BR0300351B1

BR0300351B1 - " conjunto de controle hidráulico para acionar um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável"

Info

Publication number: BR0300351B1
Application number: BRPI0300351-5A
Authority: BR
Inventors: Michael W Meaders
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2002-02-11
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2014-07-29
Also published as: GB2421530A; NO325845B1; GB2412680A; GB2385075A; GB2385075B; BR122013021471B1; GB0603671D0; US20030150619A1; SG106124A1; BR0300351A; GB2412680B; US6702025B2; NO20030662D0; NO20030662L; GB0302668D0; GB0512204D0; GB2421530B

Description

"CONJUNTO DE CONTROLE HIDRÁULICO PARA ACIONAR UM

DISPOSITIVO DE FURO DE SONDAGEM HIDRAULICAMENTE CONTROLÁVEL" Campo Técnico da Invenção A presente invenção se relaciona, em geral, a um controle para atuar sobre um dispositivo de furo de sondagem ("downhole"), em particular, a um conjunto hidráulico para atuar em um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável usando um intensificador submarino de fluido hidráulico.

Histórico da Invenção Sem limitar o escopo da presente invenção, o histórico da invenção será descrito com referência a uma válvula de segurança sub-superficial tomada como exemplo.

As válvulas de segurança sub-superficiais são comumente usadas para fechar poços de óleo e gás no evento de falhas ou condições perigosas na superfície do poço.

Tais válvulas de segurança são tipicamente instaladas na tubulação de produção e operam bloqueando o fluxo de fluido de formação ascendente. As válvulas de segurança sub-superficiais proveem um fechamento automático do fluxo de produção em resposta a uma variedade de condições de segurança fora-de-faixa que podem ser detectadas ou indicadas na superfície. Por exemplo, as condições de segurança incluem incêndio na plataforma, condições de alta ou baixa temperatura ou pressão na linha de fluxo, ou sobrecarga ("override") operacional.

Durante a produção, a válvula de segurança sub- superficial é tipicamente mantida aberta aplicando uma pressão de fluido hidráulico conduzida à válvula de segurança sub-superficial através de um duto de controle auxiliar que se estende ao longo de uma coluna de tubos dentro do espaço anular entre a tubulação e o revestimento do poço. Por exemplo, as válvulas de segurança sub-superficiais do Lipo chapeleta utilizam uma placa de fechamento que é atuada através do movimento longitudinal de um pistão do tipo haste ou tubular hidraulicamente atuado. A placa de fechamento da válvula de chapeleta é mantida na posição de válvula aberta através de um tubo operador que é estendido pela aplicação de pressão hidráulica sobre o pistão.

Tipicamente, uma bomba na superfície pressuriza o fluido hidráulico a partir de um reservatório de fluido hidráulico que também se encontra na superfície. 0 fluido hidráulico de alta pressão é então fornecido através de um duto de controle para uma câmara de pressão de volume variável na válvula de segurança sub-superficial para atuar contra a cabeça do pistão. Quando, por exemplo, a produção da pressão de fluido sobe acima ou cai abaixo de um predeterminado nível, a pressão de controle hidráulico é aliviada de modo que pistão e o tubo operador sejam retraídos para a posição de fechamento da válvula por meio de uma mola de retorno. A placa de chapeleta é então girada para a posição de válvula fechada por, por exemplo, uma mola de torção ou um membro tensionador.

Descobriu-se, no entanto, que como os poços de óleo e de gás sendo perfurados em águas profundas, a pressão hidrostática da coluna de fluido hidráulico no duto de controle se aproxima da pressão de fechamento das típicas válvulas de segurança sub-superficiais. Consequentemente, são requeridas molas mais fortes para gerar a pressão de fechamento necessária de modo que a válvula de segurança sub-superficial instalada em um poço de águas profundas, possa ser operada para a posição fechada. Descobriu-se, no entanto, que o uso destas molas mais fortes aumentam a pressão de abertura requerida para operar a válvula de segurança sub-superficial a partir da posição fechada para a posição aberta, bem como a pressão requerida para manter a válvula de segurança sub-superficial na posição aberta. Isto, por sua vez, requer que todo o sistema hidráulico usado para controlar estas válvulas de segurança sub-superficiais de águas profundas deva ser operado em uma pressão mais alta.

