs de esfera 126 podem se estender ao longo do eixo de esfera 121, a partir do membro de vedação de válvula geralmente esfericamente formado 120 para manter a orientação durante a rotação do membro de vedação 120 entre uma posição aberta da válvula e uma posição fechada da válvula. O membro de vedação tipo esfera 120 inclui um furo atravessante que apresentará um furo atravessante ge- ralmente contínuo através da montagem de riser e da montagem de válvula de riser 20, quando a válvula de riser estiver na posição fechada da válvula.
O membro de vedação de válvula 120 é geralmente posicionado entre os alojamentos de válvula superior 114 e inferior 110, e dentro do alo- jamento de válvula central 112. O membro de vedação de válvula pode se mover rotacionalmente sobre os pivôs de esfera 126, que, por sua vez, po- dem ser montados dentro de um ou mais suportes de esfera para sustentar os pivôs de esfera 126 durante a manipulação da válvula. A porção superior do alojamento de válvula inferior 110 pode incluir um assento de válvula infe- rior 122 para prover uma vedação hidráulica entre o alojamento de válvula inferior 110 e o membro de vedação de válvula 120. Um assento de válvula superior 124 pode ser incluído para prover uma vedação hidráulica entre o alojamento de válvula superior 114 e o membro de vedação de válvula 120. Uma ou mais colunas de engate de assento 141 podem ser providas para intensificar a vedação hidráulica entre o membro de vedação de válvula 120 e o assento inferior 122. As molas corrugadas tipo obturação, ou outros tipos de mecanismo de intensificação de vedação, podem ser empregadas para efetuarem a intensificação de vedação.
O membro de acionamento de válvula 118 pode ser conectado com o membro de vedação de válvula 120 com um pino de articulação de válvula 130 e um adaptador de pino de articulação 128. O mandril de acio- namento de válvula 118 pode incluir um anel de suporte anular 134 com uma pluralidade de soquetes de articulação de válvula 137, preferivelmente dois soquetes de articulação de válvula 137, sendo provido um em cada lado do membro de acionamento 118. Cada respectivo anel de suporte anular 134 pode se mover axialmente dentro de uma respectiva ranhura de guia de mandril 132, dentro da superfície interna do alojamento de mandril de válvula116. Os anéis de suporte anulares 134 podem ser conectados à uma extre- midade superior do pino de articulação de válvula 130. Um retentor 136 pode ser provido na extremidade superior de cada pino de articulação de válvula130 para prender o pino de articulação de válvula 130 dentro de seu respec- tivo soquete de articulação de válvula 137. O pino de articulação de válvula130 pode se estender para baixo a partir do anel de suporte anular 134 e penetrar no alojamento de válvula superior 114 através de uma passagem de alojamento de válvula superior 117, e se estender abaixo do alojamento de válvula superior 114 para se conectar com um adaptador de pino de arti- culação 128. O adaptador de pino de articulação 128 pode ser movelmente disposto dentro do alojamento de válvula central 112 para axialmente se mover alternadamente ao longo de uma passagem de adaptador de pino de articulação 119. O adaptador de pino de articulação 128 pode incluir uma projeção de adaptador de pino de articulação 131 para engatar o membro de vedação de válvula 120 em uma ranhura de engate de membro de vedação133, conforme ilustrado na Figura 6A.
Para impedir a rotação do mandril de acionamento de válvula 30 118 com relação ao alojamento de mandril 116, uma ou mais guias de man- dril 146 podem ser posicionadas dentro de ranhuras correspondentes provi- das em ambas as superfícies, a superfície externa do mandril de acionamen- to de válvula 118 e a superfície interna do alojamento de mandril de válvula .116, conforme ilustrado nas Figuras 7 e 8. As guias de mandril podem ser presas ao alojamento de mandril 116 com retentores de guia de mandril 140 para cada respectiva guia de mandril 146. O mandril de acionamento de vál- vula 118 pode axialmente se mover alternadamente ao longo de uma ou mais guias de mandril relativamente imóveis 146. Uma concretização prefe- rida apresenta duas guias de mandril 146 e dois retentores de guia de man- dril 140.
Em uma concretização preferida, a montagem de válvula de riser .20 se destina a permanecer fechada até que uma tensão suficiente possa ser aplicada à montagem de válvula de riser 20 para acionar o membro de vedação de válvula 120 para a posição aberta. Durante a instalação da mon- tagem de válvula de riser 20, a falta de tensão suficiente pode impedir que o membro de vedação de válvula permaneça na posição fechada da válvula. Para reter a válvula de riser em uma posição aberta da válvula durante a instalação do riser, e em qualquer momento subseqüente à instalação, pode ser incluída uma montagem de bloqueio de válvula de riser 150. A monta- gem de bloqueio de válvula de riser 150 pode ser provida dentro do aloja- mento de mandril de válvula 116 para atuar sobre o mandril de acionamento de válvula para impedir o deslocamento axial do mandril de acionamento de válvula 118 com relação ao alojamento de mandril 116. A montagem de vál- vula de riser 20 poderá ser travada ou permanecer destravada, quando o membro de vedação de válvula 120 estiver ou na posição aberta da válvula ou na posição fechada da válvula.
Com referência às Figuras 1, 7, 8 e 9, uma ou mais ranhuras de bloqueio de válvula 151 podem ser circunferencialmente providas na super- fície externa do alojamento de mandril 116, cada ranhura de bloqueio 51 a- comodando um respectivo de bloqueio 153. A combinação de uma ranhura de bloqueio 151 mais um dispositivo de bloqueio 153 pode constituir uma montagem de bloqueio 150. Uma ou mais ranhuras de bloqueio de válvula .151 podem apresentar, cada qual, um eixo longo que é alinhado axialmente para cima e para baixo ao longo do mandril de acionamento de válvula 118, substancialmente paralelo com o eixo central 15. Cada ranhura 151 inclui uma porção circular na extremidade inferior da ranhura 151 e na extremida- de superior da ranhura 151, cada porção circular apresentando um diâmetro que é maior que a largura da ranhura 151. O dispositivo de bloqueio de vál- vula de riser 153 é axialmente móvel ao longo do eixo central 15, na superfí- cie externa do mandril de acionamento de válvula 118.
O dispositivo de bloqueio de riser 153 pode incluir um pino de bloqueio 148, um adaptador de pino de bloqueio 154 e uma cavilha de co- nector de pino de bloqueio 152 que conecta os pinos de bloqueio 148 e o adaptador de pino de bloqueio 154. O pino de bloqueio de riser 148 pode ser substancialmente arredondado em sua forma com um par de lados planos opostos, de tal modo que os ressaltos arredondados possam prover um par de ressaltos de recalque 147 sobre o pino de bloqueio de válvula de riser .146. As extremidades arredondas do pino de bloqueio 148 podem ser axial- mente localizadas ao longo de um eixo linear principal através do pino de bloqueio, o eixo longo apresentando um comprimento que é mais longo que o comprimento de um eixo menor que se estende entre os lados planos do pino de bloqueio 148. O comprimento do eixo menor pode ser substancial- mente igual ao diâmetro do adpatador de pino de bloqueio 154.
Cada dispositivo de bloqueio de válvula 153 pode se estender a partir do lado de dentro de uma ranhura de bloqueio 151, para fora através de uma porta de pino 157 no alojamento de mandril de válvula 116. A porção de extremidade arredondada 147 do dispositivo de bloqueio de válvula de riser 153 pode permanecer dentro da ranhura 151 na superfície externa do mandril de acionamento de válvula 118. Em uma orientação destravada, o adaptador de pino de bloqueio 154 pode deslizar na ranhura de bloqueio .151, ao longo de uma porção ranhurada, mas não-rebaixada 138 do aloja- mento de mandril de válvula 116.
Conforme ilustrado na Figura 8, e geralmente com referência à ilustração descrita na Figura 5A, os pinos retentores carregados de mola 159 podem ser posicionados dentro do alojamento de mandril de válvula de riser .116 para engatar uma ranhura de retentor 167 e/ou pequena depressão de parada 88 em uma superfície externa de cada adaptador de pino de bloqueio 154, podendo assim impedir a rotação negligente do dispositivo de bloqueio 153 e podendo ajudar o veículo remotamente operado, a sonda ou outro a- cionador no alinhamento adequado dos ressaltos de recalque 147 no pino de bloqueio 148 com relação à ranhura de bloqueio 151. A ranhura de retentor 167 e/ou pequena depressão de parada 88 pode apenas ser provida circun- ferencialmente em torno de uma porção da superfície externa do adatpador de pino de bloqueio 154, tal como as porções de substancialmente noventa graus do adaptador de pino de bloqueio 154.
