BR102013010828A2

BR102013010828A2 - Riser column and method for the formation of a riser column

Info

Publication number: BR102013010828A2
Application number: BR102013010828-6A
Authority: BR
Inventors: Jude Szpunar Stephen
Original assignee: Vetco Gray Inc.
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2017-08-22
Also published as: BR102013010828B1; NO344496B1; SG194329A1; CN103382815A; NO20130495A1; AU2013204002A1; MY156817A; US9057226B2; GB201307833D0; GB2503336A; GB2503336B; US20130292132A1

Description

“COLUNA DE RISER E MÉTODO PARA SUA FORMAÇÃO” Antecedentes Campo da Invenção A invenção refere-se em geral à montagem de riser. Mais especificamente, a invenção se refere a uma coluna de membros tubulares e ao método para a produção, em que um substrato é depositado nas extremidades dos membros após os sulcos serem formados nas extremidades, as extremidades serem rosqueadas e os membros serem rosqueados em conjunto.

Descrição da Técnica Anterior As operações de perfuração marítima são tipicamente realizadas por meio de um riser de perfuração que se estende entre a montagem da cabeça de poço submarino, no fundo do mar e o navio-sonda. Os risers de perfuração são normalmente formados por vários tubulares individuais unidos uns aos outros pelas extremidades para formar uma coluna. As extremidades dos tubulares são frequentemente rosqueadas para que os tubulares adjacentes possam ser acoplados por meio da união às respectivas extremidades rosqueadas, em que uma extremidade do pino com diâmetro menor é inserida de forma rosqueada dentro de uma extremidade do box com diâmetro maior. Tipicamente, o diâmetro das extremidades do box é aumentado através de um processo de forjamento por compressão axial separado a fim de fornecer material para a usinagem de roscas na mesma.

Descrição Resumida da Invenção É fornecido, no presente documento, um exemplo de uma coluna de riser e um método para formação de uma coluna de riser. Em um exemplo descrito no presente documento, há uma coluna de riser que tem o primeiro tubular com uma extremidade do box e sulcos em uma superfície externa próxima à extremidade do box. Um revestimento de metal está nos sulcos e as roscas estão na superfície interna da extremidade do box. Também está incluído um segundo tubular com uma extremidade de pino que é inserida na extremidade do box com sulcos na superfície externa próxima à extremidade do pino e como revestimento sobre os sulcos. As roscas da superfície externa da extremidade do pino são encaixadas com as roscas da superfície interna da extremidade de box. Os sulcos no primeiro tubular podem opcionalmente ter, cada uma, uma altura que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box e uma largura que aumenta com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box. Os sulcos no segundo tubular podem ter, cada um, a altura que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do pino e a largura que aumenta com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do pino. No exemplo, os sulcos no primeiro tubular são moldados de forma similar a um trapézio com uma extremidade inferior distai da superfície externa da extremidade do box, uma abertura na superfície externa da extremidade do box que tem um comprimento maior que a extremidade inferior e lados convergentes que se estendem da abertura até a extremidade inferior. Opcionalmente, os sulcos no segundo tubular são moldados como um trapézio com a extremidade inferior distai a partir da superfície externa da extremidade do pino, uma abertura na superfície externa da extremidade do pino com o comprimento maior que a extremidade inferior e lados convergentes que se estendem da abertura à extremidade inferior. Os sulcos adjacentes no primeiro tubular podem ser separados por um espaço que aumenta com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box. Em uma alternativa, os sulcos adjacentes no primeiro tubular são separados por um espaço que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box.

Encontra-se também descrito neste documento, um método para a formação de uma coluna de riser que inclui a formação de sulcos sobre as porções de extremidade dos tubulares e a deposição de uma camada de revestimento de metal sobre as porções de extremidade dos tubulares e sobre os sulcos. As roscas são fornecidas em uma superfície interna de uma extremidade de um tubular para formar uma extremidade do box junto com as roscas em uma superfície externa de uma extremidade de um tubular para formar uma extremidade do pino. As roscas na extremidade do pino são encaixadas com as roscas da extremidade do box para estabelecer a conexão. Em um exemplo, as etapas de formação de sulcos, as roscas e os encaixes das roscas são repetidas com tubulares adicionais. Em um exemplo, a etapa de formação de sulcos envolve a formação de um sulco helicoidal próximo a uma extremidade do tubular, em que o sulco tem um corte transversal em formato triangular. Opcionalmente, os sulcos são formados através da formação de sulcos helicoidais próximos a uma extremidade do tubular, em que o sulco tem um corte transversal em formato acastelado. A formação dos sulcos pode alternativamente envolver a formação de uma série de sulcos em formato de trapézio que têm uma profundidade que diminui sucessivamente com a distância de uma extremidade de terminal do tubular. A etapa de deposição de uma camada de revestimento de metal nas porções de extremidade dos tubulares e sobre os sulcos pode usar cascalhos retirados de um dos tubulares.