Por conseguinte, surge a necessidade de um aparelho e um método para atuar sobre válvulas de segurança sub- superficiais instaladas em poços de águas profundas, cuja pressão hidrostática da coluna do fluido hidráulico no duto de controle não se aproxime da pressão de fechamento das válvulas de segurança sub-superficiais. Ainda, surge uma necessidade que tal aparelho e método não requeiram o uso de molas mais fortes na válvula de segurança sub- superficial para gerar elevadas pressões de fechamento.

Adicionalmente, surge a necessidade de que tal aparelho e método não requeira o uso de sistemas hidráulicos tendo elevadas pressões de operacionais para gerar elevadas pressões de abertura e travamento requeridas para superar as maiores forças de mola das molas mais fortes.

Sumário da Invenção A presente invenção aqui descrita compreende um conjunto e um método de controle hidráulico para atuar sobre um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável que é instalado em um poços de águas profundas. Usando o conjunto de controle hidráulico da presente invenção, a pressão hidrostática da coluna do fluido hidráulico no duto de controle não se aproxima, por exemplo, da pressão de fechamento da válvula de segurança sub-superficial. Consequentemente, a válvula de segurança sub-superficial instalada em poços de águas profundas usando o conjunto de controle hidráulico da presente invenção não requer o uso de molas mais fortes para fechamento e não requer pressões de abertura hidráulicas elevadas. 0 conjunto de controle hidráulico da presente invenção inclui uma fonte de fluido hidráulico localizada sobre uma instalação de superficie que é usada para suprir fluido hidráulico de baixa pressão. Um conjunto de cabo umbilical é acoplado à fonte de fluido hidráulico. 0 conjunto de cabo umbilical provê uma passagem de fluido de suprimento para o fluido hidráulico de baixa pressão.

Um intensificador submarino que é operavelmente associado com um cabeçote de poço submarino é acoplado ao conjunto de cabo umbilical. 0 intensificador submarino recebe o fluido hidráulico de baixa pressão a partir do conjunto de cabo umbilical e pressuriza o fluido hidráulico de baixa pressão em um fluido hidráulico de alta pressão adequado para atuar no dispositivo hidraulicamente controlável. 0 intensificador submarino pode ter uma dentre diversas fontes de energia. Uma fonte de energia hidráulica de superfície pode ser acoplada ao intensificador submarino através de um conjunto de cabo umbilical ou uma fonte de energia elétrica de superfície pode ser acoplada ao intensificador submarino através do conjunto de cabo umbilical.

Em uma outra configuração da presente invenção, o conjunto de controle hidráulico da presente invenção inclui uma fonte de fluido hidráulico submarina.

Um intensificador submarino é operável para converter o fluido hidráulico de baixa pressão a partir da fonte submarina de fluido hidráulico em um fluido hidráulico de alta pressão adequado para atuar no dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável. Um conjunto de cabo umbilical pode ser acoplado entre a instalação de superfície e o intensificador submarino para prover energia elétrica para o intensificador submarino.

Alternativamente, uma batería submarina pode prover energia elétrica, neste caso o intensificador submarino pode ser controlado por telemetria sem-fio. 0 método da presente invenção inclui o armazenamento de um fluido hidráulico em um reservatório localizado em uma instalação de superfície, suprindo fluido hidráulico de baixa pressão, a partir do reservatório, via um conjunto de cabo umbilical para um intensificador submarino que está operavelmente associado com um cabeçote de poço submarino e a conversão do fluido hidráulico de baixa pressão em fluido hidráulico de alta pressão adequado para atuar sobre no dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável. Alternativamente, o método inclui o armazenamento do fluido hidráulico em um reservatório submarino, a pressurização do fluido hidráulico com um intensificador submarino e a atuação do dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável.