A montagem de bloqueio de válvula de riser 150 funciona simi- larmente ao bloqueio de desconexão de riser descrito acima. À medida que o pino de bloqueio 148 é girado, tal como por um veículo remotamente ope- rado ou uma sonda, dentro de uma das porções circulares superior ou inferi- or da ranhura de bloqueio 151 para a orientação travada da válvula, os res- saltos de recalque 147 são orientados, de modo a não serem axialmente móveis através da porção estreita da ranhura de bloqueio 151. A inabilidade resultante do dispositivo de bloqueio 153 em se mover axialmente ao longo da ranhura de bloqueio 151 permite travar a válvula 20 ou em uma porção aberta da válvula ou em uma posição fechada da válvula, dependendo de se o dispositivo de bloqueio 153 está engatado na porção circular superior ou inferior, respectivamente, da ranhura de bloqueio 151. Esta montagem pode prover a habilidade de instalar a montagem de válvula de riser 20 ou em uma posição aberta da válvula ou em uma posição fechada da válvula.
Em uma concretização alternativa, um membro de vedação de válvula pode ser geralmente posicionado dentro de um alojamento de válvu- la que inclui variações de componente originárias de um alojamento de vál- vula discutido acima que inclui os alojamentos de válvula superior 114 e infe- rior 110, e o alojamento de válvula central 112. Em uma concretização alter- nativa, um alojamento de válvula central pode ser incluído como uma porção integral de um alojamento de válvula inferior ou um alojamento de válvula superior.
OPERAÇÃO DE VÁLVULA DE RISER A montagem de válvula de riser submarino 20 é preferivelmente um dispositivo independente que pode ser interconectado com numerosos outros dispositivos ou componentes de riser afins, tais como a desconexão de riser, uma junta flexível de riser, ou outro equipamento submarino. A montagem de válvula de riser 20 é preferivelmente instalada em tandem com a montagem de desconexão de riser 10, de tal modo que a desconexão de riser fique posicionada axialmente acima da montagem de riser 20. Ambas as montagens 10, 20 são geralmente interconectavelmente e operacional- mente compatíveis, à medida que ambas podem ser acionadas através da aplicação e/ou redução da força de tração axial. A Figura 1 ilustra, em geral, uma concretização preferida para uma instalação de montagem de válvula de riser 20.
Uma montagem de válvula de riser submarino 20, conforme i- Iustrado nas Figuras 1, 6, 7, 8 e 9, pode ser acionada através do movimento alternado axial do riser no equipamento de perfuração DR. O alojamento de válvula inferior 110 da montagem de válvula de riser 20 pode ser conecado à extremidade superior de um riser inferior 28. O riser inferior 28 pode ser compreendido de uma ou mais juntas de tubo de revestimento de poço 32 de comprimento suficiente, de tal modo que o riser inferior 32 possa ser po- sicionado dentro de um furo de poço WB, de tal forma que uma porção supe- rior do riser inferior 28 e a montagem de válvula de riser 20 permaneçam externamente acessíveis acima da linha de lodo ML para um veículo remo- tamente operado, um acionador ou uma sonda, por exemplo, para travar ou destravar a montagem de bloqueio de válvula 150. A extremidade superior do mandril de acionamento de válvula 118 pode ser diretamente ou indire- tamente presa ao riser superior 35, que se estende substancialmente a partir da montagem de válvula de riser 20 para o equipamento de perfuração DR.
A montagem de válvula de riser 20 é preferivelmente acionada para mecanicamente fechar por falha e para permanecer na posição fechada da válvula, na ausência de uma força de tração aplicada à montagem de válvula de riser 20 para manter a montagem de válvula de riser 20 na posi- ção aberta. Durante a instalação, a montagem de válvula de riser 20 pode ser posicionada na orientação aberta da válvula e o dispositivo de bloqueio153 girado para a posição travada, dentro da porção circular inferior da ra- nhura de bloqueio 151, para permitir que o fluido encha os riseres superior35 e inferior 28 e para facilitar a circulação de fluidos, pastas fluidas e/ou cimento através do riser superior e do riser inferior.
O riser inferior 28 pode ser ancorado dentro do furo de poço WB através da colocação de cimento na coroa anular entre o furo de poço WB e a superfície externa do revestimento de poço 32. Depois que o cimento en- durece, pode ser aplicada tensão através do equipamento de perfuração DR, para o riser superior 35, a montagem de desconexão de riser 10, a monta- gem de válvula de riser 20 e a porção do riser inferior 28 que não é cimenta- da no furo de poço WB. Quando for aplicada tensão à montagem de válvula de riser submarino 20, o dispositivo de bloqueio de válvula poderá ser girado para a posição destravada da válvula. O dispositivo de bloqueio de riser 153 preferivelmente permanece rotacionalmente orientado na posição destrava- da durante as operações de perfuração e trabalho do poço, de tal modo que a montagem válvula de riser 20 possa ser fechada dentro de um período relativamente curto de tempo pela liberação da tensão no riser superior 35.
Com referência às Figuras 6, 6A, 7, 8 e 9, durante as operações de fechamento da montagem de válvula de riser 20, à medida que a 25 ten- são é liberada no riser superior 35, o peso do riser superior 35 pode prover uma força axialmente descendente que atua sobre uma porção superior do mandril de acionamento de válvula 118. As forças compressivas descenden- tes que atuam sobre o mandril de acionamento de válvula 118 podem fazer com que o mandril de acionamento de válvula 118 telescopicamente se mo- va para baixo dentro do alojamento de mandril de válvula 116 e do alojamen- to de válvula superior 114. O movimento descendente do mandril de acio- namento 118 pode ser limitado pela interferência entre o topo da ranhura de bloqueio de válvula 158 e o dispositivo de bloqueio de válvula 153.
A projeção de adpatador de pino de articulação 313 no adpata- dor de pino de articulação 128, que é preso na extremidade do pino de arti- culação de válvula 130, é movelmente engatada com o membro de vedação de válvula 120. À medida que o pino de articulação de válvula 130 se move para baixo, a projeção de adaptador de pino de articulação 131 pode atuar geralmente de forma tangencial sobre o membro de vedação de válvula 120 para efetuar a rotação do membro de vedação de válvula 120 a partir de uma posição aberta para uma posição fechada. O mero peso dos compo- nentes acima da montagem de válvula de riser 20, na ausência de tensão no riser superior 35, pode prover um efeito de pressionamento "fechado por falha" ao membro de vedação 120. Em uma concretização alternativa de uma montagem de válvula de riser 20, um força de pressionamento separa- da e/ou adicional pode ser provida, tal como uma mola, o que pode também contribuir para fechar a montagem de válvula de riser 20. O efeito de pres- sionamento na concretização preferida ou em uma concretização alternativa pode servir para fechar o membro de vedação de válvula de riser 120 com a solicitação da perda de força de tração ou no caso desta, e para manter a montagem de válvula de riser 20 em uma posição fechada, tal como quando o riser superior 35 puder ser separado e removido da montagem de válvula de riser 20.
Para abrir uma concretização preferida da montagem de válvula de riser 20, pode ser aplicada uma força de tração ao mandril de acionamen- to de válvula 118. À medida que o mandril de acionamento de válvula 118 é telescopicamente estendido a partir de dentro do alojamento de válvu- la superior 114 e do alojamento de mandril de válvula 116, o pino de articu- lação e o adaptador de pino de articulação 128, que conectam o mandril de acionamento de válvula 118 e o membro de vedação de engate 120, enga- tam o membro de vedação de válvula 120 para fazer com que o membro de vedação de válvula gire a partir de uma posição fechada da válvula para uma posição aberta da válvula. Um assento de válvula inferior 122 pode formar uma vedação hidráulica entre o membro de vedação de válvula móvel 120 e o alojamento de válvula inferior 110. Um assento de válvula superior 124 pode formar uma vedação hidráulica entre o membro de vedação de válvula móvel 120 e o alojamento de válvula superior 114. Uma vedação de anel em O 115 pode prover uma vedação hidráulica entre a extremidade in- ferior do membro de acionamento de válvula 118 e o alojamento de válvula superior 114.
Em uma concretização alternativa de uma montagem de válvula de riser, o membro de vedação de válvula pode ser de um tipo diferente de um membro de vedação tipo esfera, tal como um membro de vedação tipo porta, um obturador ou um membro de vedação tipo cilindro ou um membro de vedação tipo chapeleta. Estes tipos alternativos de membros de vedação podem exigir variações e modificações nos aparelhos de acoplamento exigi- dos para efetuarem a manipulação da válvula na posição aberta da válvula e na posição fechada da válvula, pelo movimento axial ou movimento alterna- do do mandril de acionamento de válvula 118.
