BR102012004559A2

BR102012004559A2 - Sistema para conectar um fardo de riser marinho inferior a um riser marinho, método para desconectar uma junta de riser marinho de um fardo de riser marinho inferior, sistema para conectar um fardo de riser marinho inferior a uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha e método para conectar uma junta de riser marinho a um adaptador de riser marinho localizado em um local submarino

Info

Publication number: BR102012004559A2
Application number: BR102012004559-1A
Authority: BR
Inventors: Eric Dale Larson; Robert Allen Blue
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2014-01-28
Also published as: MY165791A; AU2012201215A1; NO343758B1; CN102678082B; BR102012004559B8; NO20120213A1; US8746349B2; SG183647A1; GB2488648B; BR102012004559B1; CN102678082A; GB201203404D0; GB2488648A; US20120222865A1

Abstract

SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR A UM RISER MARINHO, MÉTODO PARA DESCONECTAR UMA JUNTA DE RISER MARINHO DE UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR, SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR A UMA SONDA DE PERFURAÇÃO LOCALIZADA EM UMA SUPERFÍCIE MARINHA E MÉTODO PARA CONECTAR UMA JUNTA DE RISER MARINHO A UM ADAPTADOR DE RISER MARINHO LOCALIZADO EM UM LOCAL SUBMARINO. Trata-se de um adaptador de riser de perfuração (11) que, de modo variável, conecta e libera um riser (17) de um conjunto de cabeça de poço submarino. o adaptador de riser de perfuração (11) tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) para engatar e desengatar seletivamente uma extremidade inferior do riser marinho (17). O adaptador de riser de perfuração (11) também inclui um painel de controle (141) acoplado de forma comunicável ao conjunto de engate (41) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho (17). O adaptador de riser de perfuração (11) também inclui um receptáculo de pressão de fluio hidráulico (135) no painel de controle (141) para engate por um veículo submarino de controle remoto para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate (41). O adaptador de riser de perfuração (11) pode ser acionado por submarino para liberar um primeiro riser do conjunto de cabeça de poço, e se conectar a um segundo riser

Description

"SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR A UM RISER MARINHO, MÉTODO PARA DESCONECTAR UMA JUNTA DE

RISER MARINHO DE UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR, SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR A UMA SONDA DE PERFURAÇÃO LOCALIZADA EM UMA SUPERFÍCIE MARINHA E MÉTODO PARA CONECTAR UMA JUNTA DE RISER MARINHO A UM ADAPTADOR DE RISER MARINHO LOCALIZADO EM UM

LOCAL SUBMARINO" Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

Esta invenção refere-se, em geral, a adaptadores de riser de poço marítimo e, em particular, a um sistema para conectar adaptadores de riser a um equipamento submarino com funcionalidade submarina.

Breve Descrição da Técnica Relacionada Em operações de perfuração marítima, o operador executará

operações de perfuração através de um riser de perfuração. O riser de perfuração se estende entre o conjunto de cabeça de poço submarino no fundo do mar e no navio sonda de perfuração. O riser de perfuração é composto de inúmeras seções ou unidades tubulares individuais. Essas seções são presas umas às outras e operadas a partir de um piso de implantação de riser do navio sonda de perfuração. O riser de perfuração normalmente também tem inúmeros condutos auxiliares que se estendem ao redor do tubo central principal. Os condutos auxiliares fornecem pressão de fluido hidráulico ao preventor de erupção submarino (subsea blowout preventer) e ao fardo de riser

marinho inferior.

A extremidade inferior do riser de perfuração tem um adaptador que se acopla a um fardo de riser marinho inferior (LMRP) para conectar o riser ao LMRP. Vários adaptadores foram empregados. As conexões do adaptador incluem flanges aparafusados e segmentos de trava radialmente móveis por meio de parafusos. O LMRP se fixa a um conjunto de preventor de erupção (BOP). O BOP se acopla por meio de um conector hidráulico a um conjunto de cabeça de poço submarino no fundo do mar. O LMRP também inclui uma desconexão de emergência para liberar-se rapidamente do BOP. Os vários componentes acionados hidraulicamente do LMRP são dotados de fluido hidráulico e controlados por tubos que levam à embarcação de superfície.

Nos dois tipos de adaptadores de riser, os operadores usam chaves de porcas para compor os parafusos ou parafusos. Compor os parafusos individuais é demorado. Freqüentemente, quando se move a sonda de perfuração de um lugar para outro, o riser tem que ser puxado e armazenado. Em águas muito profundas, puxar e reoperar o riser é muito caro. Pelo menos um sistema automatizado é mostrado na Patente N2 U.S. 6.330.918 para compor parafusos de segmento de travamento de riser. Adicionalmente, os adaptadores de riser automatizados e não

automatizados deixam de proporcionar uma maneira de romper a conexão entre o riser e o LMRP uma vez que o adaptador e o conjunto estão no fundo do mar. Assim, onde eventos de emergência necessitam da habilidade de desconectar rapidamente um riser existente do adaptador de riser, enquanto o LMRP permanece no fundo do mar, os operadores não podem fazer isso rapidamente. Isso pode, ainda, exacerbar potencialmente uma situação já potencialmente perigosa. A desconexão de emergência é controlada a partir da embarcação, e o tubo de controle poderia ser perdido.

Descrição Resumida da Invenção Esses e outros problemas geralmente são resolvidos ou

contornados, e vantagens técnicas geralmente são obtidas, por meio de realizações preferenciais da presente invenção que proporcionam um adaptador de riser de perfuração com funcionalidade submarina, e um método para usar o mesmo.

Uma realização da presente invenção proporciona um sistema para conectar um fardo de riser marinho inferior (LMRP) a um riser marinho. O LMRP e o BOP serão instalados sob a água em uma cabeça de poço, de modo que o riser se estenderá a partir da cabeça de poço até uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha. O sistema compreende um adaptador de riser de perfuração e um painel de controle. O adaptador de riser de perfuração tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente. O conjunto de engate seletivamente engata e desengata uma extremidade inferior do riser marinho. O painel de controle se acopla de modo comunicativo ao conjunto de engate e aciona o conjunto de engate para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho. O painel de controle também tem um receptáculo de pressão de fluido hidráulico para engate por meio de um veículo submarino de controle remoto para usar sob a água. Outra realização da presente invenção proporciona um sistema

para conectar um fardo de riser marinho inferior (LMRP) a um riser marinho. Novamente, o LMRP e o BOP serão instalados sob a água em uma cabeça de poço de modo que o riser se estenda a partir da cabeça de poço até uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha. O sistema compreende uma pluralidade de membros de engate, um conjunto de engate e um painel de controle. Esses membros de engate são móveis entre uma posição engatada radialmente para dentro e a posição desengatada radialmente para fora. O conjunto de engate é configurado para acionar os membros de engate entre as posições engatada e desengatada. Uma junta de riser de redução se insere no adaptador de riser de perfuração e tem uma extremidade superior que se acopla ao riser. A junta de riser de redução tem um perfil de extremidade inferior para se unir com o conjunto de engate quando o conjunto de engate está na posição engatada. O painel de controle acopla de modo comunicativo ao conjunto de engate e aciona o conjunto de engate para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho. O painel de controle inclui um receptáculo de pressão de fluido hidráulico para engate por meio de um veículo submarino de controle remoto (ROV) para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate.

Ainda outra realização apresentada proporciona um método para desconectar uma junta de riser marinho inferior a partir de um fardo de riser marinho inferior. O método começa proporcionando um adaptador de riser marinho que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente e um painel de controle com um receptáculo de pressão de fluido hidráulico. Em seguida, o método conecta o adaptador ao LMRP. Uma extremidade de uma unidade tubular de riser é, então, inserida em um orifício central do adaptador de riser marinho. Em seguida, o método fornece fluido hidráulico para acionar o conjunto de engate engatado com a unidade tubular de riser. O LMRP, o adaptador de riser marinho e a unidade tubular de riser são, então, baixados a um local sob a água. Um ROV, então, encaixa uma sonda no receptáculo de pressão de fluido hidráulico e fornece fluido hidráulico para acionar o conjunto de engate para desengatar o riser do adaptador de riser marinho.