Breve Descrição dos Desenhos Para um entendimento mais completo das características e vantagens da presente invenção, faz-se referência à descrição detalhada da invenção junto com as figuras em anexo, nas quais os números correspondentes nas diferentes figuras referem-se a partes correspondentes e, nas quais: A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma plataforma de produção em mar aberto ("off-shore") operando um conjunto de controle hidráulico da presente invenção; A figura 2 é uma vista em elevação lateral de um conjunto de cabo umbilical de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção; A figura 3 é um diagrama de circuito de fluido ilustrando uma configuração de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção, onde a fonte de fluido hidráulico está posicionada em uma instalação de superfície; A figura 4 é um diagrama de circuito de fluido ilustrando uma outra configuração de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção, onde a fonte hidráulica está posicionada em uma instalação de superfície; A figura 5 é um diagrama de circuito de fluido ilustrando uma configuração adicional de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção, onde a fonte hidráulica está posicionada em uma localização submarina; A figura 6 é um diagrama de circuito de fluido ilustrando ainda uma outra configuração de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção, onde a fonte hidráulica está posicionada em uma localização submarina; e A figura 7 é um diagrama de circuito de fluido ilustrando ainda uma configuração adicional de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção onde a fonte hidráulica está posicionada em uma localização submarina.

Descrição Detalhada da Invenção Embora a execução e uso de várias configurações da presente invenção estejam discutidos em detalhes abaixo, deve ser apreciado que a presente invenção provê muitos conceitos inventivos aplicáveis os quais podem ser incorporados em uma ampla variedade de contextos específicos. As configurações específicas aqui discutidas são meramente ilustrativas de formas específicas para executar e utilizar a invenção e não delimitam o escopo da presente invenção.

Referindo-se inicialmente à figura 1, o conjunto de controle hidráulico em uso durante uma operação de produção em mar aberto é ilustrado esquematicamente e geralmente referido por 10. Uma plataforma de produção semi-submergível 12 é posicionada geralmente acima de uma formação de óleo ou gás 14 submergida localizada abaixo do fundo do mar 16. Um conjunto de cabo umbilical 18 se estende da unidade de controle 20 sobre a plataforma 12 para um cabeçote de poço submarino 22 no fundo do mar 16. 0 conjunto de cabo umbilical 18 é flexível e capaz de se adaptar as correntes oceânicas, assim como em qualquer deslocamento da instalação de superfície 12. Um intensificador submarino 24 é operavelmente associado com o cabeçote submarino 22 e está em comunicação fluida com o conjunto de cabo umbilical 18.

Um furo de poço 26 se estende do cabeçote de poço 22 através de vários estratos geológicos incluindo a formação 14. Um revestimento 28 é cimentado dentro do furo de poço 26 com cimento 30. Uma tubulação de produção 32 é posicionada dentro do revestimento 28. A coluna de tubulação 32 inclui uma válvula de segurança sub- superficial 34. Adicionalmente, a coluna de tubulação 32 tem uma tela de controle de areia 36 posicionada próxima à formação 14 de modo que os fluidos de produção possam ser produzidos através das perfurações 38 e dentro da coluna de tubulação 32. Um par de obstruidores 40, 42 isola o intervalo de produção entre a coluna de tubulação 32 e o revestimento 28. Uma linha de controle hidráulico 44 se estende a partir do intensificador submarino 24 para a válvula de segurança sub-superficial 34. Mesmo a figura 1 representando um poço vertical, deve ser notado por aqueles habilitados na técnica que o conjunto de controle hidráulico da presente invenção é igualmente adequado para o uso em poços de desvio, poços inclinados, poços horizontais, e outros tipos de configurações de poço. Adicionalmente, embora a figura 1 represente um poço de produção, deve ser notado por aqueles habilitados na técnica que o conjunto de controle hidráulico da presente invenção é igualmente adequado para o uso em poços de injeção.

