BR102016002547B1

BR102016002547B1 - Sistema e método de monitoramento de riser

Info

Publication number: BR102016002547B1
Application number: BR102016002547-8A
Authority: BR
Inventors: Blake T. Deberry; Morris B. Wade
Original assignee: Dril-Quip, Inc.
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2022-08-23
Also published as: NO20160221A1; GB2561999B; GB201811599D0; BR102016002547A2; NO345694B1; GB2545282A; SG10201600861PA; GB2561999A; GB2545282B; MY187058A; SG10201913422TA; NO345554B1; NO20200821A1; GB201602375D0

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE MONITORAMENTO DE TUBO ASCENDENTE. A presente invenção refere-se a sistemas e a métodos para o monitoramento de tubo ascendente. Um sistema de monitoramento de tubo ascendente inclui um conjunto de tubo ascendente (310) que tem uma pluralidade de componentes de tubo ascendente, em que o conjunto de tubo ascendente (310) inclui um furo interno (320) que segue através da pluralidade de componentes de tubo ascendente (310). Um sensor externo (318) é disposto em uma superfície externa (316) do conjunto de tubo ascendente (310), um sensor interno (318) é disposto ao longo do furo interno (320) do conjunto de tubo ascendente (310), ou ambos. Um sistema de comunicação (322) é acoplado ao sensor externo (314), ao sensor interno (318), ou a ambos, para comunicar os sinais dos sensores externos (314) e/ou internos (318) a um sistema de monitoramento do operador (324).

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS

[0001] O presente pedido de patente é uma continuação em parte do Pedido de Patente U.S. no. de série 14/618.411, intitulado "Sistemas e Métodos Para o Acoplamento de Riser", assentado em 10 de fevereiro de 2015; do Pedido de Patente U.S. no. de série 14/618.453, intitulado "Sistemas e Métodos Para o Acoplamento de Riser", assentado em 10 de fevereiro de 2015; e do Pedido de Patente U.S. no. de série 14/618.497, intitulado "Sistemas e Métodos Para o Acoplamento de Riser", assentado em 10 de fevereiro de 2015. Todos os três desses pedidos de patente pendentes são continuações em parte do Pedido de Patente U.S. no. de série 13/892.823, intitulado "Sistemas e Métodos Para o Acoplamento de Riser", assentado em 13 de maio de 2013, que reivindicaram o benefício do Pedido de Patente Provisório no. de série 61/646.847, intitulado "Sistemas e Métodos Para o Acoplamento de Riser", assentado em 14 de maio de 2012. Todos esses pedidos de patente estão incorporados a título de referência no presente documento.

ANTECEDENTES

[0002] A presente invenção refere-se de modo geral a risers de poços e, mais particularmente, a sistemas e métodos para o monitoramento de riser.

[0003] Na perfuração ou produção de um poço ao largo da costa, um riser pode se estender entre uma embarcação ou uma plataforma e a cabeça do poço. O riser pode ser tão longo quanto vários milhares de pés, e pode ser composto por seções sucessivas de riser. As seções de riser com extremidades adjacentes podem ser conectadas a bordo da embarcação ou da plataforma, quando o riser é abaixado na posição. Linhas auxiliares, tais como linhas de estrangulamento, amortecimento e/ou reforço, podem se estender ao longo do lado de riser para conectar com o BOP, de modo que os fluidos possam ser circulados para baixo rumo à cabeça de poço para várias finalidades. A conexão das seções de riser em uma relação de extremidade a extremidade inclui alinhar axial e angularmente duas seções de riser, incluindo linhas auxiliares, abaixar um membro tubular de uma seção de riser superior sobre um membro tubular de uma seção de riser inferior, e travar os dois membros tubulares um no outro de modo a prender os mesmos na relação de extremidade a extremidade.

[0004] O processo de conexão de seção de riser pode requerer a participação significativa do operador, o que pode expor o operador a riscos de ferimento e fadiga. Por exemplo, a natureza repetitiva do processo com o passar do tempo pode criar um risco de ferimentos de movimentos repetitivos e aumentar o potencial para o erro humano. Além disso, o processo de conexão de seção de riser pode envolver componentes pesados e pode ser muito demorado. Portanto, há uma necessidade no estado da técnica de melhorar o processo de conexão de seção de riser e resolver essas questões.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0005] Algumas modalidades exemplificadoras específicas da invenção podem ser compreendidas mediante referência, em parte, à descrição a seguir e aos desenhos anexos.