Em outras concretizações alternativas, a montagem de válvula de riser 20 pode ser invertida a partir da concretização preferida, de tal modo que o mandril de acionamento de válvula 118 seja preso ao revestimento de poço 32 e um corpo de válvula, tal como o alojamento de válvula inferior .110, é preso ao riser superior 35. O movimento alternado axial do riser supe- rior 35 efetuaria, contudo, o movimento do corpo de válvula com relação ao mandril de acionamento de válvula 118, efetuando assim a manipulação do membro de vedação 120 entre a posição aberta da válvula e a posição fe- chada da válvula.
Uma concretização alternativa para a montagem de válvula de riser submarino 20 pode integrar a válvula de riser submarino e a montagem de desconexão de riser submarino 10 em uma montagem substancialmente única que inclui ambos os componentes 10, 20. Em tal montagem, tanto a montagem de desconexão de riser submarino 10 como a montagem de vál- vula de riser submarino 20 podem compartilhar de componentes de aloja- mento comuns.
Como uma alternativa para posicionar uma montagem de válvula de riser submarino 20 substancialmente adjacente e abaixo de uma monta- gem de desconexão de riser submarino 10, a válvula de riser submarino po- de ser instalada em qualquer ponto em uma montagem de riser, incluindo o riser inferior 28 e o riser superior 35, onde pode ser desejável prover uma válvula para a vedação de uma porção interna de um furo atravessante de riser.
DESCONEXÃO DE TUBO PARA PERFURAÇÃO
As Figuras 1, e 10 a 17 ilustram uma concretização adequada para uma desconexão de tubo para perfuração 30, de acordo com a presen- te invenção. A desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser usada ao largo ou na direção da costa, ao longo de uma coluna de tubo para perfura- ção 36 usada na perfuração de um poço subterrâneo. Em uma instalação ao largo, a desconexão de tubo para perfuração pode ser empregada em uma instalação de perfuração que também emprega uma montagem de descone- xão de riser 10 e uma montagem de válvula de riser submarino 20. Em geral, a desconexão de tubo para perfuração 30 apresenta um meio para seletiva- mente desconectar uma porção superior de uma coluna de tubo para perfu- ração 36 de uma porção inferior da coluna de tubo para perfuração 36, en- quanto deixa a porção inferior da coluna de tubo para perfuração 36, por e- xemplo, dentro do furo de poço WB que é perfurado. A desconexão de tubo para perfuração 30 inclui geralmente também um meio de interconexão que apresenta a rotação da coluna de tubo para perfuração 36 e a transmissão axial da tensão e da compressão na coluna de tubo para perfuração 36, a- través da desconexão de tubo para perfuração 30.
A desconexão de tubo para perfuração 30 pode se dar hidrauli- camente ou, de outra maneira, pode ser acionada entre as posições engata- da e desengatada. Depois da desconexão da desconexão de tubo para per- furação 30, a desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser reconectada, por exemplo, por acionamento hidráulico do mecanismo de engate.
Em uma concretização preferida, uma desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser empregada em uma instalação submarina e em con- junção com uma montagem de desconexão de riser submarino 10 e uma montagem de válvula de riser submarino 20. A desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser presa dentro da coluna de tubo para perfuração 36, de tal modo que, quando a broca 39 ou a extremidade inferior da coluna de tubo para perfuração 36 estiver no fundo ou próximo do fundo do furo de poço WB1 a desconexão de tubo para perfuração 30 poderá ser posicionada abaixo da montagem de válvula de riser submarino 20 e a montagem de desconexão de riser 10. Em tal configuração, a coluna de tubo para perfura- ção 36 pode ser puxada acima da montagem de válvula de riser submarino 20, a fim de que a montagem de válvula de riser submarino 20 possa ser fechada, isolando vedantemente assim o furo de poço WB e a porção inferior da coluna de tubo para perfuração 36 dentro do furo de poço WB.
Uma concretização preferida da desconexão de tubo para perfu- ração 30, conforme ilustrado nas Figuras de 10 a 17, apresenta componen- tes de interconexão macho e fêmea. Além disso, a concretização preferida apresenta um mecanismo de engate não-rotacional para facilitar a resistên- cia à rotação na desconexão de tubo para perfuração 30, e um mecanismo de pinça para prover um engate axial e desengate dos componentes de in- terconexão macho e fêmea. O componente de interconexão macho pode, em geral, ser denominado de membro de desconexão macho 205, enquanto o componente de interconexão fêmea pode, em geral, ser denominado de membro de desconexão fêmea 215. Cada um dos membros de desconexão macho e fêmea pode incluir um furo atravessaste e um eixo central 215 que poderão ser comuns aos membros de desconexão, quando a desconexão de tubo para perfuração 30 for conectada.
O membro de desconexão macho 205 pode ser preso à extremi- dade inferior de uma porção superior do tubo para perfuração 236. Uma ex- tremidade superior do alojamento de luva de engate superior 210 pode ser presa à extremidade inferior da porção superior do tubo de perfuração 236. A extremidade inferior do alojamento de luva de engate superior 210 pode ser presa à extremidade superior de um alojamento de desconexão de tubo para perfuração macho 212. Uma extremidade inferior do alojamento de desconexão de tubo para perfuração macho 212 pode ser presa à extremi- dade superior de um mandril de engate 222. A extremidade inferior do man- dril de engate 222 pode incluir um anel de engate de pinça de mandril de engate 237. (Com referência às Figuras 10 e 17, o anel de engate de pinça de mandril de engate 237 é preferivelmente uma porção integral do mandril de engate 222, que é distinguido com um número de componente separado (237) e destinado a ajudar no esclarecimento desta descrição.) Uma luva de engate 216 pode ser movelmente posicionada dentro do furo atravessante do membro de desconexão macho 205. A superfície externa da luva de en- gate pode ser movelmente engatada com as superfícies internas do aloja- mento de luva de engate superior 210, do alojamento de desconexão de tu- bo para perfuração macho 212, do mandril de engate 222 ou do anel de en- gate de pinça de mandril de engate 237. A extremidade inferior da luva de engate 222 pode axialmente se estender abaixo da extremidade inferior do anel de engate de pinça de mandril de engate 237, de tal modo que a extre- midade inferior da luva de engate 216 defina a extremidade inferior do mem- bro de desconexão macho 205.
Um mecanismo de pinça 230 pode ser incluído no membro de desconexão macho 205 para seletivamente prender e desprender o membro de desconexão macho 205 com o membro de desconexão fêmea 215. O mecanismo de pinça 230 inclui um anel de pinça preso à uma porção da su- perfície externa do mandril de engate 222, ou circunferencialmente abran- gendo esta. Uma pluralidade de lingüetas de pinça 213 pode ser espaçada circunferencialmente em torno do mandril de engate 222, com uma extremi- dade superior de cada respectiva lingüeta de pinça 213 presa ao anel de pinça 229, e uma extremidade inferior de cada lingüeta de pinça 231 presa a um respectivo cão de pinça 232. A pluralidade de cães de pinça 232 pode ser posicionada próximo da extremidade inferior do mandril de engate 222, e se estende para dentro através de janelas quadradas 237 posicionadas no mandril de engate 222 para entrar em contato com a superfície externa da luva de engate 216, de tal modo que, em uma posição engatada, os cães de pinça 232 possam engatar o membro de desconexão fêmea 215 em uma ranhura de engate de pinça 239.
Um anel retentor de pino de cisalhamento 218 pode ser provido radialmente entre a superfície externa da luva de engate 216 e a superfície interna do alojamento de desconexão de tubo para perfuração macho 212, e axialmente abaixo do alojamento de luva de engate superior 210 e axialmen- te acima do mandril de engate 222. O anel retentor de pinos de cisalhamento218 pode alojar um ou mais pinos de cisalhamento 220 que engatam tanto o anel retentor de pino de cisalhamento 218, como a luva de engate 216, para proibir o movimento axial da luva de engate 216 até quer os pinos de cisa- Ihamento 220 sejam seletivamente cisalhados.