Breve Descrição dos Desenhos Alguns dos recursos e benefícios da presente invenção são apresentados, outros se tornarão aparentes conforme a descrição procede quando tomados em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura. 1 é uma vista em seção parcial lateral de um exemplo de aplicação de uma aspersão de metal em um tubular de acordo com a presente invenção. A Figura. 2 é uma vista em seção lateral de um exemplo do tubular da Figura. 1 e que tem um substrato de aspersão de metal, de acordo com a presente revelação. A Figura. 3A é uma vista em seção lateral de uma realização de tubulares com um substrato de aspersão de metal e extremidades rosqueadas de acordo com a presente invenção. A Figura. 3B é uma vista em seção lateral dos tubulares da Figura. 3A com encaixe rosqueado de acordo com a presente invenção. A Figura. 4 é uma vista em seção lateral de tubulares que tem superfícies perfiladas com aspersão de metal aplicada sobre as superfícies perfiladas de acordo com a presente invenção. A Figura. 5 é urría vista lateral de uma realização alternativa de uma superfície perfilada em um tubular de acordo com a presente invenção. A figura. 6 é uma vista lateral de um exemplo de um riser conectado entre uma cabeça de poço submarina e uma plataforma de acordo com a presente invenção.

Embora a invenção seja descrita em conjunto com as realizações preferenciais, deve-se entender que não há intenção de limitar a invenção à realização. Pelo contrário, a intenção é de abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes, como pode estar incluído dentro do espírito e do escopo da invenção definidos nas reivindicações anexas.

Descrição Detalhada da Invenção O método e o sistema da presente revelação serão descritos agora de forma mais completa doravante com referência aos desenhos anexos em que as realizações são mostradas. O método e o sistema da presente revelação podem ser de diversas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitantes das realizações ilustradas apresentadas no presente documento; em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que esta revelação seja perfeita e completa e transmita integralmente o escopo a aqueles versados na técnica. Os numerais iguais se referem aos elementos iguais por todo o presente documento.

Deve-se compreender adicionalmente que o escopo da presente revelação não se limita aos detalhes exatos da construção, operação, materiais exatos, ou realizações mostradas e descritas, como modificações e equivalentes serão aparentes a um versado na técnica. Nos desenhos e especificações, foram reveladas realizações ilustrativas e, embora sejam usados termos específicos, são usados somente de forma genérica e descritiva e não com o propósito limitante. Consequentemente, os aperfeiçoamentos descritos neste documento são, portanto, para serem limitados somente pelo escopo das reivindicações anexas. É mostrado, em uma vista lateral na Figura 1, um exemplo de aplicação de um material de revestimento de um tubular 20 em que uma aspersão 22 é enviada de uma pistola de pintura 24 sobre uma superfície externa do tubular 20. No exemplo da Figura 1, o tubular 20 é girado durante a aplicação da aspersão 22 desse modo formando um depósito de aspersão 26 no tubular 20 e em um local designado no tubular 20. Em uma realização, o depósito de aspersão 26 sobre o tubular 20 é aplicado com o uso de um processo de aspersão de metal. Um exemplo de um processo de aspersão de metal é encontrado em Carter, Publicação de Pedido de Patente n° U.S. 2011/0193338, com pedido de série n° 12/702,340, a qual é cedida à cessionária do presente pedido e incorporado no presente documento a título de referência em sua totalidade para todos os propósitos. A aspersão 22 pode ser uma aspersão de metal e em um exemplo de aspersão de metal pode incluir cascalhos ou outros detritos removidos do tubular 20 durante a usinagem. A Figura 2 é uma vista em seção lateral de um exemplo do tubular 20 que tem um depósito de aspersão 26 em uma superfície externa do tubular 20 e adjacente a uma extremidade 28 do tubular 20. As realizações existem, no entanto, em que o depósito de aspersão 26 se estende substancialmente ao comprimento da superfície externa do tubular 20. Referindo-se agora à Figura 3A, os tubulares 20i,2 são mostrados, cada um, com depósitos de aspersão 26i,2 formados nas respectivas extremidades 28i,2. Adicionalmente ilustradas na Figura 3A estão as roscas 30i formadas na superfície externa do depósito de aspersão 26i desse modo formando uma extremidade de pino no tubular 20^. De modo similar, as roscas 302 são mostradas formadas em uma superfície interna do tubular 202 desse modo formando a extremidade do box no tubular 202. No exemplo da Figura 3A, a usinagem que formam as roscas 30ii2 pode cortar totalmente através dos depósitos de aspersão 26ii2 em uma direção radial e dentro dos tubulares 20i,2 ao longo de parte/uma porção do comprimento dos depósitos de aspersão 26i,2. Como mostrado no exemplo da Figura 3B, uma vantagem do método de depósito de aspersão descrito no presente documento é que os tubulares 20ii2 que têm substancialmente os mesmos diâmetros interno e externo podem ser rosqueados juntos através do engate das roscas 30i,2 formados nos depósitos de aspersão 26i,2. Essa é uma vantagem em relação aos tubulares conectados de modo coaxial com as uniões a uma superfície externa e/ou um forjamento por compressão axial.