Referindo-se agora a figura 2 é representado um conjunto de cabo umbilical 50 utilizado no conjunto de controle hidráulico da presente invenção. O conjunto de cabo umbilical 50 inclui um tubo externo 52. 0 tubo externo 52 pode, por exemplo, ter um componente axial com módulo Young de elasticidade, preferivelmente, na faixa de 500.000 e 10.500.000 psi, pode ser não iso-trópico e pode ter um módulo de elasticidade que não o mesmo em todos os eixos, ou não ser linear. O tubo externo 52 pode ser construído de fibras, tal como fibras não metálicas, fibras metálicas, ou uma mistura de fibras não metálicas e metálicas. O tubo externo 52 pode ser construído a partir de uma fibra enrolada ou entrelaçada helicoidalmente reforçada com epóxi ou polímero termoplástico ou termofixo. 0 tubo externo 52 é preferivelmente feito de um material tendo uma densidade com uma gravidade específica, aproximadamente, na faixa de cerca de 0,50 grama/cm3 a cerca de 3,25 gramas/cm3. A composição do tubo externo 52 permite que o conjunto de cabo umbilical flexione e se curve com o movimento horizontal e vertical das águas do oceano e com um o deslocamento da plataforma 12. Deve ser apreciado que as características exatas do conjunto de cabo umbilical 50, tal como módulo Young, composição e gravidade especifica, serão determinadas por um número de fatores incluindo a profundidade do fundo mar 16, as correntes horizontais e verticais das águas do oceano, e a capacidade de fluido desejada do conjunto de cabo umbilical 50. O conjunto de cabo umbilical 50 tem, preferivelmente, uma camada de desgaste 54, um revestimento impermeável ao fluido 56, e uma camada condutora de carga 58. A camada de desgaste 54 é preferivelmente entrelaçada em torno do revestimento impermeável ao fluido 56. A camada de desgaste 54 é uma camada de sacrifício que se engata ao tubo externo 52 para proteger o revestimento impermeável ao fluido 56 de sustentação e a camada condutora de carga 58. Uma camada de desgaste 54 preferida é feita de Kevlar™. Embora somente uma camada de desgaste 54 seja mostrada, poderá haver tantas camadas de desgaste adicionais quanto necessárias.

Um revestimento impermeável ao fluido 56 é um tubo interno preferivelmente feito de polímero, como poli (cloreto de vinila) ou polietileno. O revestimento impermeável ao fluido 56 pode ser feito também de um nylon ou outros polímeros especiais ou elastômeros. Para selecionar um material apropriado para o revestimento impermeável ao fluido 56, será considerado o ambiente submarino no qual o conjunto de cabo umbilical 50 será lançado. O propósito primário do revestimento impermeável ao fluido 56 é prover uma barreira impenetrável ao fluido uma vez que fibras, tais como, fibras metálicas do tubo externo 52 ou uma camada de desgaste de Kevlar™ 54, não são impenetráveis à migração de fluido após contorções repetidas. A camada condutora de carga 58 inclui um número suficiente de camadas de fibra para sustentar a carga do conjunto de cabo umbilical 50 em um fluido.

Preferivelmente, a camada condutora de carga 58 é uma pluralidade de camadas de resina enroladas em fibras híbridas de vidro e carbono ou fibras termo fixáveis. A composição da camada condutora de carga 58 dependerá das características particulares do poço assim como de sua profundidade. Deve ser apreciado que a composição exata do conjunto de cabo umbilical 50 incluindo número e tipo de camadas, tal como a camada externa 52, camada de desgaste 54 e o revestimento impermeável ao fluido 56 pode variar. O conjunto de cabo umbilical 50 entretanto deve ter todas as propriedades requeridas para capacitar a recuperação de hidrocarbonetos a partir dos poços submarinos. Em particular, o conjunto de cabo umbilical 50 deve ter resistência, flexibilidade e longevidade suficientes quando suspenso em um ambiente oceânico.