Em ainda outra realização, um sistema é proporcionado para conectar um fardo de riser marinho inferior a uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha. O fardo de riser marinho inferior (LMRP) deve ser localizado sob a água em uma cabeça de poço. O sistema compreende uma pluralidade de unidades tubulares de riser marinho para se estender entre a sonda de perfuração e o LMRP, cada junta de riser marinho que tem pelo menos uma extremidade acoplável a uma junta de riser marinho adjacente. O sistema também inclui um adaptador de riser de perfuração para montar no fardo de riser marinho inferior. O adaptador de riser de perfuração tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente para engatar e desengatar seletivamente uma extremidade inferior de pelo menos uma junta de riser marinho da pluralidade de unidades tubulares de riser marinho. Um painel de controle é montado no adaptador e acoplado de modo comunicativo ao conjunto de engate. O painel de controle aciona o conjunto de engate para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho. Um receptáculo para receber pressão de fluido hidráulico é montado no painel de controle para engate por meio de um veículo submarino de controle remoto (ROV). O ROV fornecerá pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate.

Outra realização proporciona um sistema para conectar um fardo de riser marinho inferior a um riser marinho. Novamente, o fardo de riser marinho inferior (LMRP) deve ser posicionado sob a água em uma cabeça de poço de modo que o riser se estenderá d o LMRP até uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha. O sistema compreende um preventor de erupção (BOP) montado em uma extremidade superior do LMRP, e um adaptador de riser de perfuração montado no BOP. O adaptador de riser de perfuração tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente para engatar e desengatar seletivamente a extremidade inferior do riser marinho, e um painel de controle montado no adaptador. O painel de controle é acoplado de modo comunicativo ao conjunto de engate para acionar o conjunto de engate para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho. O painel de controle inclui um receptáculo para receber pressão de fluido hidráulico de modo que um veículo submarino de controle remoto (ROV) possa engatar o painel de controle para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate.

Ainda outra realização proporciona um método para conectar uma

junta de riser marinho a um adaptador de riser marinho localizado em um local sob a água. O método compreende, primeiro, encaixar uma sonda de um veículo submarino de controle remoto (ROV) em um receptáculo de pressão de fluido hidráulico de um adaptador de riser marinho que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente e um painel de controle com um receptáculo de pressão de fluido hidráulico. Em seguida, o método fornece fluido hidráulico a partir da sonda do ROV até o receptáculo de pressão de fluido hidráulico para acionar o conjunto de engate para desengatar uma primeira unidade tubular de riser do adaptador de riser. Depois, a primeira unidade tubular de riser é removida do adaptador de riser, e uma segunda unidade tubular de riser é disposta no adaptador de riser. O método continua encaixando a sonda do ROV no receptáculo de pressão de fluido hidráulico do adaptador de riser marinho e, então, fornece fluido hidráulico a partir da sonda do ROV até o receptáculo de pressão de fluido hidráulico para acionar o conjunto de engate para engatar a segunda unidade tubular de riser ao adaptador de riser.

Uma vantagem das realizações apresentadas é que o adaptador de riser de perfuração reduz o tempo necessário para compor a conexão entre o LMRP/conjunto de BOP e o riser na superfície. Adicionalmente, o adaptador de riser de perfuração apresentado precisa de menos operadores para compor a conexão. Realizações da presente invenção são úteis para usar com qualquer tipo de conexão de riser, com a adição de uma junta de redução entre o adaptador de riser de perfuração e o riser. Além disso, as realizações apresentadas proporcionam um adaptador de riser de perfuração que permite conexão e desconexão do riser do LMRP/conjunto de BOP em um ambiente submarino através do uso de veículos operados remotamente. Pode-se obter isso em significativamente menos tempo e esforço em relação aos métodos da técnica anterior, para compor e romper um riser a partir do conjunto de cabeça de poço em um ambiente submarino.

Breve Descrição dos Desenhos Para que a maneira em que as funções, vantagens e objetivos da invenção, bem como outros que se tornarão aparentes, sejam alcançados e possam ser entendidos em mais detalhes, uma descrição mais particular da invenção brevemente resumida acima pode ser tomada como referência para as realizações da mesma, que são ilustradas nos desenhos anexados que formam uma parte dessa especificação. Deve-se observar, entretanto, que os desenhos ilustram apenas uma realização preferencial da invenção e, portanto, não devem ser considerados como limitadores do escopo da invenção, já que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes.

A Figura 1 é uma representação esquemática de um adaptador de riser de perfuração em uso em um conjunto submarino. A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva do adaptador de riser

de perfuração da Figura 1, de acordo com uma realização da presente invenção.

A Figura 3 é uma vista de topo do adaptador de riser de perfuração da Figura 2. A Figura 4 é uma vista seccional esquemática de um cilindro

hidráulico de dupla ação da Figura 2, em uma primeira posição.

A Figura 5 é uma vista seccional esquemática do cilindro hidráulico de dupla ação da Figura 2, em uma segunda posição.

A Figura 6 é uma vista seccional parcial do adaptador de riser de perfuração em uma posição engatada tomada ao longo do tubo 6-6 da Figura 3.

A Figura 7 é uma vista seccional parcial de um conjunto de engate secundário da Figura 6, em uma posição engatada.

A Figura 8 é uma vista seccional parcial do conjunto de engate secundário da Figura 6, em uma posição desengatada.

A Figura 9 é uma vista seccional parcial do adaptador de riser de perfuração tomada ao longo tubo 7-7 da Figura 3.

A Figura 10 é uma vista seccional parcial do conjunto de riser de perfuração em uma posição desengatada tomada ao longo tubo 6-6 da Figura 3.

A Figura 11 é uma representação esquemática de um sistema de ação hidráulico do adaptador de riser de perfuração da Figura 2.

Descrição Detalhada da Realização Preferencial

A presente invenção será descrita mais detalhadamente doravante com referência aos desenhos anexados que ilustram realizações da invenção. Esta invenção pode, entretanto, ser realizada de muitas maneiras diferentes e não deve ser interpretada como limitada às realizações ilustradas apresentadas no presente documento. Em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que esta apresentação será detalhada e complete e transmitirá plenamente o escopo da invenção àqueles versados na técnica. Números similares se referem a elementos similares do início ao fim, e a anotação principal, se usada, indica elementos semelhantes em realizações alternativas.

Na discussão a seguir, numerosos detalhes específicos são apresentados para proporcionar um entendimento detalhado da presente invenção. Entretanto, será óbvio para aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser posta em prática sem tais detalhes específicos. Adicionalmente, em grande parte, os detalhes em relação às operações de perfuração, operações de sonda, composição e rompimento de riser geral, e similares, foram omitidos na medida em que tais detalhes não são considerados necessários para se obter um entendimento completo da presente invenção, e são considerados como estando dentro das habilidades de pessoas versadas na técnica relevante.