Em uma realização opcional, como mostrada em vista em seção lateral na Figura 4, as superfícies externas dos tubulares 20A, 20B são rosqueadas com roscas 32A, 32B para que, quando uma aspersão 22 for depositada sobre as roscas 32A, 32B, os depósitos de aspersão 26A, 26B aumentarão as propriedades aderentes em uma superfície de um tubular com pouca ou nenhuma perfilagem. Mais especificamente, os sulcos 32A são compostos por uma série repetida de dentes direcionados de modo ascendente e posicionados de modo adjacente que se assemelham a uma configuração cerrilhada. Quando a aspersão 22 (Figura 1) é depositada sobre as roscas 32A, as porções inferiores do depósito de aspersão 26A encontram-se entre dentes adjacentes das roscas 32A. Os sulcos 32B, os quais são mostrados como uma configuração acastelada repetida, podem ou não ter uma distância consistente longitudinal entre os dentes consecutivos ou adjacentes dentro das roscas 32B. Em uma modalidade de um exemplo, após a aplicação inicial da aspersão 22 (Figura 1), um corte transversal axial do depósito de aspersão 26 é conformado de modo sernielíptico e pode ser usinado para ter uma superfície superior geral plana com superfícies anteriores e posteriores que se estendem em geral de forma perpendicular de um eixo geométrico Αχ do tubular 20A.

Referindo-se agora à Figura 5, é mostrada uma vista em seção lateral de um exemplo de roscas 32C em que os membros da rosca 34i.n têm um corte transversal similar a um trapézio. No exemplo da Figura 5, os membros da rosca 34^ são formados dentro de uma superfície externa do tubular 20C e podem ter, cada um, uma altura e largura que mudam em relação aos membros da rosca adjacente. No exemplo específico da Figura 5, o membro da rosca 34i tem uma altura maior que outros membros de rosca 342-n compondo as roscas 32C. As alturas sequencialmente reduzidas entre os membros da rosca 34i-n podem seguir uma função linear geral, ou podem também ser opcionalmente não lineares. No exemplo da figura 5, os membros da rosca 34-t.n com altura e largura maiores estão localizados próximo à extremidade 28C do tubular 20C. No entanto, a ordem pode ser invertida para que os membros da rosca 34i.n adjacente ou mais próxima da extremidade 28C possam ter uma altura excedida por outros membros das roscas 32C. O formato das roscas 32C pode ser estabelecido com um ângulo mais obtuso para melhorar a densidade e aderência da aspersão de metal e também para que a aspersão de metal tenha o máximo de contato possível com a área de superfície a fim de evitar gases.