Uma pluralidade de passagens 60 é alojada dentro da camada condutora de carga 58. As passagens 60 podem ser passagens de fluido 62, tais como passagens de fluido hidráulico 64, 66, ou passagens de fluido de produção 68, 70. As passagens de fluido 62 compreendem uma capa de proteção definindo uma cavidade de fluido que é compatível com uma variedade de fluidos, incluindo fluidos hidráulicos, água salgada, e hidrocarbonetos.

Tais passagens de fluido 62 são bem conhecidas na técnica. Adicionalmente, algumas passagens, como as passagens 76, podem alojar condutos de energia elétrica ou condutos de sinais elétricos. Os condutos de energia elétrica e condutos de sinais elétricos incluem, preferivelmente, um ou mais fios de cobre multi- condutores, fios trançados, ou condutores coaxiais entrelaçados ligados em uma capa de proteção.

Adicionalmente, qualquer número de condutos elétricos, condutos de transmissão de dados, condutos de sensor, passagens de fluido adicionais, ou outros tipos de sistemas podem ser posicionados dentro da camada condutora de carga 58.

De importância particular na presente invenção, o conjunto de cabo umbilical 50 é designado para transportar o fluido hidráulico de baixa pressão e/ou energia elétrica a partir da unidade de controle 20 para o intensificador submarino 24. Especificamente, como será explicado em detalhes adiante, o conjunto de cabo umbilical 50 pode ser usado para transportar fluido hidráulico de baixa pressão a partir da fonte de fluido hidráulico na plataforma 12 para o intensificador submarino 24, onde o fluido hidráulico é pressurizado a uma pressão alta adequada para operar um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como, válvula de segurança sub-superficial 34. 0 fluido hidráulico de baixa pressão pode ser usado não apenas como fluido hidráulico pressurizado, mas também como fonte de energia para operar a bomba hidráulica ou outro sistema de pressurização que pressuriza a porção de fluido hidráulico de baixa pressão que serve como fluido de suprimento. A porção de suprimento e a porção de energia do fluido hidráulico de baixa pressão podem passar através da mesma passagem, por exemplo, a passagem de fluido 64, ou podem passar em passagens separadas, por exemplo, passagens de fluido 66 e 68. Alternativamente, a fonte de energia para pressurizar o fluido hidráulico de baixa pressão pode ser eletricamente conduzida em um conduto de energia elétrica alojado na passagem 70.

Referindo-se agora à figura 3, onde está representada uma configuração de um conjunto de controle que é geralmente designado por 80. O conjunto de controle hidráulico 80 inclui uma fonte de fluido hidráulico 82 que é posicionada em uma instalação de superfície, tal como na plataforma 12 da figura 1. A fonte de fluido hidráulico 82 aloja um fluido hidráulico. Uma bomba 84 em comunicação fluida com a fonte de fluido hidráulico 82, através da linha de fluido 86, bombeia o fluido hidráulico em uma passagem de fluido de suprimento 88 em uma pressão relativamente baixa. A passagem de fluido de suprimento 88 pode, por exemplo, ser uma passagem do conjunto de cabo umbilical. A passagem de fluido de suprimento 88 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão para um intensificador submarino 90. No intensificador submarino 90, a linha de baixa pressão 92 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão a partir da passagem de fluido de suprimento 88 para a bomba 94, onde o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão é convertido em um fluido de suprimento hidráulico de alta pressão. 0 fluido de suprimento hidráulico de alta pressão é conduzido através da linha de alta pressão e da linha de controle 98 para hidraulicamente atuar no dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como uma válvula de segurança sub- superficial 100. Embora a válvula de segurança sub- superficial 100 esteja sendo usada como um exemplo de um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente atuável, deve ser apreciado por aqueles habilitados na técnica que o dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente atuável podería, alternativamente, ser um outro dispositivo de furo de sondagem, tal como, luvas deslizantes, válvulas globo, restringidores de furo de sondagem, ou similares. A bomba 94 é acionada por motor hidráulico 102. A fonte de energia 104, que é uma bomba hidráulica nesta configuração, provê o motor hidráulico 102 com fluido de energia hidráulica através da passagem de fluido de energia 106 que é uma passagem de um conjunto de cabo umbilical. Uma linha de fluido de energia 108 acopla a passagem de fluido 106 para o motor hidráulico 102 no intensificador 90. Em uma configuração alternativa, o fluido de suprimento hidráulico e o fluido de energia hidráulica podem ser combinados e conduzidos na mesma passagem de fluido. Por exemplo, a passagem de fluido de suprimento 88 pode prover ambos fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão para bomba 94 e fluido de energia hidráulica para motor hidráulico 102.