Uma ranhura de desengate de pinça 224 pode circunferencial- mente abranger a superfície externa da luva de engate 216, de tal modo que o alinhamento da ranhura de desengate de pinça 224 com a pluralidade de cães de pinça 232 possa prover o recebimento radial dos cães de pinça 232 dentro da ranhura de desengate para prover a desconexão do membro de desconexão macho 205 e do membro de desconexão fêmea 215. Uma posi- ção axial da luva de engate 216, onde a ranhura de desengate de pinça 224 na luva de engate 216 é alinhada com a pluralidade de cães de pinça 232 pode, em geral, ser denominada de uma posição de desengate de pinça. Quando uma ranhura de desengate de pinça 224 não for alinhada com os cães de pinça 232, de tal modo que os cães de pinça 232 sejam forçados a engatarem a ranhura de engate de pinça 239 do membro de desconexão fêmea 215 por uma luva de engate 216, tal posição axial da luva de engate216 poderá, em geral, ser denominada de uma posição de engate de pinça. Quando o membro de desconexão macho 205 for engatado com
o membro de desconexão fêmea 215, uma superfície troncocônica macho244 substancialmente na extremidade inferior do anel de engate de pinça de mandril de engate 237 engatará uma superfície troncocônica fêmea associa- da 234 no membro de desconexão fêmea 215. O engate das superfícies troncocônicas 234, 244 confere ressaltos de apoio de carga compressiva entre o membro de desconexão macho 205 e o membro de desconexão fê- mea 215. O movimento axial descendente depois da luva de engate 216 com relação ao mandril de engate 222 efetua a manipulação da desconexão de tubo para perfuração 30 entre a posição de engate de pinça e a posição de desengate de pinça. Durante o movimento da luva de engate 216, a luva de engate pode telescopicamente e vedantemente penetrar em uma porção inferior do furo atravessante do alojamento de desconexão de tubo para per- furação fêmea 228 axialmente abaixo da superfície troncocônica fêmea 234. A superfície interna 245 da porção inferior do furo atravessante do alojamen- to de desconexão de tubo para perfuração fêmea 228 que recebe a luva de engate 216, em combinação com a vedação 246, pode prover uma vedação hidráulica móvel entre o alojamento de desconexão fêmea 228 e a luva de engate 216.
Uma superfície superior da luva de engate 216 pode incluir um assento de desengate para vedar o engate com uma esfera de desengate .208. O engate pressurizado da esfera de desengate 208 no assento de de- sengate pode permitir o cisalhamento dos pinos de cisalhamento 220 e o movimento descendente axial da luva de engate 216 com relação ao mandril de engate 222.
A superfície externa da luva de engate 216 pode incluir uma pri- meira ranhura de anel de retentor de pino de cisalhamento circunferencial .260 que apresenta uma primeira superfície de batente superior de retentor de pino de cisalhamento 264. A primeira ranhura de anel de retentor de pino de cisalhamento 260 pode circunferencialmente acomodar o anel de retentor de pino de cisalhamento 218. O anel de retentor de pino de cisalhamento .218 inclui uma superfície de batente de anel de retentor superior 262. Depois do cisalhamento dos pinos de cisalhamento 220, um movimento descenden- te axial da luva de engate 216 com relação ao mandril de engate 222, a par- tir da posição de engate de pinça para a posição de desengate de pinça, é detido pela interferência entre a superfície de batente de anel de retentor superior 262 e a superfície de batente superior da primeira ranhura de anel de retentor de pino de cisalhamento 264. Tal posição de interferência da luva de engate 216 com relação ao mandril de engate 222 pode adequadamente alinhar a ranhura de desengate de pinça 224 com os cães de pinça 232, na posição desengatada, para permitir a desconexão do membro de descone- xão macho 205 e do membro de desconexão fêmea 215.
O membro de desconexão fêmea 215 pode incluir um orifício de receptáculo 241 para receber o membro de desconexão macho 205. A ra- nhura de engate de pinça 239 pode ser posicionada circunferencialmente em uma parede interna do orifício de receptáculo 241. Um membro de engate não-rotacional fêmea 227, conforme ilustrado nas Figuras 10 e 12, pode ser incluído com o membro de desconexão fêmea 215 para engatar um membro de engate não-rotacional macho associado 226, o membro de engate nãoro- tacional macho 226 sendo um componente preso ao membro de descone- xão macho 205. A extremidade inferior do membro de desconexão fêmea215 pode ser engatada com uma extremidade superior da porção inferior do tubo para perfuração 240.
As vedações 246, 27, dispositivos de gaxeta ou outros dispositi- vos de vedação podem ser incluídos para proverem vedações hidráulicas entre o membro de desconexão macho 205, o membro de reconexão macho225 e o membro de desconexão fêmea 215, e entre a luva de engate 216,266 e o alojamento de luva de engate superior 210. Se tornará evidente à- queles versados na técnica que uma ampla variedade de vedações e varia- ções de componente são concebíveis e podem ser aplicadas ao aparelho e às concretizações desta invenção. Conseqüentemente, nem todas as veda- ções podem ser ilustradas e/ou discutidas nesta descrição. MONTAGEM DE DESCONEXÃO DE TUBO PARA PERFURAÇÃO CONFI- GURADA PARA RECONEXÃO E UM NOVO DESENGATE
Em uma concretização preferida para a desconexão de tubo pa- ra perfuração 30, quando a desconexão de tubo para perfuração 30 tiver sido desconectada e o membro de desconexão macho 205 recuperado para o equipamento de perfuração DR, antes de reconectar o membro de desco- nexão macho 205 com o membro de desconexão fêmea 215, o membro de desconexão macho 205 poderá ser substituído por um membro de recone- xão macho 225. As Figuras 13, 14, 15 e 16 ilustram uma concretização pre- ferida do membro de reconexão macho redisposto 225. O membro de reco- nexão macho redisposto geralmente inclui componentes similares, como o membro de desconexão macho original 205 com as seguinte modificações.
O alojamento da desconexão de tubo para perfuração macho212 pode ser substituído por um alojamento de desconexão de tubo para perfuração macho 261 que apresenta portas para a inserção de um ou mais pinos de cisalhamento que podem ser cisalhados nas duas posições em ca- da pinos de cisalhamento (discutido abaixo) ou com dois conjuntos separa- dos de pinos de cisalhamento. A luva de engate original 216 é substituída por uma luva de engate 266 que apresenta uma ranhura de desengate de pinça adicional, denominada de uma ranhura de um novo desengate de pin- ça 274, circunferencialmente na superfície externa da luva de engate 266 e axialmente acima da ranhura de desengate de pinça original 224. A superfí- cie circunferencial radialmente elevada entre a ranhura de desengat de pinça .224 e a ranhura de um novo desengate de pinça 274 pode ser denominada de superfície de engate de pinça 263. A luva de engate 266 inclui uma ra- nhura adicional 275 substancialmente adjacente à primeira ranhura de reten- tor de pino de cisalhamento 260, a ranhura adicional sendo denominada de segunda ranhura de retentor de pino de cisalhamento 275. A segunda ranhu- ra de retentor de pino de cisalhamento 275 pode ser localizada na superfície externa da luva de engate 266, axialmente entre uma superfície inferior do anel de retentor de pino de cisalhamento 268 e uma superfície de batente superior de mandril de engate 270, e pode circunferencialmente abranger a superfície externa da luva de engate 266. A segunda ranhura de retentor de pino de cisalhamento 275 pode permitir o movimento da luva de engate 266 entre uma posição de engate de pinça e uma posição de um novo desengate de pinça. O anel de retentor de pino de cisalhamento 268 pode incluir uma porta para prover dois conjuntos separados de pinos de cisalhamento ou um conjunto de pinos de cisalhamento de posição duplos 269. O pino de cisa- lhamento de posição duplo 269 pode se estender a partir de uma série de portas alinhadas, a partir do alojamento de desconexão de tubo para perfu- ração macho 261 através do anel de retentor de pino de cisalhamento 268, e em uma ranhura anular na superfície externa da luva de engate 266.
Conforme ilustrado na Figura 13, um assento de engate 285 pa- ra vedantemente assentar uma esfera de engate 286 no mesmo pode ser incluído próximo da extremidade inferior da luva de engate 266, com o as- sento de engate 285 preso à uma superfície interna da luva de engate 266 no furo atravesssante da luva de engate, com o assento de engate 285 pre- so por um ou mais pinos de cisalhamento de assento de engate 287. Quan- do do engate do membro de desconexão macho 205 com o membro de des- conexão fêmea 215, a esfera de engate 286 poderá vedantemente engatar o assento de engate 285, a fim de que a luva de engate possa axialmente se mover de uma posição de desengate de pinça para uma posição de engate de pinça depois do cisalhamento do primeiro conjunto ou da porção do pino de cisalhamento duplo 269 que se estende através do retentor de pino de cisalhamento 268 para a ranhura anular na superfície externa da luva de engate 266. O cisalhamento de um ou mais pinos de cisalhamento de assen- to de engate 287 pode prover um meio para ejeção do assento de engate 285 e da esfera de engate 286 de dentro da luva de engate 266 depois do movimento da luva de engate 266 a partir da posição de desengate de pinça 20 para a posição de engate de pinça.