Em referência à Figura 1, é mostrado um adaptador de riser de perfuração 11 configurado para conectar uma coluna de riser marinho 17 a um fardo de riser marinho inferior e preventor de erupção (BOP) 13, que é, por sua vez, preso a uma cabeça de poço submarina ou a uma árvore de natal submarina 15 do poço. A coluna de riser marinho 17 se estende para cima a partir do adaptador de riser de perfuração 11 até uma plataforma flutuante 19 e é sustentada em tensão a partir da plataforma flutuante 19 por tensores de riser 21. A coluna de riser marinho 17 é dotada de uma série de unidades tubulares de riser 23 que se estendem a partir da plataforma flutuante 19 até o fardo de riser marinho inferior 13. A coluna de riser marinho 17 possibilita que o tubo de perfuração 25 seja implantado a partir da plataforma flutuante 19 até o fardo de riser marinho inferior 13 e adiante, através da cabeça de poço 15 no leito do mar através de um tubo central 27. Os tubos auxiliares 29, localizados ao redor do tubo central da coluna de riser marinho 17, podem ser usados para propósitos como servir como tubos de estrangular e matar, para recircular a lama de perfuração abaixo de um preventor de erupção (BOP), no caso em que o BOP evita o fluxo através do tubo central 27. Uma junta de redução 31 possibilita que a coluna de riser marinho 17 se conecte ao adaptador de riser de perfuração 11. A junta de redução 31 tem um perfil em uma superfície de diâmetro externo da extremidade inferior da junta de redução 31. O perfil é configurado para engatar o adaptador de riser de perfuração 11. Uma extremidade superior da junta de redução 31 é configurada para engatar o tipo de acoplamento usado pelas unidades tubulares de riser 23. Uma pessoa versada na técnica entenderá que a extremidade superior da junta de redução 31 pode ser qualquer configuração de unidade tubular adequada de modo que a junta de redução 31 se conecte à coluna de riser marinho 17. De modo semelhante, uma pessoa versada na técnica reconhecerá que as realizações alternativas não incluem a junta de redução 31.

Em referência, agora, à Figura 2, o adaptador de riser de perfuração 11 pode ser um membro tubular 33 que tem uma extremidade inferior flangeada 35. O membro tubular 33 pode afunilar a partir de um diâmetro externo do membro tubular 33 até um diâmetro ligeiramente maior adjacente à extremidade inferior flangeada 35. O membro tubular 33 define um orifício central 37 que tem um eixo geométrico 38, e um diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo da junta de redução 31 (Figura 1), permitindo, desse modo, que uma extremidade inferior da junta de redução 31 se insira no orifício central 37. O membro tubular 33 também define um ombro 32 (Figura 6) dentro do orifício central 37 próximo a uma abertura 127, de modo que um perfil 133 da junta de redução 31 possa se unir com um membro de engate 125 conforme descrito em mais detalhes abaixo em referência à Figura 6. Conforme mostrado na Figura 2, a extremidade inferior flangeada 35 define uma pluralidade de furos 39. Os furos 39 se alinham com os furos correspondentes em uma parte superior do fardo de riser marinho inferior 13 (Figura 1) e são configurados para receber parafusos (não mostrados) que prenderão o adaptador de riser de perfuração 11 ao fardo de riser marinho inferior 13. O mecanismo de fixação por aparafusamento entre o adaptador de riser de perfuração 11 e o fardo de riser marinho inferior 13 é mostrado para referência. Uma pessoa versada na técnica entenderá que outros mecanismos de fixação, como soldagem, travamento etc., são contemplados e incluídos nas realizações apresentadas. O adaptador de riser de perfuração 11 também inclui um conjunto

de engate 41, um conjunto de operação por controle remoto 43, e um flange superior 45. O flange superior 45 se estende a partir de uma parte externa do adaptador de riser de perfuração 11 próximo a, mas axialmente inferior a, um aro superior 47 do adaptador de riser de perfuração 11.0 flange superior 45 define uma pluralidade de aberturas ranhuradas 49 que se estendem a partir de um aro de flange superior 45 para dentro em direção ao membro tubular 33. As aberturas ranhuradas 49 são de um tamanho e formato para acomodar varas de cilindro, descritas em mais detalhes abaixo. O flange superior 45 também define aberturas ranhuradas auxiliares 53 que se estendem a partir de um aro de flange superior 45 para dentro em direção ao membro tubular 33. As aberturas auxiliares 53 são geralmente maiores do que as aberturas ranhuradas 49 e são de um tamanho e formato necessários para acomodar os tubos auxiliares 29. Conforme mostrado na Figura 3, o flange superior 45 inclui duas aberturas auxiliares 53. Uma pessoa versada na técnica entenderá que mais ou menos aberturas auxiliares 53 são contempladas e incluídas nas realizações apresentadas. Adicionalmente, o adaptador de riser de perfuração 11 pode incluir aberturas adicionais que se estendem a partir do aro de flange superior 45, em direção ao membro tubular 33 para acomodar outros tubos ou dispositivos presos à coluna de riser marinho 17.

Em referência à Figura 2, o conjunto de engate 41 inclui conjuntos de cilindro 55, e um conjunto de anel de carne 57. Os conjuntos de cilindro 55 se acoplam ao flange superior 45 e se estendem a partir de uma superfície inferior de flange superior 45 em direção ao flange inferior 35. Na realização ilustrada, seis conjuntos de cilindro 55 são incluídos. Uma pessoa versada na técnica entenderá que mais ou menos conjuntos de cilindro 55 podem ser incluídos no adaptador de riser de perfuração 11. Os conjuntos de cilindro 55 são espaçados circunferencialmente ao redor do flange superior 45, de modo que cada conjunto de cilindro 55 seja equidistante a partir dos dois conjuntos de cilindro adjacentes 55. Cada conjunto de cilindro 55 inclui bandejas de suporte superior e inferior 59, 61, varas de suporte 63 e um cilindro 65. Uma base 69 de cada cilindro 65 é sustentada por uma respectiva bandeja de suporte inferior 61. Na realização ilustrada, os cilindros 65 são posicionados de modo que o curso de extensão de cada cilindro se estenderá em direção aro 47 de membro tubular 33, e o curso de retração de cada cilindro se contrairá na base 69 em direção ao flange 35.

Na realização exemplificativa, cada bandeja de suporte inferior 61 se acopla a uma respectiva bandeja de suporte superior 59 com quatro varas de suporte 63. Uma pessoa versada na técnica entenderá que mais ou menos varas de suporte 63, ou qualquer outro sistema de acoplamento adequado que proporciona sustentação para a base 69 de cilindro 65 é contemplado e incluído nas realizações apresentadas. As varas de suporte 63 têm uma extremidade rosqueada inferior que passa através das perfurações na bandeja de suporte inferior 61 e são presas por porcas que têm uma capacidade nominal de força suficiente para proporcionar uma força de reação à força exercida contra a bandeja de suporte inferior 61 pelo cilindro 65. De modo semelhante, as varas de suporte 63 têm uma extremidade rosqueada superior que passa através das perfurações na bandeja de suporte superior 59 e são presas por porcas (não mostradas) que têm uma capacidade nominal de força suficiente para proporcionar uma força de reação à força exercida contra a bandeja de suporte superior 59 pelo cilindro 65. A bandeja de suporte superior 59, por usa vez, se acopla à superfície inferior do flange superior 45. Na realização ilustrada, as perfurações na bandeja de suporte superior 59 se alinham com perfurações rosqueadas (não mostradas) que se estendem para dentro a partir da superfície inferior do flange superior 45. Os parafusos 67 passam através das perfurações na bandeja de suporte superior 59 e do parafuso nas perfurações rosqueadas correspondentes na superfície inferior do flange superior 45.

Em referência às Figuras 4 e 5, os cilindros 65 são cilindros hidráulicos de dupla ação que incluem uma base 69, uma vara 71 e uma cabeça de pistão 70. A base 69 define uma câmara que tem uma abertura em uma extremidade superior para a passagem da vara 71 a partir de um interior da câmara de base 69 até um exterior da câmara de base 69. A base 69 é vedada no local onde a vara 71 passa a partir do interior para o exterior da câmara por qualquer método de vedação adequado como elastômeros de anéis em "o" ou similares. A cabeça de pistão 70 se acopla a uma extremidade de vara 71 e compreende um formato geométrico configurado para preencher substancialmente uma largura da câmara de base 69 e divide a mesma em uma câmara inferior 68 e uma câmara superior 72. Um fluido hidráulico pode fluir de modo variável para dentro e para fora das câmaras superior e inferior 72, 68 através de um circuito de engate 151 e de uma porta superior 147 ou, alternativamente, através de um circuito de desengate 153 e de uma porta inferior 149. Conforme ilustrado na Figura 4, o fluido fluirá na câmara 68 através da porta 149 e, conforme a câmara 68 enche, exerce uma força na face de cabeça de pistão 70 que empurra a cabeça de pistão 70 e a vara 71, para fora da base 69. Em resposta, o fluido hidráulico na câmara 72 fluirá para fora da porta 147 até que a cabeça de pistão 70 ocupe a posição mostrada na Figura 5.