Mesmo que a figura 3 tenha sido descrita empregando motor hidráulico 102 para acionar a bomba hidráulica 94 no intensificador 90, deve ser entendido por aqueles habilitados na técnica que, outros tipos de intensificadores de pressão poderíam, alternativamente, ser utilizados. Por exemplo, um intensificador de pressão utilizando um ou mais pistões reciprocantes operando em resposta aos desequilíbrios de área poderíam ser utilizados. 0 conjunto de controle hidráulico 80 da presente invenção permite que o fluido hidráulico de alta pressão seja gerado a partir de fluido hidráulico de baixa pressão em uma localização submarina eliminando a necessidade de uma linha hidráulica de alta pressão dirigindo-se da superfície para o dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável. Ao invés, a presente invenção utiliza um conjunto de cabo umbilical para prover passagem de fluido para o fluido hidráulico de baixa pressão. Mais especificamente, o posicionamento do intensificador submarino no cabeçote submarino e o uso do conjunto de cabo umbilical para cobrir a distância entre a instalação de superfície e o cabeçote submarino que pode ser de muitos milhares de pés, reduz amplamente a pressão hidrostática na coluna de fluido hidráulico na linha de controle que se dirige apenas do cabeçote de poço submarino para o dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável.

Referindo-se agora a figura 4, onde é representada uma outra configuração de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção geralmente designado por 120. O conjunto de controle hidráulico 120 inclui uma fonte de fluido hidráulico 122 que é posicionada em uma instalação de superfície, tal como, na plataforma 12 da figura 1. A fonte de fluido hidráulico 122 aloja um fluido hidráulico. Uma bomba 124 em comunicação fluida com uma fonte de fluido hidráulico 122 através da linha de fluido 126 energiza o fluido hidráulico em baixa pressão em uma passagem de fluido de suprimento 128. A passagem de fluido de suprimento 128 conduz o fluido hidráulico de baixa pressão para um intensificador submarino 130. No intensificador submarino 130, uma linha de baixa pressão 132 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão a partir da passagem de fluido de suprimento 128 para a bomba 134, onde o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão é convertido em fluido de suprimento hidráulico de alta pressão. 0 fluido de suprimento hidráulico de alta pressão é conduzido através da linha de alta pressão 136 e da linha de controle 138 para atuar hidraulicamente em um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como uma válvula de segurança sub-superficial 140. A bomba 134 é acionada por motor elétrico 142. A fonte de energia elétrica 144, que é um gerador elétrico nesta configuração, provê um motor elétrico 142 com energia elétrica através de conduto elétrico 146 que está disposto em uma passagem do conjunto de cabo umbilical.

Uma linha de energia 148 acopla o conduto elétrico 146 ao motor elétrico 142 em um intensif icador 130. O motor elétrico 142 pode ser qualquer motor conhecido ou desconhecido na técnica, tal como um motor elétrico de indução de trifásico que é energizado por energia elétrica a partir da superfície.

Referindo-se agora à figura 5, é representada uma outra configuração de um conjunto de controle hidráulico da presente invenção que é geralmente designado por 150. 0 conjunto de controle hidráulico 150 inclui uma fonte de fluido hidráulico 152 que está posicionada em uma localização submarina, tal como, no cabeçote de poço submarino 22 da figura 1. A fonte de fluido hidráulico 152 aloja um fluido hidráulico.