A extremidade superior de um tubo de extensão de luva de en- gate 280 pode ser presa à extremidade inferior da luva de engate 266 para receber e reter o assento de engate 285 e a esfera de engate 286 depois do cisalhamento e da expulsão do assento de engate 285 e da esfera de engate 286 de dentro da luva de engate 266. Uma pluralidade de fendas ou portas 282 pode ser provida no mandril de extensão de luva de engate 280 para permitir a circulação de fluido dentro do furo atravessante da coluna de tubo para perfuração 36. Um captador de esfera e assento 284 pode ser provido próximo da extremidade inferior do tubo de extensão de luva de engate 280 para prender e reter o assento de engate ejetado 285 e a esfera de engate 286 dentro do tubo de extensão de luva de engate 280, conforme ilustrado na Figura 16. Alternativamente, a luva de engate 266 pode ser provida com um assento de engate não-cisalhante integral 266 e sem qualquer mandril de extensão de luva de engate 280. Quando do emprego desta versão de uma luva de engate, a esfera de engate 286 poderá ser escoada para a su- perfície pelo fluido de circulação inverso depois da troca da luva de engate da posição de desengate para a posição de reengate.
OPERAÇÃO DE DESCONEXÃO E DE RECONEXÃO DE TUBO PARA PERFURAÇÃO Com referência às Figuras 1 e de 10 a 16, na primeira concreti- zação preferida para a instalação inicial da desconexão de tubo para perfu- ração 30, o membro de desconexão macho 205 e o membro de desconexão fêmea 215 podem ser conectados, conforme ilustrado na Figura 10, excluin- do a esfera de desengate 208, e instalados em uma coluna de tubo para per- furação 36. A luva de engate 216 pode ser axialmente posicionada, de tal forma que os cães de pinça 232 sejam engatados na ranhura de engate de pinça 239, prendendo assim o membro de desconexão de tubo para perfura- ção macho 205 com o membro de desconexão de tubo para perfuração fê- mea 215. A posição axial da luva de engate é presa por um ou mais pinos de cisalhamento 220. A desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser posi- cionada em um ponto axial na coluna de perfuração a partir do qual pode ser desejável desconectar, tal como abaixo de uma montagem de desconexão de riser de subsuperfície 10, abaixo de uma montagem de válvula de riser de subsuperfície 20, ou acima de um ponto problemático em um furo de poço, onde pode ser desejável desconectar uma porção superior do tubo para per- furação 236 de uma porção inferior do tubo para perfuração 240.
Para desconectar o membro de desconexão macho 205 do membro de desconexão fêmea 215, o mecanismo de pinça é desengatado. O fluido pode ser circulado através do furo de poço WB suficientemente para remover as partes cortadas e outros detritos. A desconexão de tubo para perfuração pode ser manipulada com o tubo para perfuração destacado do fundo, ou suspenso do fundo no furo de poço pela porção superior da coluna de perfuração, permitindo assim que a porção desconectada inferior do tubo para perfuração caia depois da desconexão. Em uma concretização preferi- da, uma esfera de desengate 208 pode ser deixada cair do equipamento de perfuração DR, através do furo atravessante da porção superior do tubo de perfuração 236 para vedantemente se assentar no assento de desengate 209, em uma superfície substancialmente superior da luva de engate 216. A pressão pode ser aplicada pelo equipamento de perfuração DR para o furo atravessante da porção superior do tubo para perfuração 236 para uma pri- meira pressão de desengate que cria força axial suficiente sobre a luva de engate 216 para cisalhar os pinos 220 entre o alojamento de desconexão de tubo de perfuração macho 212 e a luva de engate 216 para axialmente mo- ver a luva de engate para baixo a partir de uma posição de engate de pinça para uma posição de desengate de pinça. Na posição de desengate de pin- ça, a pluralidade de cães de pinça 232 pode se mover radialmente para den- tro da ranhura de desengate de pinça circunferencial 224, permitindo assim que o membro de desconexão macho 205 seja telescopicamente removido do membro de desconexão fêmea 215.
A porção superior do tubo para perfuração 236 pode então ser recuperada para o equipamento de perfuração enquanto deixa a porção infe- rior do tubo para perfuração 240 dentro do furo de poço WB. Para impedir a tração de uma "coluna molhada", um ranhura de dreno 213 pode ser provida na porção superior do alojamento de luva de engate superior 210 e uma ou mais portas de dreno 211 podem ser providas na porção superior da luva de enate 216 para permitir que o fluido na porção superior do tubo de perfura- ção 236 seja drenado enquanto a porção superior do tubo para perfuração .236 está sendo removida para o equipamento de perfuração DR.
Em uma instalação submarina, uma válvula de riser submarino pode ser fechada acima do membro de desconexão fêmea 215 a fim de con- finar a pressão e o fluido com o furo de poço WB. Além disso, uma monta- gem de desconexão de riser submarino 10 pode ser desconectada, de tal modo que o riser superior 35 possa ser recuperado para o equipamento de perfuração DR ou o equipamento possa ser movido com o riser superior suspenso abaixo do equipamento de perfuração DR.
Para reconectar a porção superior do tubo para perfuração 236 com a porção inferior do tubo para perfuração 240, o membro de descone- xão macho 205 pode ser substituído ou redisposto com o membro de reco- nexão macho 225, conforme descrito anteriormente. O membro de recone- xão macho substituído 225 pode ser telescopicamente inserido no membro de desconexão fêmea 215, conforme ilustrado na Figura 13, excluindo a es- fera de engate 286. Durante tal inserção, os cães de pinça 232 podem ser rebaixos na ranhura de desengate de pinça 224 em uma superfície externa da luva de engate 266. A luva de engate 216 no membro de reconexão ma- cho 225 pode ser adequadamente e axialmente posicionada na configuração de desengate pelo engate da superfície superior 273 na superfície externa da luva de engate 216 e uma superfície inferior do retentor de pino de cisa- Ihamento 268. Durante a inserção telescópica do membro de reconexão ma- cho 225 no membro de desconexão macho 215, o membro de engate não rotacional macho 226 pode telescopicamente engatar o membro de engate não-rotacional fêmea 227 para facilitar a rotação unitária da coluna de tubo para perfuração 236, 240.
Para engatar o membro de reconexão macho 225 com o mem- bro de desconexão fêmea 215, uma esfera de engate 286 ou outro dispositi- vo de fechamento pode ser deixado cair ou, de outro modo, disposto a partir do equipamento de perfuração DR, através do furo atravessante da porção superior do tubo para perfuração 236 para vedantemente assentar no assen- to de engate 285. A pressão pode ser aplicada ao fluido no furo atravessante da porção superior do tubo para perfuração 236, com a esfera de engate 286 e o assento de engate 285, para uma pressão de engate. A pressão de en- gate é suficiente para cisalhar uma primeira posição de cisalhamento no pino de cisalhamento de posição duplo 269 ou o primeiro conjunto de pinos de cisalhamento separados, entre a luva de engate e o anel de retentor de pino de cisalhamento 268. Quando a primeira posição de cisalhamento no pino de cisalhamento de posição de cisalhamento duplo 269 cisalhar, ou o primei- ro conjunto de pinos de cisalhamento separados cisalhar, a luva de engate .266 poderá axialmente se mover para baixo a partir da posição de desenga- te de pinça para a posição de engate de pinça. O movimento descendente da luva de engate 266 poderá ser capturado, quando a superfície de batente superior de uma primeira ranhura de retentor de pino de cisalhamento 264 interferir com a superfície de batente de anel de retentor superior 262 ou se engatar com a mesma.
Em tal posição axial da luva de engate, a superfície de engate de pinça 263 na superfície externa da luva de engate 266 pode engatar uma porção interna de cada cão de pinça 232, fazendo com que cada cão de pin- ça 232 permaneça posicionado radialmente para fora e engate a ranhura de desengate de pinça 224. A superfície de batente de cão de pinça 233 engata os cães de pinça 232 para proibir a separação axial do membro de descone- xão macho 225 e o membro de desconexão fêmea 215, e o ressalto de a - poio de carga na base dos cães de pinça 232 pode engatar um lado superior do apoio de carga do anel de engate de pinça 237 da porção do mandril de engate 222, prendendo assim o membro de reconexão macho 255 com o membro de desconexão fêmea 215.
Depois do engate do mecanismo de pinça 230, a pressão no fu- ro atravessante do tubo para perfuração superior 236 pode ser adicional- mente aumentada a partir da pressão de engate com relação à uma pressão de ejeção de esfera e assento. A pressão de ejeção de esfera e assento po- de ser suficiente para provocar a força descendente axial sobre a esfera de engate 286 e o assento de engate 285 para cisalhar o pino de cisalhamento de assento de engate 287. Quando o pino de cisalhamento de assento de engate 287 for cisalhado, o assento de engate 285 e a esfera de engate 286 poderão se mover axialmente para baixo através do furo atravessante na porção inferior da luva de engate 266, para fora da extremidade inferior da luva de engate 266, através de uma porção superior do tubo de extensão de luva de engate 280 e para uma porção inferior do tubo de extensão de luva de engate 280. A esfera de engate ejetada 286 e o assento de engate 285 podem ser capturados dentro da porção inferior do tubo de extensão de luva de engate 280 e retidos aí pelo captador de esfera e assento 284. Uma ou mais portas 282 através do tubo de extensão de luva de engate 280 podem permitir a transmissão de fluido através do tubo de perfuração 36 e do furo atravessante da desconexão de tubo de perfuração 30, para uma broca ou outra ferramenta na extremidade inferior do tubo para perfuração 36. Como uma alternativa ao cisalhamento do assento de engate 285 e da esfera de engate 286 e à ejeção dos mesmos no tubo de extensão de luva de engate .280, a esfera 286 pode ser recuperada para a superfície por outro meio, tal como com fluido de circulação inversa ou com ferramentas, antes do cisa- lhamento do assento 285. Tal configuração representa assim a configuração de operação normal para uma concretização preferida da desconexão de tubo para perfu- ração 30, depois da reconexão do membro de reconexão macho 225 com o membro de desconexão fêmea 215.