Em uma operação semelhante, o fluido fluirá na câmara 72 através da porta 147 e, conforme a câmara 72 enche, exerce uma força na cabeça de pistão 70. Em resposta, o fluido hidráulico na câmara 68 fluirá para fora da porta 149 até que a cabeça de pistão 70 ocupe a posição mostrada na Figura 4. A cabeça de pistão 70 veda para a superfície interna da câmara de base 69, com qualquer método de vedação adequado, de modo que cabeça de pistão 70 possa atravessar entre uma posição inferior, mostrada na Figura 4, até uma posição superior, mostrada na Figura 5. Dessa maneira, o cilindro 65 agirá para mover a vara 71 axialmente para cima e para baixo. A ação dos cilindros 65, por usa vez, provoca a ação do conjunto de anel de carne 57, descrita em mais detalhes abaixo. Em referência à Figura 2, as extremidades superiores das varas

71 se estendem através das aberturas ranhuradas 49 e engatam o conjunto de anel de carne 57. O conjunto de anel de carne 57 inclui o anel de carne 73 e conjuntos de engate secundários 75. O anel de carne 73 tem um diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo do membro tubular 33, de modo que um diâmetro interno do anel de carne 73 possa engatar de modo deslizável a superfície externa do membro tubular 33. O anel de carne 73 inclui protuberâncias acopladoras de cilindro 77 que se estendem radialmente a partir de um parte do diâmetro externo do anel de carne 73 próximo a e axialmente sobre os cilindros 65. Na realização ilustrada, cada protrusão acopladora de cilindro 77 corresponde e está axialmente acima de um respectivo conjunto de cilindro 55, de modo que o número de protuberâncias acopladoras de cilindro 77 corresponde ao número de conjuntos de cilindro 55. Conforme mostrado, as protuberâncias acopladoras de cilindro 77 são protuberâncias em forma de caixa com uma força suficiente para transferir a força axial exercida pelos conjuntos de cilindro 55 nas protuberâncias acopladoras de cilindro 77 para o anel de carne 73. Uma pessoa versada na técnica entenderá que outros formatos para protuberâncias acopladoras de cilindro 77 são contempladas e incluídas nas realizações apresentadas. Além disso, uma pessoa versada na técnica também entenderá que os conjuntos de cilindro 55 e o conjunto de anel de carne 57 podem ser orientados um em relação ao outro, de modo que o conjunto de anel de carne 57 está axialmente abaixo dos conjuntos de cilindro 55.

Em referência à Figura 6, é mostrada uma seção transversal

parcial do adaptador de riser de perfuração 11 que ilustra componentes adicionais do conjunto de anel de carne 57. Na realização exemplificativa, cada protrusão acopladora de cilindro 77 define uma perfuração 79 que se estende a partir da superfície inferior de protrusão acopladora de cilindro 77 próximo à vara 71 até uma superfície superior da protrusão acopladora de cilindro 77. A perfuração 79 tem um chanfro inferior 81 que transita da perfuração 79 até a superfície inferior da protrusão acopladora de cilindro 77. O chanfro 81 tem um diâmetro mais largo na superfície inferior da protrusão acopladora de cilindro 77 e um diâmetro mais estreito na perfuração 79. A perfuração 79 também inclui um chanfro superior 85 que transita da perfuração 79 até uma rebaixo 80 em uma superfície superior da protrusão acopladora de cilindro 77.

De modo semelhante, a vara 71 inclui uma superfície chanfrada 83 que passa a vara 71 a partir de um diâmetro mais largo em uma extremidade inferior da vara 71 até um diâmetro mais estreito aproximadamente equivalente ao diâmetro de perfuração 79. Uma extremidade de diâmetro mais estreito da vara 71 se insere na perfuração 79. A vara 71 tem uma parte de adaptador 87 formada em uma extremidade superior da vara 71 que tem um diâmetro menor do que o diâmetro de perfuração 79. Uma trava de vara 89 se insere no rebaixo 80 a partir da superfície superior da protrusão acopladora de cilindro 77. A trava de vara 89 tem um diâmetro substancialmente equivalente ao diâmetro do rebaixo 80 próximo da superfície superior da protrusão acopladora de cilindro 77 e uma margem chanfrada em uma extremidade inferior da trava de vara 89 que se apoia no chanfro 85 da perfuração 79. A trava de vara 89 se prende à parte de adaptador 87 da vara 71, prendendo, desse modo, a vara 71 à protrusão acopladora de cilindro 77. Uma pessoa versada na técnica entenderá que qualquer método adequado para prender a parte de adaptador 87 à trava de vara 89 é contemplado e incluído nas realizações apresentadas. Por exemplo, a superfície de diâmetro externo da parte de adaptador 87 pode ser rosqueada, e a superfície de diâmetro interno da trava de vara 89 pode ter a rosca equivalente que permite que a trava de vara 89 seja aparafusada na parte de adaptador 87. Dessa maneira, o movimento da vara 71 pode transmitir em movimento a protrusão acopladora de cilindro 77 e o anel de carne 73 conforme descrito em mais detalhes abaixo.

O adaptador de riser de perfuração 11 pode incluir um conjunto de engate secundário 75 conforme descrito abaixo. Uma pessoa versada na técnica entenderá que as realizações alternativas do adaptador de riser de perfuração 11 podem incluir conjuntos de engate secundários diferentes daqueles ilustrados no presente documento, ou no conjunto de engate secundário total. Ainda em referência à Figura 6, o conjunto de engate secundário 75 inclui um membro de base 91 que se acopla à superfície superior da protrusão acopladora de cilindro 77. Na realização ilustrada da Figura 7, o membro de base 91 define três câmaras, uma primeira câmara 93 próxima de uma extremidade externa ou radialmente para fora do membro de base 91 oposto ao membro tubular 33, uma segunda câmara 95 próxima de um centro do de membro de base 91, e uma terceira câmara 97 próxima do diâmetro externo do membro tubular 33. Cada câmara tem uma abertura para a câmara adjacente que permite comunicação mecânica entre as câmaras. Adicionalmente, a câmara 93 tem uma abertura na extremidade externa do membro de base 91 para comunicação mecânica com um objeto fora da câmara 93. De modo semelhante, a câmara 97 inclui uma abertura na extremidade interna de membro de base 91 próximo a um membro tubular 33 para comunicação mecânica entre um objeto na câmara 97 e o membro tubular 33.

Um trinco 99, que compreende um membro substancialmente cilíndrico que tem uma pega em uma primeira extremidade, se insere na câmara 93 a partir de um exterior do membro de base 91. A extremidade dotada de pega do trinco 99 permanece fora do membro de base 91 e da câmara 93. Uma segunda extremidade do trinco 99 passa através da câmara 93 e dentro da câmara 95. Uma vara de transmissão 101, que tem extremidades de bucha 103, 105, reside na câmara 95. A vara de transmissão 101 substancialmente preenche a altura da câmara 95. A vara de transmissão 101 tem um comprimento inferior ao comprimento de câmara 95, que permite que a vara de transmissão se mova radialmente dentro da câmara 95. A extremidade de bucha 103 tem um perfil interno 107. A segunda extremidade de trinco 99 compreende um perfil equivalente ao perfil interno 107. A segunda extremidade de trinco 99 se insere na extremidade de bucha 103 e se une com perfil interno 107, de modo que o movimento lateral do trinco 99 fará com que a vara de transmissão 101 se mova radialmente em resposta. Uma extremidade de bucha 105 define uma abertura rosqueada para um parafuso ou parafuso fixador 109. Um pino de mola 111 insere na extremidade de bucha 105 e é preso à extremidade de bucha 105 pelo parafuso fixador 109. O pino de mola 111 se move radialmente em resposta ao movimento lateral pela vara de transmissão 101. O pino de mola 111 passa da câmara 95 para a câmara 97.