Uma passagem de fluido hidráulico 154 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão para um intensificador submarino 156. No intensificador submarino 156, a linha de baixa pressão 158 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão a partir da passagem de fluido de suprimento 154 para a bomba 160, onde o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão é convertido em fluido de suprimento hidráulico de alta pressão. 0 fluido hidráulico de alta pressão é conduzido através da linha de alta pressão 162 e da linha de controle 164 para atuar hidraulicamente em um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como uma válvula de segurança sub-superficial 166. Tal como a configuração anterior, embora a válvula de segurança sub-superficial 166 esteja sendo usada como exemplo de um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, deve ser apreciado por aqueles habilitados na técnica que qualquer dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável podería ser alternativamente atuado com o uso do conjunto de controle hidráulico da presente invenção. A bomba 160 é acionada pelo motor elétrico 168. A fonte de energia elétrica 170, que é um gerador elétrico nesta configuração, provê o motor elétrico 168 com energia elétrica através do conduto elétrico 172 que está alojado dentro de um passagem do conjunto de cabo umbilical. Uma linha de energia 174 acopla o conduto elétrico 172 ao motor elétrico 168 no intensificador 156.

Ainda uma outra configuração da invenção é mostrada na figura 6, e geralmente designada como um conjunto de controle hidráulico 200. O conjunto de controle hidráulico 200 inclui uma fonte de fluido hidráulico 202 que está posicionada em uma localização submarina, tal como no cabeçote de poço submarino 22 da figura 1. A fonte de fluido hidráulico 202 aloja um fluido hidráulico.

Uma passagem de fluido de suprimento 204 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão para um intensificador submarino 206. No intensificador submarino 206, uma linha de baixa pressão 208 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão a partir da passagem de fluido de suprimento 204 para a bomba 210, onde o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão é convertido em fluido de suprimento hidráulico de alta pressão. O fluido de suprimento hidráulico de alta pressão é conduzido através da linha de alta pressão 212 e da linha de controle 214 para atuar hidraulicamente em um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como uma válvula de segurança sub- superficial 216. A bomba 210 é acionada pelo motor elétrico 218. A fonte de energia elétrica 220, que é uma batería nesta configuração, provê o motor elétrico 218 com energia elétrica através do conduto elétrico 222. A fonte de energia elétrica 220 tem localização submarina, por exemplo, é acoplada ao cabeçote de poço submarino 22 da figura 1. A linha de energia 224 acopla o conduto elétrico 222 ao motor elétrico 218 no intensif icador 206. Uma fonte de sinal 226 posicionada na superfície, por exemplo, na instalação de superfície 12 da figura 1, sinaliza à fonte de energia elétrica 220, ligar e desligar, através de um conduto de sinal 228, que pode ser alojado em uma passagem do conjunto de cabo umbilical.

Uma configuração adicional da presente invenção está ilustrada na figura 7 e é designada geralmente por um conjunto de controle hidráulico 250. O conjunto de controle hidráulico 250 inclui uma fonte de fluido hidráulico 252 que está localizada em local submarino, tal como, no cabeçote do poço submarino 22 da figura 1. A fonte de fluido hidráulico 252 aloja um fluido hidráulico.

Uma passagem de fluido de suprimento 254 conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão para um intensificador submarino 256. No intensificador submarino 256, a linha de baixa pressão conduz o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão da passagem de fluido de suprimento 254 para a bomba 260, onde o fluido de suprimento hidráulico de baixa pressão é convertido em fluido de suprimento hidráulico de alta pressão. O fluido de suprimento hidráulico de alta pressão é conduzido através da linha de alta pressão 262 e da linha de controle 264 para atuar hidraulicamente em um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, tal como uma válvula de segurança sub-superficial 266. A bomba 260 é acionada por motor elétrico 268. A fonte de energia elétrica 270, que é uma batería nesta configuração, provê um intensificador submarino 256 com energia elétrica através de um conduto elétrico 272. A fonte de energia elétrica 270 tem localização submarina, por exemplo, é acoplada ao cabeçote de poço submarino 22 da figura 1. A linha de energia 274 acopla o conduto elétrico 272 ao motor elétrico 268 no intensificador 256.