Para desconectar a desconexão de tubo para perfuração 30 uma segunda vez, conforme ilustrado na Figura 16, uma esfera de um novo de- sengate poderá ser deixada cair através do furo atravessante na porção su- perior do tubo para perfuração 236 para ser vedantemente assentada no assento de um novo desengate 259, o assento de um novo desengate posi- cionado substancialmente em uma superfície superior da luva de engate 266. A pressão pode ser aplicada no furo atravessante da porção superior do tubo para perfuração 236 para uma pressão de um novo desengate. A pressão de um novo desengate pode ser suficiente para fazer com que a força descendente axial sobre o assento de um novo desengate 259 e a es- fera de um novo desengate 258 cisalhem o segundo conjunto de pinos de cisalhamento separados ou o pino de cisalhamento de posição de cisalha- mento duplo na segunda posição de cisalhamento. Quando o conjunto sepa- rado de pinos de cisalhamento ou pino de cisalhamento de posição de cisa- lhamento duplo 269 for cisalhado na segunda posição de cisalhamento, a luva de engate poderá se mover axialmente para baixo a partir de uma posi- ção de engate de pinça para uma posição de desengate de pinça. Na posi- ção de um novo desengate de pinça, os cães de pinça 232 podem ser ali- nhados com a ranhura de um novo desengate de pinça 274, de tal modo que os cães de pinça possam se mover radialmente para dentro na direção da luva de engate 266 e ser parcialmente rebaixados na ranhura de um novo desengate de pinça 224. O movimento descendente da luva de engate pode ser capturado pelo engate da superfície de batente de anel de retentor infe- rior 271 com a superfície de batente superior de mandril de engate 270. O membro de reconexão macho 225 pode ser telescopicamente retirado do membro de desconexão fêmea pela força de tração axial no equipamento de perfuração DR, permitindo a recuperação da porção superior do tubo de per- furação 236 para o equipamento de perfuração DR. Concretizações alternativas para a desconexão de tubo para perfuração podem prover componentes e meios para manipular componen- tes similares à luva de engate 216 ou 266 no lugar de esferas e assentos, e pressão hidráulica, tal como por mandril ou barras em um cabo de arame, ou outras ferramentas conduzidas por cabo de arame. A recuperação de esfe- ras ou de outros dispositivos de manipulação pode ser empregada para evi- tar deixar uma esfera na desconexão de tubo para perfuração durante a per- furação do poço ou operações, ou quando da tração da porção superior do tubo para perfuração 236 depois da desconexão, para impedir a recupera- ção de uma "coluna molhada". Uma concretização alternativa funciona dei- xando cair um dispositivo recuperável para vedar um ou mais dos assentos para manipulação da luva de engate 216, 266, que podem ser posteriormen- te recuperados no cabo de arame para evitar deixar uma esfera de engate na desconexão de tubo para perfuração 30. Um válvula a dardo ou vertical pode alternativamente ser deixada cair no lugar de uma esfera. Uma concre- tização pode incluir um meio para recuperar a esfera de engate depois da manipulação da luva de engate 226, tal como com um magneto, ou com a inversão do fluxo de fluido para recuperar a esfera em um captador ou cesto para recuperação da esfera.
A desconexão de tubo para perfuração 30 pode ser manipulada entre as posições engatada e desengatada, com a coluna de tubo para per- furação 36 destacada do no fundo do furo de poço WB. Também, a desco- nexão de tubo para perfuração 30 pode ser manipulada entre as posições engatada e desengatada com o tubo para perfuração suspenso do fundo do furo de poço WB1 no furo de poço WB. O peso do tubo para perfuração sus- penso abaixo da desconexão pode meramente exigir uma pressão hidráulica adicional para ser desconectado, quando o tubo para perfuração for suspen- so do fundo do furo de poço WB.
Em concretizações alternativas para a desconexão de tubo para perfuração 30, o mecanismo de pinça pode ser substituído por um mecanis- mo de engate mecânico ou hidráulico diferente, tal como um mecanismo tipo agarre. Também, o membro de desconexão macho 205, 225 e o membro de desconexão fêmea 215 podem ser invertidos, de tal modo que o membro de desconexão macho 205, 225 possa ser preso à porção inferior do tubo para perfuração 240 e o membro de desconexão fêmea 215 possa ser preso à porção inferior do tubo para perfuração 236. Concretizações alternativas po- dem também ser montadas com componentes que são interconectados por meio de outros componentes de interconexão geralmente macho e fêmea.
A desconexão de tubo para perfuração 30 é geralmente aplicá- vel a poços de perfuração localizados tanto na direção da costa como ao largo. Além disso, o dispositivo de desconexão de tubo para perfuração é geralmente denominado aqui de desconexão de tubo para perfuração, este dispositivo podendo também ser empregado com tubo para perfuração usa- do nas operações de extração, com uma "coluna de trabalho" que é geral- mente tubular. A desconexão de tubo para perfuração pode ser posicionada abaixo de uma coluna de equipamento para evitar explosões para facilitar a desconexão do tubo para perfuração em uma localização na coluna de per- furação que pode estar relativamente próxima do equipamento, de tal modo que, subseqüentemente, aríetes cegos possam ser fechados, vedando as- sim o interior do furo de poço abaixo da pilha de equipamento para evitar explosões. Tal opção de economia de tempo pode ser desejável em uma situação de controle de poço. Tal ação pode também minimizar a quantidade de tubo que tem que ser desengatada do poço para o piso do equipamento.
O dispositivo de desconexão de tubo para perfuração pode al- ternativamente ser adaptado para uso no ajuste de revestimentos ou outros membros tubulares de furo descendente, onde pode ser desejável confia- velmente desconectar uma porção superior dos tubulares a partir de uma porção inferior dos tubulares para deixar a porção inferior dos tubulares den- tro do furo de poço.
O dispositivo de desconexão, conforme descrito aqui, pode tam- bém ser utilmente empregado como um dispositivo de segurança para perfu- ração em ambientes de alto risco, onde o risco de cravação tubo, o colapso de um furo de poço, rasgos de chaveta do tubo para perfuração no furo de poço ou outros riscos prejudiciais à perfuração que perdem uma porção infe- rior do tubo no orifício. Em tais exemplos, este dispositivo pode ser posicio- nado dentro da coluna tubular, de tal modo que o dispositivo de desconexão possa permanecer acima do ponto de risco para prover um furo ascendente de ponto de desconexão rápido e confiável a partir da região de furo de poço perigosa.
O engate não-rotacional pode ser alternativamente provido pelos componentes no lugar dos componentes de engate macho e fêmea, tal co- mo chaves de intertravamento, cães ou qualquer outro componente. Quando os componentes não-rotacionais macho e fêmea foram engatados, o com- ponente macho poderá ser preso ou à porção superior do tubo para perfura- ção ou à porção inferior do tubo para perfuração, com o componente de en- gate não-rotacional fêmea preso à outra porção superior ou inferior do tubo para perfuração.
A desconexão de tubo para perfuração pode prover a habilidade para adicionalmente prolongar um furo atravessante de "alcance estendido" além do ponto no qual toda a coluna de tubo para perfuração pode ser recu- perada para o equipamento através de força de tensão. Em tal exemplo, quando um acabamento de orifício aberto puder ser economicamente possí- vel, uma porção da coluna de tubo para perfuração poderá ser abandonada dentro de uma seção inferior do furo do poço, e a porção superior da coluna de perfuração recuperada.
Uma concretização alternativa da desconexão de tubo para per- furação pode prover a manipulação de uma luva de engate por um meca- nismo do que hidraulicamente com esferas e assentos. Uma luva de engate pode ser manipulada por uma válvula vertical, a dardo ou de haste que pode vedantemente engatar um assento para a manipulação hidráulica da luva de engate. Tal válvula vertical, a dardo ou de haste pode ser recuperável no cabo de arame ou, de outro modo, tal como o bombeamento inverso do componente para fora da coluna de tubo para perfuração. Uma haste ou bar- ra de peso pode engatar um ressalto de apoio de carga com força de peso de massa suficiente para manipular a luva de engate. Concretizações alter- nativas podem eliminar a luva de engate por completo e prover um meca- nismo de pinça ou outro mecanismo de engate e desengate, o que não exige que um componente de luva de engate efetue o engate dos membros de desconexão superior e inferior.