Um grampo de fixação 113, que tem uma posição engatada e desengatada, reside dentro da câmara 97. O grampo de fixação 113 tem uma extremidade de engate 114 que tem uma altura inferior à altura do grampo de fixação 113. A extremidade de engate 114 passa através de uma abertura na câmara 97 para um exterior do membro de base 91 próximo ao membro tubular 33. A abertura tem uma altura substancialmente igual à extremidade de engate 114, mas inferior à altura da câmara 97, de modo que a abertura defina um ombro 98. Dessa maneira, a extremidade de engate 114 pode protuberar a partir da câmara 97, enquanto o grampo de fixação 113 é impedido a partir da câmara 97 existente completamente pelo ombro 98. O grampo de fixação 113 inclui um recesso 115 em uma extremidade oposta à extremidade de engate 114 que protubera a partir da câmara 97. O pino de mola 111 se insere no recesso 115 e é preso por um pino que passa através da perfuração do pino de mola 111 e do grampo de fixação 113. O recesso 115 tem um rebaixo que define um assento de mola. Uma mola 117 circunda o pino de mola 111 e é posta entre uma parede lateral da câmara 97, próxima à câmara 95, e o assento de mola do recesso 115. Na realização ilustrada, a mola 117 traciona o grampo de fixação 113 à posição engatada. Ainda em referência à Figura 7, uma extremidade superior do membro tubular 33 define um recesso de engate secundário 119 próximo ao aro superior 47. Na realização exemplificativa, o recesso de engate secundário 119 é substancialmente retangular e se estende a partir de uma superfície externa do membro tubular 33 para dentro, em direção à perfuração 37. Um membro de engate secundário 121 se acopla ao membro tubular 33 no recesso de engate secundário 119, como com os parafusos ilustrados. O membro de engate secundário 121 substancialmente preenche o recesso de engate secundário 119. O membro de engate secundário 121 tem um perfil externo configurado para se unir com a extremidade de engate 114 do grampo de fixação 113 e impedir o grampo de fixação 113 a partir do movimento para cima axialmente em direção aro superior 47, quando o grampo de fixação 113 engata o membro de engate secundário 121. O perfil pode compreender sulcos em forma de dente de serra paralelos. Dessa maneira, o grampo de fixação 113 engata o membro tubular 33 na posição engatada, proporcionando engate secundário de anel de carne 73 ao membro tubular 33.

O conjunto de engate secundário 75 tem uma posição engatada ou travada (Figura 7) e uma posição desengatada (Figura 8) e opera na seguinte maneira. O trinco 99 pode ser puxado radialmente para longe do membro tubular 33 por um operador ou um veículo submarino de controle remoto (ROV). A vara de transmissão 101 se move radialmente em resposta à posição mostrada na Figura 8. De forma semelhante, o pino de mola 111 puxa o grampo de fixação 113 radialmente para longe de membro de engate secundário 121 em resposta. Em uma realização exemplificativa, o trinco 99 é então girado 90 graus, por um operador ou ROV, para engatar a chave 123, torneada no trinco 99, com um ombro 94, definido por uma parede que separa a câmara 93 da câmara 95. Enquanto que, na posição engatada da Figura 7, a chave 123 reside na passagem entre a câmara 93 e a câmara 95. A chave 123 se estende a partir de trinco 99 a uma altura maior do que a largura do trinco 99, assim, quando trinco 99 é puxado radialmente e virado 90 graus, como mostrado na Figura 8, a parede lateral da chave 123 estará apoiada ao ombro 94 da passagem entre a câmara 93 e a câmara 95. Desta maneira, o trinco 99 evita que a mola 117 retorne o grampo de fixação 113 à posição engatada/engatada tracionada da Figura 7. Antes de encaixar uma extremidade de riser na perfuração 37 (Figura 6), grampos de fixação 113 estarão na posição desengatada como mostrado na Figura 10. A operação de adaptador de riser de perfuração 11 será descrita em mais detalhes abaixo. O conjunto de anel de carne 57 tem uma posição engatada

ilustrada na Figura 6, e uma posição desengatada, ilustrada na Figura 10. Em referência à Figura 10, a vara 71 de cilindro 65 foi acionada para elevar a protrusão acopladora de cilindro 77 do anel de came 73 para a posição desengatada. Na posição desengatada, a superfície inferior de protrusão acopladora de cilindro 77, e consequentemente, o anel de came 73, está axialmente acima da superfície superior de um grampo de came 125. O grampo de came 125 reside em uma abertura 127 no membro tubular 33 próximo, axialmente, sob o recesso de engate secundário 119 e o membro de engate secundário 121. A abertura 127 se estende a partir da superfície externa do membro tubular 33 através da parede lateral do membro tubular 33 na perfuração 37. Uma abertura 127 é localizada no membro tubular 33 próximo a cada protrusão acopladora de cilindro 77. Um grampo de came 125 respectivo preenche substancialmente cada abertura respectiva 127 e tem um chanfro 129 em uma margem externa distante superior. O chanfro 129 é configurado para se apoiar ao chanfro correspondente 131 de protrusão acopladora de cilindro 77 quando a protrusão acopladora de cilindro 77 se move a partir da posição desengatada da Figura 10 para a posição engatada das Figuras 6 e 9. A parte de cada grampo de came 133 abaixo do chanfro 129 afunila-se para fora.

Em operação, os cilindros 65 ativarão e puxarão a vara 71 abaixo do membro de base 69 (Figura 1 e Figura 4). Em resposta, as varas 71 irão puxar a protrusão acopladora de cilindro 77 e o anel de carne 73 axialmente para baixo. O chanfro 131 de protrusão acopladora de cilindro 77 entrará em contato com o chanfro 129 do grampo de came 125. Conforme a vara 71 continua a puxar a protrusão acopladora de cilindro 77 axialmente para baixo, o chanfro 129 deslizará ao longo do chanfro 131, exercendo assim uma força que move o grampo de came 125 radialmente para dentro em engate com um perfil de superfície sulcado 133 da junta de redução 31, como mostrado na Figura 6. Desta maneira, o adaptador de riser de perfuração 11 engatará a junta de redução 31, prendendo-a ao fardo de riser marinho inferior 13 da Figura 1. Cada grampo de came 125 tem um perfil sulcado em sua lateral interna que engata o perfil de superfície 133. Em referência agora à Figura 2, o acionamento de cilindros 65

dos conjuntos de cilindro 55 pode ser controlado pelo conjunto de operação por controle remoto 43. O conjunto de operação por controle remoto 43 inclui um painel de controle 141, uma porta de encaixe quente 135, um comutador de válvula de engate 137, e um comutador de válvula de desengate 139. Em uma realização exemplificativa, o painel de controle 141 se acopla ao membro tubular 33 no flange superior 45. A porta de encaixe quente 135, o comutador de engate 137, e o comutador de desengate 139 se acoplam ao painel de controle 141 que se volta para longe do membro tubular 33 de forma que um veículo submarino de controle remoto (ROV) possa inserir um encaixe quente na porta de encaixe quente 135 para fornecer pressão de fluido hidráulico e manipular os comutadores 137, 139 para controlar os conjuntos de cilindro 55. Em uma realização exemplificativa, a porta de encaixe quente 135 pode compreender um receptáculo de encaixe quente ou um receptáculo de pressão de fluido hidráulico configurado para receber pressão de fluido hidráulico de uma fonte externa nos sistemas hidráulicos do adaptador de riser de perfuração 11. De forma semelhante, o encaixe quente é um mecanismo para fornecer a pressão de fluido hidráulico externa ao sistema de adaptador de riser de perfuração 11.