Uma fonte de sinal 276 posicionada na superfície, por exemplo, na instalação de superfície 12 da figura 1, sinaliza à fonte de energia elétrica 270, ligar e desligar, através de telemetria sem-fio. Unidades transceptoras 278, 280 são posicionadas na fonte de sinal 276 e na fonte de energia elétrica 270, respectivamente, para gerar e receber sinais sem-fio. A telemetria sem-fio é bem conhecida na técnica e podería utilizar, por exemplo, sinais acústicos e modens acústicos para a referida comunicação.

Deve ser apreciado por aqueles habilitados na técnica que o conjunto de controle hidráulico da presente invenção vantajosamente supera as várias limitações das soluções existentes de atuadores submarinos. Empregando um intensificador submarino no cabeçote de poço submarino e conduzindo um fluido hidráulico de baixa pressão através de um conjunto de cabo umbilical, um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável pode ser Além disso, o conjunto de controle hidráulico da presente invenção provê um aparelho e um método para atuar nas válvulas de segurança sub-superficiais instaladas em poços localizados em águas profundas, contornando desse modo, os problemas causados pela pressão hidrostática da coluna de fluido hidráulico em um conduto de controle dirigindo-se de uma instalação de superfície para o dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, que está instalado em águas profundas.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência às configurações ilustrativas, está descrição não pretende ser construída em um sentido limitativo. Várias combinações e modificações das configurações ilustrativas, assim como outras configurações da invenção serão aparentes àqueles habilitados na técnica com referência à descrição. É, portanto, pretendido que, as reivindicações anexas englobem quaisquer modificações ou configurações.

Claims

1- Conjunto de controle hidráulico para acionar um dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável, caracterizado pelo fato de compreender: uma fonte de fluido hidráulico (82, 122) em uma instalação de superfície (12) que fornece um fluido hidráulico de baixa pressão; - um conjunto de cabo umbilical (18, 50), acoplado a uma fonte de fluido hidráulico (82, 122) que provê uma passagem de fluido hidráulico (88) para o fluido hidráulico de baixa pressão; e - um intensificador submarino (24, 90, 130) operavelmente associado com o conjunto de cabo umbilical (18, 50), e convertendo o fluido hidráulico de baixa pressão em um fluido hidráulico de alta pressão que aciona o dispositivo de furo de sondagem hidraulicamente controlável (34, 100, 140) .

2- Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) compreender, adicionalmente, um motor hidráulico (102) energizado pelo fluido de energia hidráulica.

3- Conjunto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o fluido de energia hidráulica ser conduzido em uma passagem de fluido de energia (106) do conjunto de cabo umbilical (18, 50).

4- Conjunto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o fluido de energia hidráulica ser derivado de um fluido hidráulico de baixa pressão.

5- Conjunto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pele fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) compreender, adicionalmente, uma bomba hidráulica (94) acionada por motor hidráulico (102), a bomba hidráulica (94) gerando fluido hidráulico de alta pressão a partir do fluido hidráulico de baixa pressão.

6~ Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) ser operável para receber um sinal elétrico conduzido em um conduto de sinal elétrico (146) do conjunto de cabo umbilical (18, 50).

7- Conjunto, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) compreender ainda um motor elétrico (142) energizado por um sinal de energia elétrica.

8- Conjunto, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) compreender, adicionalmente, uma bomba hidráulica (94) acionada por um motor elétrico (142), a bomba hidráulica (94) gerando fluido hidráulico de alta pressão a partir do fluido hidráulico de baixa pressão.

9- Conjunto, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o intensificador submarino (24, 90, 130) ser operável para receber um sinal de energia elétrica conduzido em um conduto de energia elétrica do conjunto de cabo umbilical (18, 50).