Pode ser provida uma concretização de uma desconexão de tu- bo para perfuração, a qual elimina o assento de engate, a esfera de engate e o tubo de extensão, provendo assim um furo atravessante aberto, através da ferramenta de desconexão. Tal furo atravessante aberto pode prover acesso para as ferramentas, instrumentos e materiais que não passariam, de outra maneira, através das portas no tubo de extensão, passarem através do dis- positivo de desconexão para a porção inferior do tubo para perfuração.
Pinos de cisalhamento podem ser eliminados em favor de outros componentes de retentor e desengate. A desconexão de tubo para perfura- ção pode ser configurada para manipulação entre as porções de engate e desengate por uma combinação de forças axial, rotacional e hidráulica. Con- cretizações alternativas podem também ser configuradas, as quais conferem a substituição de cada pino de cisalhamento duplo com os dois pinos de ci- salhamento separados.
As concretizações descritas aqui e outras concretizações desta- invenção são descritas em uma ausência de linhas hidráulicas entre estas concretizações e um equipamento de perfuração. E um benefício significati- vo desta invenção o de que linhas hidráulicas entre as montagens de equi- pamento e de furo descendente podem ser omitidas. Pode ser apreciado por aqueles versados na técnica que as linhas hidráulicas podem alternativa- mente ser providas para vários usos ou aplicações, incluindo as montagens ou concretizações descritas, ou com outros componentes ou montagens empregadas em conjunção com estas concretizações. Por exemplo, uma aplicação para simultaneamente empregar linhas hidráulicas em conjunção com o emprego de uma ou mais das montagens descritas pode ser escolhi- da em uma instalação de águas rasas, ou para prover uma força da manipu- lação adicional para o membro de vedação de válvula de riser para cisalhar o tubo para perfuração. Linhas hidráulicas não se destinam a serem impedi- das de serem usadas; contudo, as concretizações descritas podem prover uma alternativa mais atraente que permite excluir as linhas hidráulicas.
Pode ser apreciado que as diversas mudanças aos detalhes das concretizações, processos e sistemas ilustrados descritos aqui podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção. Enquanto as concretizações preferidas da presente invenção foram descritas e ilustradas em detalhes, é evidente que ainda irão ocorrer àqueles versados na técnica modificações e adaptações adicionais das concretizações preferidas e alternativas. Entre- tanto, deve ser expressamente entendido que tais modificações e adapta- ções estejam dentro do espírito e escopo da presente invenção, que é expli- cada nas reivindicações anexas.
Claims (32)
1. Conjunto de desconexão de riser submarino para conectar um riser inferior, que se estende para baixo através do leito do mar (SB) e den- tro de um furo de poço submarino (WB)1 com um riser superior (35) que se estende para baixo a partir de um equipamento de perfuração (DR) até o conjunto de desconexão de riser submarino (10), de tal modo que o conjunto de desconexão de riser submarino (10) possa ser seletivamente ativada para desengatar uma extremidade inferior do riser superior (35) a partir de uma extremidade superior do riser inferior (28), compreendendo: um membro de desconexão macho (12) que apresenta um eixo central; um membro de desconexão fêmea (18) para receber o membro de conexão macho (12) no mesmo, os membros de desconexão macho (12) e de desconexão fêmea (18) sendo presos respectivamente à extremidade inferior do riser superior (35) e à extremidade superior do riser inferior (28); e uma vedação (14) para vedar entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea (18); caracterizado pelo fato de compreender ainda: um dispositivo de interconexão de riser (40) compreendendo um mecanismo de pinça (60) que possui elementos de pinça (76, 78) em um entre o referido membro de desconexão macho (12) e o referido membro de desconexão fêmea (18) e meios de cooperação de pinça (82) no outro entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea (18) para criar uma interconexão mecânica entre os referidos membros de desconexão (12, 18) quando o conjunto de desconexão de riser (28) está numa posição de conexão; e meios de desconexão de pinça (62) para interromper a coopera- ção entre os elementos de pinça (76, 78) e os meios de cooperação de pin- ça (82) em uma posição de desengate do conjunto de desconexão de riser (10), os meios de desconexão de pinça (62) sendo acionáveis em resposta ao movimento alternado do riser superior (35) com relação ao riser inferior (28).
2. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um dispositivo de bloqueio de desconexão de riser submarino (50) para impedir o movimento inadvertido do conjunto de desconexão de riser submarino (10) para a posição de desengate, quando o dispositivo de bloqueio de desconexão (50) estiver na posição travada, e para permitir o movimento do conjunto de desconexão de riser submarino (10) para a posi- ção de desengate, quando o dispositivo de bloqueio de desconexão (50) es- tiver em na posição destravada.
3. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: o dispositivo de bloqueio de desconexão (50) se estende radial- mente para fora de uma superfície externa de um dos membros de descone- xão macho (12) e fêmea (18) para manipulação mediante um ROV submari- no da posição travada para a posição destravada.
4. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato compreender ainda: uma trava de conexão de riser (50) deslocável de uma posição travada na qual o movimento axial do riser superior (35) em relação ao riser inferior (28) é limitado e uma posição liberada na qual o riser superior (35) é deslocável axialmente em relação ao riser inferior (28) em resposta a movi- mento axial substancial do riser superior (35) em relação ao riser inferior (28), permitindo a manipulação do riser superior (35) a partir da superfície para liberar o riser superior (35) do riser inferior (28).
5. Conjunto de desconexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que: os referidos elements de pinça são localizados no membro de desconexão macho (12) e compreendem um anel de pinça (72) circunferen- cialmente espaçado em torno do lado de fora de um mandril de engate (62), uma pluralidade de lingüetas de pinça (76) que se estendem axialmente a partir do anel de pinça (72), cada lingüeta de pinça (76) incluindo um cão de pinça (78); os referidos meios de cooperação de pinça compreendem uma ranhura de engate de pinça (82) no membro de desconexão fêmea (18) para engate pelos cães de pinça (78), os lingüetas de pinça (76) e os cães de pinça (78) sendo deslocáveis radial, giratória e axialmente entre a mencio- nada posição de conexão e a posição de desengate, a ranhura de engate de pinça (82) provendo uma superfície batente para os cães de pinça (78); e os referidos meios de desconexão de pinça compreendem o mandril de engate (62).
6. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de pinça (60) coopera com uma fenda (63) no mandril de engate (62), de tal modo que o mecanismo de pinça (60) seja axial e giratoriamente móvel entre a posição de engate e a posição de desengate em resposta ao movimento substancialmente axial do riser superior (35) com relação ao riser inferior (28).
7. Conjunto de desconexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma válvula de riser submarino posicionada abaixo da descone- xão de riser submarino (20) para vedar um interior de um riser inferior (28), quando o conjunto de desconexão estiver na posição de desengate.
8. Conjunto de desconexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a válvula de riser submarino (20) inclui um membro de esfera (120) girável entre uma posição aberta e uma posição fechada em resposta à tensão axial no conjunto de desconexão de riser submarino (10).
9. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreende ainda: um dispositivo de bloqueio de válvula de riser submarino (150) para impedir o movimento prematuro do membro de esfera (120).
10. Conjunto de desconexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma desconexão de tubo para perfuração (30) para seletivamen- te desconectar uma porção inferior de uma coluna de tubos para perfuração (36) a partir de uma porção superior da coluna de tubos (36), de tal modo que a porção superior da coluna de tubos para perfuração (36) seja seleti- vamente desconectada da porção inferior da coluna de tubos para perfura- ção antes que o membro de desconexão macho (12) seja desengatado do membro de desconexão fêmea (18).
11. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a desconexão de tubo para perfuração (30) é configurada para a re-conexão da porção superior da coluna de tubos para perfuração (36) com a porção inferior depois de serem desconectadas.
12. Desconexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um cabeçote de engate de chaveta não-rotacional (340), que apresenta um furo atravessante e que é preso a um entre o membro de des- conexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea (18); e um membro de chaveta não-rotacional, que apresenta um furo atravessante e que é preso ao outro do membro de desconexão macho (12) e do membro de desconexão fêmea (18) para engatar o cabeçote de engate de chaveta não-rotacional (340) e permitir a rotação do riser inferior (28) me- diante a rotação do riser superior (35) a partir do equipamento de perfuração (DR).
13. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um corpo de válvula (110) preso ao riser inferior (28), o corpo de válvula (110) apresentando um furo atravessante em comunicação de fluido com a porção interna do riser inferior (28); um membro de vedação de válvula (120) móvel dentro do corpo de válvula (110) a partir de uma posição aberta de válvula para uma posição fechada de válvula; um ou mais assentos de válvula (122) no corpo de válvula (110) para formar uma vedação hidráulica entre o corpo de válvula (110) e o membro de vedação de válvula (120); e um membro de atuação de válvula (118) axialmente móvel com relação ao corpo de válvula (110) e conectado ao membro de vedação de válvula (120) para mover o membro de vedação de válvula (120) entre a po- sição fechada de válvula e a posição aberta de válvula em resposta ao mo- vimento axial, no equipamento de perfuração (DR)1 do riser superior (35) com relação ao riser inferior (28).
14. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um conector entre o membro de atuação de válvula (118) e o membro de vedação de válvula (120) para mover o membro de vedação de válvula (118) entre a posição fechada de válvula e a posição aberta de vál- vula em resposta ao movimento axial do membro de atuação de válvula (118).
15. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um pino de articulação (130) que conecta o membro de atuação de válvula (118) e um adaptador de pino de articulação (128) que conecta o pino de articulação (130) com o membro de vedação de válvula (120).
16. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 13, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de o membro de vedação de válvula (120) compreende ainda: um membro de esfera (120) girável em torno de um eixo (121), entre a posição aberta de válvula e a posição fechada de válvula.
17. Conjunto de desconexão, de acordo com a reivindicação 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um dispositivo de bloqueio de válvula de riser submarino entre (153) deslocável entre uma posição travada de válvula para impedir o movi- mento axial do membro de atuação de válvula (118) e uma posição destra- vada de válvula para permitir o movimento axial do membro de atuação de válvula (118).
18. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, que vedantemente conecta um riser inferior (28) que se estende para baixo através do leito do mar (SB) para um furo de po- ço submarino (WB)1 com um riser superior (35) que se estende para baixo a partir de um equipamento de perfuração flutuante (DR) até o conjunto de desconexão de riser submarino, o riser inferior (28) sendo preso dentro do furo de poço (WB), o processo compreendendo: a conexão de um membro de desconexão macho (12) a um en- tre o riser superior (35) e o riser inferior (28); a conexão de um membro de desconexão fêmea (18) ao outro do riser superior (35) e do riser inferior (28); a interconexão mecânica do membro de desconexão macho (12) com o membro de desconexão fêmea (18); e a vedação entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea interconectado (18); caracterizado pelo fato de compreender: a aplicação de um movimento alternado ao riser superior (35) com relação ao riser inferior (28) a partir do equipamento de perfuração (DR) para desengatar a interconexão mecânica entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea (18); e a tração do riser superior (35), a partir do equipamento de perfu- ração (DR)1 em afastamento do riser inferior (28) para separar o riser superi- or (35) do riser inferior (28).
19. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de compreender ainda: o bloqueio do dispositivo de interconexão de riser com um dis- positivo de bloqueio móvel (50) para impedir a desconexão involuntária do membro de desconexão macho (12) do membro de desconexão fêmea (18).
20. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a manipulação do dispositivo de bloqueio (50) com o uso de um ROV submarino.
21.Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 18, 19 ou 20, ca- racterizado pelo fato de compreender ainda: a interconexão de um entre o riser superior (35) e o riser inferior (280 mediante o uso de um mecanismo de pinça (60) para conectar o mem- bro de desconexão macho (12) com o membro de desconexão fêmea (18), quando o mecanismo de pinça (60) estiver em uma posição de engate, e para desengatar o membro de desconexão macho (12) a partir do membro de desconexão fêmea (18), quando o mecanismo de pinça (60) estiver em uma posição de desengate; e a orientação do movimento axial e rotacional do mecanismo de pinça (600) por meio de uma fenda (63) em um mandril de engate (62).
22.Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 18, 19, 20 ou 21, caracterizado pelo fato de compreender ainda: o posicionamento de uma válvula de riser submarino (20) abaixo de um conjunto de desconexão de riser submarino para vedar um interior do riser inferior (28), quando o conjunto de desconexão de riser submarino (10) estiver em uma posição de desconexão; e a abertura da válvula de riser submarino (20) abaixo do conjunto de desconexão de riser submarino para abrir um furo atravessante no furo de poço (WB) com relação a um furo atravessante do riser, através da apli- cação de tração axial a pelo menos um do conjunto de desconexão de riser submarino (10) e da válvula de riser submarino (20).
23. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender ainda: o bloqueio da válvula de riser submarino (20) para impedir a atu- ação inadvertida da válvula de riser submarino (20) ao impedir o movimento de um membro de atuação de válvula com o uso de um dispositivo de blo- queio de válvula.
24. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desço- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações .18 a 23, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a reconexão do membro de desconexão macho (12) como o membro de desconexão fêmea (18) através do re-engate do membro de desconexão macho (12) com o membro de desconexão fêmea (18).
25. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações .18 a 24, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a fixação de um cabeçote de engate de chaveta não-rotacional (340) a um entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de des- conexão fêmea (18); a fixação de um membro de chaveta não-rotacional (346) ao ou- tro entre o membro de desconexão macho (12) e o membro de desconexão fêmea (18); o engate do cabeçote de engate de chaveta não-rotacional (340) com o membro de chaveta não-rotacional (346); e a rotação do riser superior (35), a partir do equipamento de per- furação (DR), mediante a rotação do riser inferior.
26. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações .18 a 25, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a fixação de um corpo de válvula (110) ou de um membro de atuação de válvula (118) ao riser inferior (28), o corpo de válvula (110) e o membro de atuação de válvula (118) apresentando, cada qual, um furo atra- vessante em comunicação de fluido com um interior do riser inferior (28); o movimento axial do outro entre o corpo de válvula (110) e o membro de atuação de válvula (118), com relação ao riser inferior (28) me- diante o uso do equipamento de perfuração (DR), para mover um membro de vedação de válvula (120) entre uma posição fechada de válvula e uma posição aberta de válvula; e a vedação do interior do riser inferior (28) mediante o membro de vedação de válvula (120) dentro do corpo de válvula (110).
27. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de compreender ainda: deslocar o membro de vedação de válvula (120) entre a posição de válvula fechada e a posição de válvula aberta em resposta ao movimento axial do membro de atuação de válvula (118), com relação ao riser inferior (28).
28. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com a reivindicação 26 ou 27, caracte- rizado pelo fato de que a vedação do interior do riser inferior (28) mediante o membro de vedação de válvula (120) dentro do corpo de válvula (110) inclui a rotação de um membro de esfera (120) em torno de um eixo, entre a posi- ção aberta de válvula e a posição fechada de válvula.
29. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações26 a 28, caracterizado pelo fato de compreender ainda: o bloqueio do movimento axial do membro de atuação de válvula (118) com relação ao alojamento de válvula (110) , com um dispositivo de bloqueio, para impedir a atuação inadvertida do membro de vedação de vál- vula entre a posição aberta de válvula e a posição fechada de válvula.
30. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações26 a 28, caracterizado pelo fato de que de compreender ainda: o posicionamento de uma válvula de riser submarino (120) abai- xo de um conjunto de desconexão de riser submarino para vedar um interior do riser inferior (28), quando o conjunto de desconexão de riser submarino estiver em uma posição de desconexão; e a abertura da válvula de riser submarino (120) abaixo do conjun- to de desconexão de riser submarino para abrir um furo atravessante no ri- ser inferior (28) com relação a um furo atravessante do riser superior (35) , através do movimento axial do riser superior (35) com relação ao riser inferi- or (28).
31. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações .26 a 30, caracterizado pelo fato de que de compreender ainda: o posicionamento de uma válvula de riser submarino (120) abai- xo de um conjunto de desconexão de riser submarino para vedar um interior do riser inferior (28) , quando o riser superior (350 e uma porção de riser su- perior do conjunto de desconexão de riser submarino forem desconectados do riser inferior (28) e de uma porção de riser inferior do conjunto de desco- nexão de riser submarino; a conexão da porção de riser superior do conjunto de descone- xão de riser submarino com uma porção inferior d63 po conjunto de desco- nexão de riser submarino; e a abertura da válvula de riser submarino (120) abaixo do conjun- to de desconexão de riser submarino para abrir um furo atravessante no ri- ser inferior (28) com relação a um furo atravessante do riser superior (35), através do movimento axial do riser superior (35) com relação ao riser inferi- or (28).
32. Processo de conectar e desconectar um conjunto de desco- nexão de riser submarino, de acordo com qualquer uma das reivindicações .25 a 30, caracterizado pelo fato de que de compreender ainda: impulsionar o membro de vedação de válvula (120) no sentido de fechamento para vedar um interior do riser inferior (28) na ausência de tensão axial no riser superior (35).
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