Os comutadores 137, 139 conectam para controlar hastes de válvulas 143, 145 (Figura 11) respectivamente. A manipulação dos comutadores 137, 139 irá manipular fluxo através das válvulas 143, 145 em resposta. Na realização ilustrada, a porta de encaixe quente 135, e as válvulas 143, 145 são, de forma comunicável, acopladas através de tubos hidráulicos (esquematicamente mostrados na Figura 11) às portas superiores e inferiores 147, 149 de cilindros 65. O fluido que passa através dos tubos hidráulicos fluirá através de portas superiores e inferiores 147, 149 para acionar os cilindros 65 por exercer uma força na cabeça de pistão 70 acoplada à vara 71. Um circuito hidráulico de engate 151 de forma comunicável se acopla às portas 147,, válvula 143, e comutador 137. Um circuito hidráulico de desengate 153 de forma comunicável se acopla às portas 149, válvula 145, e comutador 139.

Em um exemplo técnico do desengate de adaptador de riser de perfuração 11, o adaptador de riser de perfuração estará acoplado em linha em um riser marinho como ilustrado na Figura 1 e é localizado no fundo do mar. Os componentes do adaptador de riser de perfuração 11 estarão nas posições ilustradas na Figura 2, Figura 4, Figura 6, e Figura 7. Como descrito neste documento, a operação de adaptador de riser de perfuração 11 será descrita utilizando a junta de redução 31 com o perfil 133. Elementos versados na técnica perceberão que o adaptador de riser de perfuração 11 pode se prender diretamente a uma unidade tubular de riser que tem um perfil adequado sem a necessidade da junta de redução 31. Um ROV irá primeiramente conter cada trinco 99 em fila e irá puxá-lo radialmente para longe de membro tubular 33. Isso irá liberar cada grampo de fixação 113 do engate com o membro de engate secundário 121. Após puxar cada trinco 99 radialmente, e antes de mover para o próximo trinco 99, o ROV girará o trinco 99 noventa graus, engatando assim, a chave 123 com o ombro 94 do membro de base 91 como ilustrado na Figura 8 e Figura 9.

Após desengatar cada trinco 99, o ROV pode encaixar um encaixe quente na porta de encaixe quente 135. As válvulas 143, 145 estarão fechadas, evitando que o fluxo de fluido hidráulico através ou do circuito de engate 151 ou circuito de desengate 153. O ROV pode então manipular o comutador 139 para abrir a válvula 145 e permitir que o fluido hidráulico bombeie através do ROV, porta de encaixe quente 135, válvula 145 e no circuito de desengate 153. O fluido hidráulico irá então fluir através do circuito de desengate 153 e nas portas 149 abaixo da cabeça de pistão 70. Conforme a pressão de fluido é intensificada abaixo da cabeça de pistão 70, a pressão resultante forçará a cabeça de pistão 70 e a vara 71 para cima, aumentando assim, a protuberâncias acopladoras de cilindro 77 e o anel de carne 73. Quando as varas 71 alcançam seu maior curso, como mostrado na Figura 10, o ROV irá manipular o comutador 139 para fechar a válvula 145 e interromper o fluxo através do circuito de desengate 153. A pressão interna no circuito de desengate 153 manterá o anel de carne 73 e o conjunto de anel de carne 57 na posição desengatada. Operadores na plataforma 19 irão então puxar mais o riser através de manipulação do equipamento de operação na plataforma 19. Isso fará com que o perfil 133 deslize para cima após o membro de engate 125, forçando o membro de engate 125 a mover radialmente para fora e permitindo a remoção da junta de redução 31.

De forma semelhante, em um exemplo técnico do engate de adaptador de riser de perfuração 11, o adaptador de riser de perfuração 11 estará acoplado a um conjunto de cabeça de poço submarino 13 como ilustrado na Figura 1 e é localizado no fundo do mar. Em uma realização exemplificativa, o riser 17 foi danificado e removido do adaptador de riser de perfuração 11 como descrito acima e um novo riser 17 é deve ser acoplado ao adaptador de riser de perfuração em seu lugar. Os componentes de adaptador de riser de perfuração 11 estarão nas posições ilustradas na Figura 5 e Figura 8. Em uma realização exemplificativa, a junta de redução 31 se acopla à extremidade de riser 17. Um ROV guiará a junta de redução 31 na extremidade de riser 17 na perfuração 37 do membro tubular 33 até que ele ocupe a posição mostrada na Figura 10. O ROV pode, então, encaixar um encaixe quente na porta de

encaixe quente 135. As válvulas 143, 145 estarão fechadas, evitando que ρ fluxo de fluido hidráulico passe através ou do circuito de engate 151 ou do circuito de desengate 153. O ROV pode então manipular o comutador 137 para abrir a válvula 143 e permitir que o fluido hidráulico bombeie através do ROV, porta de encaixe quente 135, válvula 143 e no circuito de engate 151. O fluido hidráulico irá então fluir através do circuito de engate 151 e nas portas 147 acima da cabeça de pistão 70 (Figura 5). Conforme uma pressão de fluido se intensifica acima da cabeça de pistão 70, a pressão resultante forçará a cabeça de pistão 70 e a vara 71 para baixo (Figura 4), diminuindo assim, a protuberâncias acopladoras de cilindro 77 e o anel de carne 73 (Figura 9). Quando as varas 71 alcançam seu curso mais fraco, como mostrado na Figura 4, o ROV manipulará o comutador 137 para fechar a válvula 143 e interromper o fluxo através do circuito de engate 151. A pressão interna no circuito de engate 151 manterá o anel de carne 73 e o conjunto de anel de came 57 na posição engatada da Figura 9, prendendo a junta de redução 31 ao adaptador de riser de perfuração 11.

Posteriormente, o ROV irá operar os conjuntos de engate secundários 75 para proporcionar um mecanismo de engate reserva. O ROV pode primeiramente conter cada trinco 99 em fila e rodar cada trinco 99 noventa graus, liberando assim, a chave 123 do ombro 94 do membro de base 91. O ROV pode então liberar o trinco 99, permitindo que a mola 117 mova o grampo de fixação 113 radialmente no engate com o membro de engate 121 como mostrado na Figura 6 e Figura 7. Opcionalmente, o ROV pode ajudar a mola 117 a mover o trinco 99 radialmente em direção ao membro tubular 33 induzindo o grampo de fixação 113 no engate com o membro de engate secundário 121.

De uma maneira semelhante, o adaptador de riser de perfuração 11 pode prender à junta de redução 31 enquanto o adaptador de riser de perfuração 11 e a junta de redução 31 estão na plataforma 19 antes da operação do conjunto de cabeça de poço no local submarino. Os componentes de adaptador de riser de perfuração 11 estarão nas posições ilustradas na Figura 5, Figura 8, e Figura 10. Um operador guiará a junta de redução 31 na perfuração 37 do membro tubular 33 com ferramentas de plataforma adequadas até a junta de redução 31 ocupar a posição mostrada na Figura 10.