Referindo-se agora à Figura 6, um exemplo de um riser 36 é mostrado instalado no fundo do mar, em que o riser 36 é feito de uma série de tubulares 20i.n que se estendem da montagem da cabeça de poço 38, no fundo do mar, até a plataforma 40. No exemplo da Figura 6, a montagem da cabeça de poço 38 é mostrada montada/instalada no fundo do mar 42 em que uma plataforma 40 está acima da superfície do mar e pode estar flutuando ou pode ter pernas (não mostradas) instaladas no fundo do mar 42. A presente invenção, orá descrita no presente documento, portanto, está bem adaptada para cumprir os objetivos e alcançar os resultados e vantagens mencionados, bem como outras inerentes à mesma. Embora a presente realização preferencial da invenção tenha sido fornecida para o propósito da revelação, diversas mudanças existem nos detalhes dos procedimentos para alcançar os resultados desejados. Essas e outras modificações similares irão ocorrer prontamente àqueles que são versados na técnica e têm a intenção de estar incluído no espírito da presente invenção, revelada no presente documento e no escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims

1. COLUNA DE RISER, que compreende: um primeiro tubular com uma extremidade de box, sulcos em uma superfície externa próxima à extremidade do box, um revestimento de metal nos sulcos e roscas em uma superfície interna da extremidade do box; e um segundo tubular com uma extremidade de pino inserida dentro da extremidade do box, sulcos na superfície externa próxima à extremidade do pino, um revestimento de metal nos sulcos e roscas na superfície externa da extremidade do pino encaixadas com as roscas na superfície interna da extremidade do box.

2. COLUNA DE RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que as roscas no primeiro tubular têm, cada uma, uma altura que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box e uma largura que aumenta com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box.

3. COLUNA DE RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que as roscas no segundo tubular têm, cada uma, uma altura que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do pino e uma largura que aumenta com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do pino.

4. COLUNA DE RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que as roscas no primeiro tubular compreendem um trapézio com uma extremidade inferior distai da superfície externa da extremidade do box, uma abertura na superfície externa da extremidade do box com um comprimento maior que a extremidade inferior e lados convergentes que se estendem da abertura à extremidade inferior.

5. COLUNA DE RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que as roscas no segundo tubular compreende um trapézio com uma extremidade inferior distai da superfície externa da extremidade do pino, uma abertura na superfície externa com um comprimento maior que a extremidade inferior e lados convergentes que se estendem da abertura à extremidade inferior.

6. COLUNA DE RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que roscas adjacentes no primeiro tubular são separadas por um espaço que aumenta com a distância de uma extremidade terminal da extremidade do box.

7. COLUNA DÈ RISER, de acordo com a reivindicação 1, em que roscas adjacentes no primeiro tubular são separadas por um espaço que diminui com a distância de uma extremidade de terminal da extremidade do box.

8. MÉTODO PARA A FORMAÇÃO DE UMA COLUNA DE RISER, que compreende: a. formar sulcos sobre as porções de extremidade de tubulares; b. depositar uma camada de revestimento de metal sobre as porções de extremidade dos tubulares e sobre as roscas; c. fornecer roscas em uma superfície interna de uma extremidade de um tubular para formar uma extremidade do box; d. fornecer roscas em uma superfície externa de uma extremidade de um tubular para formar uma extremidade de pino; e e. encaixar as roscas na extremidade do pino com roscas na extremidade do box para estabelecer a ligação.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, que compreende adicionalmente repetir as etapas de (c) a (e).

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a etapa de formação dos sulcos compreende a formação de sulco helicoidal próximo à extremidade do tubular, sendo que o sulco tem um corte transversal em formato triangular.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a etapa para a formação de sulcos compreende a formação de um sulco helicoidal próximo à extremidade do tubular, sendo que o sulco tem um corte transversal em formato acastelado.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a etapa de formação de sulcos compreende a formação de uma série de sulcos em formato de trapézio que têm uma profundidade que diminui sucessivamente com uma distância de uma extremidade de terminal do tubular.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a etapa da deposição de uma camada de revestimento de metal nas porções de extremidade dos tubulares e sobre os sulcos usa cascalhos retirados de um dos tubulares.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que os formatos dos sulcos são estabelecidos em um ângulo obtuso para melhorar a densidade e a aderência do revestimento de metal e também para que o revestimento de metal fique em contato com a área de superfície o máximo possível para evitar gases.