O operador pode, então, prender um tubo hidráulico à porta de encaixe quente 135. As válvulas 143, 145 estarão fechadas, evitando que o fluxo de fluido hidráulico passe através ou do circuito de engate 151 ou do circuito de desengate 153. O operador pode então manipular o comutador 137 para abrir a válvula 143 e permitir que o fluido hidráulico bombeie através do tubo hidráulico, porta de encaixe quente 135, válvula 143 e no circuito de engate 151. O fluido hidráulico irá então fluir através do circuito de engate 151 e nas portas 147 acima da cabeça de pistão 70 (Figura 5). Conforme a pressão de fluido se intensifica acima da cabeça de pistão 70, a pressão resultante forçará a cabeça de pistão 70 e a vara 71 para baixo (Figura 4), diminuindo assim, a protuberâncias acopladoras de cilindro 77 e o anel de carne 73 (Figura 9). Quando as varas 71 alcançam seu curso mais fraco, como mostrado na Figura 4, o operador manipulará o comutador 137 para fechar a válvula 143 e interromper o fluxo através do circuito de engate 151. A pressão interna no circuito de engate 151 manterá o anel de carne 73 e o conjunto de anel de carne 57 na posição engatada da Figura 7, prendendo a junta de redução 31 ao adaptador de riser de perfuração 11.

Posteriormente, o operador irá operar manualmente os conjuntos de engate secundários 75 para proporcionar um mecanismo de engate reserva. O operador pode primeiramente conter cada trinco 99 e rodar o trinco 99 noventa graus, liberando assim, a chave 123 do ombro 94 do membro de base 91. O operador pode então liberar o trinco 99 permitindo que a mola 117 mova o grampo de fixação 113 radialmente no engate com o membro de engate secundário 121m como mostrado na Figura 6 e Figura 7. Opcionalmente, o operador pode ajudar a mola 117 movendo o trinco 99 radialmente em direção ao membro tubular 33 induzindo o grampo de fixação 113 em engate com o membro de engate secundário 121.

Consequentemente, as realizações reveladas proporcionam vantagens numerosas além dos adaptadores de riser da técnica anterior. Por exemplo, o adaptador de riser de perfuração revelado neste documento proporciona uma forma de invadir uma conexão entre o LMRP/BOP e o riser, visto que o conjunto LMRP/BOP está no solo submarino. Assim, onde eventos de emergência necessitam da habilidade para desconectar rapidamente um riser existente do adaptador de riser e então reconectar um novo riser ou outro dispositivo, o adaptador de riser de perfuração revelado proporciona um meio para fazê-lo.

Além disso, as realizações reveladas proporcionam um adaptador

de riser de perfuração que pode ser usado com qualquer tipo de unidade tubular de riser com a adição de uma junta de redução adequada que é mais fácil e mais rápida de prender ao riser. O adaptador de riser de perfuração cumpre isso com menos força de homem necessária, enquanto também proporciona um sistema de reserva para assegurar que o riser não desconecte do BOP até que um operador deseje especificamente a liberação do riser do LMRP/BOP.

Compreende-se que a presente invenção pode aceitar muitas

formas e realizações. Consequentemente, diversas variações podem ser feitas no antecedente sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Desta forma, na presente invenção por referência a determinadas realizações preferidas, é notado que as realizações reveladas são ilustrativas ao invés de Iimitativas em natureza e que uma ampla faixa variações, modificações, alterações, e substituições são contempladas na revelação antecedente e, em algumas ocorrências, alguns funções da presente invenção podem ser empregados sem um uso correspondente dos outras funções. Muitas tais variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejáveis por elementos versados na técnica com base em uma revisão da descrição antecedente das realizações preferidas. Consequentemente, é apropriado que as reivindicações em anexo são construídas de forma geral e em uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Claims

1. SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR (13) A UM RISER MARINHO (17), sendo que o fardo de riser marinho inferior (13) (LMRP) deve ser instalado submerso em uma cabeça de poço de forma que o riser (17) seja estendido a partir do LMRP (13) a uma sonda de perfuração (19) localizada em uma superfície marinha, sendo que o sistema compreende: um adaptador de riser de perfuração (11) para montagem ao fardo de riser marinho inferior (13) e que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) para engatar e desengatar seletivamente uma extremidade inferior do riser marinho (17); um painel de controle (141) montada no adaptador (11) e acoplado de forma comunicável ao conjunto de engate (41) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho (17); e um receptáculo (135) para receber pressão de fluido hidráulico no painel de controle (141) para engate por um veículo submarino de controle remoto (ROV) para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate (41).

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o sistema compreende, ainda, uma junta de riser de redução (31) que tem um perfil de extremidade inferior (133) para casar com o conjunto de engate (41) quando o conjunto de engate (41) estiver no estado engatado e um conjunto de conexão de extremidade superior (75) para se conectar ao riser (17).

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o adaptador de riser de perfuração (11) compreende: um membro tubular (33) que define um orifício central (37) que tem um eixo geométrico (38); o orifício central (37) que tem um diâmetro interno maior do que um diâmetro externo da extremidade inferior do riser (17) de forma que a extremidade inferior do riser (17) possa ser inserida no orifício central (37); uma pluralidade de aberturas (127) em uma extremidade superior do membro tubular (33) próxima a um aro (47) do membro tubular (33); as aberturas (127) se estendem a partir de uma superfície de diâmetro externo do membro tubular até o orifício central (37); uma pluralidade de membros de engate (125), sendo que cada membro de engate (125) preenche substancialmente uma abertura respectiva (127); os membros de engate (125) móveis entre uma posição engatada radialmente para dentro e uma posição desengatada radialmente para fora; e o conjunto de engate (41) configurado para acionar os membros de engate (125) entre a posição engatada e a desengatada.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, em que cada um dos membros de engate (125) tem um perfil para engatar a perfil correspondente (133) em uma superfície externa da extremidade inferior do riser (17).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, em que o conjunto de engate (41) compreende: um anel de carne axialmente móvel (73) que limita a extremidade superior do membro tubular (33) próximo aos membros de engate (125), o anel de carne (73) que tem uma superfície interna que engata de forma deslizante superfícies externas dos membros de engate (125); e uma pluralidade de cilindros hidráulicos (65) para mover o anel de carne (73) axialmente sobre a superfície do membro tubular (33).

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, em que o conjunto de engate (41) ainda compreende: uma pluralidade de protuberâncias acopladoras de cilindro (77) que se estende radialmente a partir de uma parte de diâmetro externo do anel de came (73); um flange (45) formado em uma parte do membro tubular (33) axialmente abaixo do anel de came (73); e cada cilindro (65) que tem uma primeira extremidade montada no flange (45) e uma segunda extremidade acoplada a uma protrusão acopladora de cilindro respectiva (77) para exercer uma força axial sobre o anel de came (73).

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, em que o conjunto de engate (41) ainda compreende: um grampo de fixação (114) acoplado ao anel de came (73), sendo que o grampo de fixação (114) é orientado radialmente para dentro para um estado engatado; uma alavanca (99) acoplada ao grampo de fixação (114) para mover o grampo de fixação (114) entre o estado engatado e um estado desengatado; e uma extremidade interna do grampo de fixação (114) configurada para engatar uma superfície externa sulcada do membro tubular (33) no estado engatado.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, que compreende, ainda, uma chave (123) formada em uma superfície do trinco (99) e configurada para travar o grampo de fixação (114) em um estado desengatado quando puxado radialmente e girado pelo ROV.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda: um trinco (75) que trava seletivamente o conjunto de engate (41) em uma posição engatada; e uma pega (99) no trinco (75) configurada para estar engatada e para ser manipulada pelo ROV.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, um par de válvulas (143, 145) no painel de controle (141) para direcionar a pressão de fluido hidráulico para engatar e liberar o conjunto de engate (41) a partir da extremidade inferior do riser marinho (17), as válvulas (143, 145) que estão sendo configuradas a serem engatadas pelo ROV.

11. SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR (13) (LMRP) A UM RISER MARINHO (17), sendo que o fardo de riser marinho inferior deve ser instalado submerso em uma cabeça de poço de forma que o riser (17) se estende a partir do LMRP (13) a uma sonda de perfuração localizada em uma superfície marinha, sendo que o sistema compreende: uma pluralidade de membros de engate (125); os membros de engate (125) móveis entre uma posição engatada radialmente para dentro e uma posição desengatada radialmente para fora; um conjunto de engate (41) configurado para acionar os membros de engate (125) entre as posições engatada e desengatada; uma junta de riser de redução (31) que tem um perfil de extremidade inferior (133) para casar com o conjunto de engate (41) quando o conjunto de engate (41) estiver na posição engatada e um conjunto de conexão de extremidade superior para conectar ao riser (17); um painel de controle (141) acoplado de forma comunicável ao conjunto de engate (41) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar e desengatar à extremidade inferior do riser marinho (17); um receptáculo de encaixe quente (135) no painel de controle (141) para engate por um veículo submarino de controle remoto (ROV) para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate (41).

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, em que cada um dos membros de engate (125) tem um perfil para engatar um perfil correspondente (133) em uma superfície externa da extremidade inferior do riser(17).

13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 12, em que o conjunto de engate (41) compreende, ainda: um grampo de fixação (114) acoplado a uma parte superior do anel de carne (73), sendo que o grampo de fixação (114) é orientado radialmente para dentro para um estado engatado; uma alavanca (99) acoplada ao grampo de fixação (114) para mover o grampo de fixação (114) entre o estado engatado e um estado desengatado; e uma extremidade interna do grampo de fixação (114) configurada para engatar a superfície externa sulcada do membro tubular (33) no estado engatado.

14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, em que o conjunto de engate (41) compreende: um anel de carne axialmente móvel (73) que limita a extremidade superior do membro tubular (33) próximo aos membros de engate (125); uma pluralidade de protuberâncias acopladoras de cilindro (77) que se estendem a partir de uma parte de diâmetro externo do anel de carne (73); um flange (45) formado em uma parte do membro tubular (33) axialmente abaixo do anel de carne (73); uma pluralidade de cilindros hidráulicos (65), sendo que cada cilindro (65) tem uma primeira extremidade montada no flange (45) e uma segunda extremidade acoplada a uma protrusão acopladora de cilindro respectiva (77) para exercer uma força axial no anel de carne (73), permitindo que o anel de carne (73) se mova axialmente sobre a superfície externa do membro tubular (33); e um chanfro (131) em uma extremidade inferior interna do anel de carne (73) para engatar de forma deslizante os membros de engate (125) quando o anel de carne (73) se mover axialmente para baixo sobre as aberturas no membro tubular (33).

15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, que compreende, ainda, uma chave (123) formada em uma superfície da alavanca (99) e configurada para travar o grampo de fixação (114) em um estado desengatado quando puxado radialmente e girado pelo ROV.

16. MÉTODO PARA DESCONECTAR UMA JUNTA DE RISER MARINHO (17) DE UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR (13) (LMRP), sendo que o método compreende: (a) proporcionar um adaptador de riser marinho (17) que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) e um painel de controle (141) com um receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135); (b) conectar o adaptador (11) ao LMRP (13); (c) inserir uma extremidade de uma unidade tubular de riser (23) em um orifício central (37) do adaptador de riser marinho (11); e então (d) fornecer fluido hidráulico ao receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) para acionar o conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) para engatar a unidade tubular de riser (23); (e) abaixar o LMRP (13), adaptador de riser marinho (11), e unidade tubular de riser (23) a um local submarino; e (f) encaixar a sonda de um veículo submarino de controle remoto (ROV) no receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) e fornecer fluido hidráulico para acionar o conjunto de engate (41) para desengatar a unidade tubular de riser (23) do adaptador de riser marinho (11).

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, em que a etapa (d) ainda compreende, ainda, manipular uma válvula (137, 139) no painel de controle (141).

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, em que, enquanto o adaptador de riser marinho está em uma sonda de perfuração (19) em uma superfície do oceano, a etapa (d) compreende: conectar um tubo hidráulico ao painel de controle (141); operar manualmente uma válvula (137, 139) no painel de controle (141) para ativar um circuito hidráulico (151, 153) do conjunto de engate (41); passar fluido hidráulico através do tubo hidráulico, através do painel de controle (141) e no circuito hidráulico (151, 153); e acionar cilindros hidráulicos (65) do conjunto de engate (41) em resposta.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, em que, enquanto o adaptador de riser marinho (11) está sob a água, o método compreende, ainda: operar pelo menos uma válvula (137, 139) no painel de controle (141) com o ROV para ativar um circuito hidráulico (151, 153) do adaptador de riser marinho (11); passar fluido hidráulico através do ROV, através do painel de controle (141) e no circuito hidráulico (151, 153); e acionar cilindros hidráulicos (65) do conjunto de engate (41) em resposta, para acionar o conjunto de engate (41).

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, que compreende, ainda, travar mecanicamente o aparelho de engate (41) em engate com a unidade tubular de riser (23).

21. SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR (13) A UMA SONDA DE PERFURAÇÃO (19) LOCALIZADA EM UMA SUPERFÍCIE MARINHA, sendo que o fardo de riser marinho inferior (13) (LMRP) deve ser instalado submerso em uma cabeça de poço, sendo que o sistema compreende: uma pluralidade de unidades tubulares de riser marinho (23) para se estender entre a sonda de perfuração (19) e o LMRP (13), sendo que cada junta de riser marinho (23) tem pelo menos uma extremidade acoplável a uma junta de riser marinho adjacente (23); um adaptador de riser de perfuração (11) para montagem ao fardo de riser marinho inferior (13) e que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) para engatar e desengatar seletivamente uma extremidade inferior de pelo menos uma junta de riser marinho (23) da pluralidade de unidades tubulares de riser marinho (23); um painel de controle (141) montado no adaptador (11) e acoplado de forma comunicável ao conjunto de engate (41) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho (17); e um receptáculo (135) para receber pressão de fluido hidráulico no painel de controle (141) para engate por um veículo submarino de controle remoto (ROV) para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate (41).

22. SISTEMA PARA CONECTAR UM FARDO DE RISER MARINHO INFERIOR (13) A UM RISER MARINHO (17), sendo que o fardo de riser marinho inferior (13) (LMRP) deve ser instalado submerso em uma cabeça de poço de forma que o riser (17) seja estendido a partir do LMRP (13) a uma sonda de perfuração (19) localizada em uma superfície marinha, sendo que o sistema compreende: um preventor de erupção (BOP) (13) montado em uma extremidade superior do LMRP (13); um adaptador de riser de perfuração (11) para montar no BOP (13) e que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41) para engatar e desengatar seletivamente uma extremidade inferior do riser marinho (17); um painel de controle (141) montada no adaptador (11) e acoplado de forma comunicável ao conjunto de engate (41) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar e desengatar a extremidade inferior do riser marinho (17); e um receptáculo (135) para receber pressão de fluido hidráulico no painel de controle (141) para engate por um veículo submarino de controle remoto (ROV) para fornecer pressão de fluido hidráulico ao conjunto de engate (41).

23. MÉTODO PARA CONECTAR UMA JUNTA DE RISER MARINHO (17) A UM ADAPTADOR DE RISER MARINHO (17) LOCALIZADO EM UM LOCAL SUBMARINO, sendo que o método compreende: (a) encaixar uma sonda de um veículo submarino de controle remoto (ROV) em um receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) em um painel de controle (141) de um adaptador de riser marinho (17) que tem um conjunto de engate acionado hidraulicamente (41); (b) fornecer fluido hidráulico da sonda do ROV ao receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) para acionar o conjunto de engate (41) para desengatar a primeira unidade tubular de riser (23) do adaptador de riser (11); (c) remover a primeira unidade tubular de riser (23) do adaptador de riser (11); (d) dispor uma segunda unidade tubular de riser (23) no adaptador de riser (11); (e) encaixar a sonda do ROV no receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) do adaptador de riser marinho (17); e (f) fornecer fluido hidráulico da sonda do ROV ao receptáculo de pressão de fluido hidráulico (135) para acionar o conjunto de engate (41) para engatar a segunda unidade tubular de riser (23) com o adaptador de riser (11).