[0006] A Figura 1A mostra uma vista angular de um sistema de acoplamento de riser exemplificador, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0007] A Figura 1B mostra uma vista superior de um sistema de acoplamento de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0008] A Figura 2 mostra uma vista em elevação superior de um conjunto de aranha antes de receber um conjunto de conector, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0009] A Figura 3A mostra uma vista em elevação lateral de uma ferramenta exemplificadora de ativação do conector, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0010] A Figura 3B mostra uma vista em seção transversal de uma ferramenta de ativação do conector, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0011] A Figura 4 mostra uma vista em elevação lateral parcialmente destacada de um conjunto de conector, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0012] Figura 5 mostra uma vista em seção transversal da deposição de uma seção de riser, que pode incluir o conjunto tubular inferior, no conjunto de aranha, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0013] A Figura 6 mostra uma vista em seção transversal da deposição do conjunto tubular superior no conjunto tubular inferior assentado, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0014] A Figura 7 mostra uma vista em seção transversal da orientação de um conjunto tubular superior com respeito a um conjunto tubular inferior, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0015] Figura 8 mostra uma vista em seção transversal de um conjunto tubular superior assentado, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0016] A Figura 9 mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação do conector que acopla uma junção de riser antes de travar uma junção de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0017] A Figura 10 mostra uma vista em seção transversal de uma ferramenta de ativação do conector que trava uma junção de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0018] A Figura 11 mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação do conector retraída, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0019] A Figura 12 mostra uma vista esquemática de um sistema de orientação para alinhar uma junção de riser dentro de um sistema de acoplamento de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0020] A Figura 13 mostra uma vista esquemática de uma seção de uma junção de riser com múltiplas etiquetas RFID posicionadas na mesma, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0021] As Figuras 14A a 14D mostram uma vista em seção transversal de uma ferramenta de ativação do conector que está sendo usada para travar um conjunto de conector com uma trava secundária, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0022] A Figura 15 mostra uma vista em seção transversal de uma interface entre uma junção de riser e um conjunto de conector removível, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0023] As Figuras 16A a 16D mostram vistas em seção transversal de um riser que é seletivamente acoplado e desacoplado a um conjunto de conector removível, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0024] A Figura 17 mostra uma vista esquemática de um conjunto de riser equipado com um sistema de monitoramento externo e interno, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0025] A Figura 18 mostra uma vista explodida esquemática dos componentes que compõem um conjunto de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0026] A Figura 19 mostra uma vista esquemática de um conjunto de riser equipado com os sensores de monitoramento internos para detectar o movimento de uma ferramenta de fundo de poço através do conjunto de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0027] A Figura 20 mostra uma vista esquemática de um sistema de comunicação que pode ser utilizado dentro para o monitoramento externo e interno de um conjunto de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0028] A Figura 21 mostra uma vista esquemática de um sistema de comunicação que pode ser utilizado para o monitoramento externo e interno de um conjunto de riser, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0029] As Figuras 22 a 29 mostram vistas esquemáticas de vários componentes do conjunto de riser equipado com um sistema de monitoramento externo e interno, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0030] A Figura 30 mostra uma vista esquemática de um sistema de monitoramento do operador, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0031] A Figura 31 mostra uma vista esquemática de uma ferramenta de manipulação de riser inteligente, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0032] A Figura 32 mostra um fluxograma do processo de um método para operar uma ferramenta de manipulação de riser inteligente, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0033] Embora as modalidades da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas e sejam definidas por meio de referência às modalidades exemplificadoras da invenção, tais referências não implicam uma limitação na invenção, e nenhuma de tais limitações deve ser inferida. O objeto divulgado é passível de ser modificado, alterado de maneira considerável, e seus equivalentes na forma e na função, tal como deverá ocorrer aos elementos versados na técnica pertinente e com o benefício desta invenção. As modalidades ilustradas e descritas desta invenção são apenas exemplos, e não exaustivos, do escopo da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0034] A presente invenção refere-se de modo geral a risers de poços e, mais particularmente, a sistemas e métodos para o monitoramento de riser.

[0035] As modalidades ilustrativas da presente invenção são descritas em detalhes no presente documento. Para as finalidades de clareza, nem todas as características de uma implementação real podem ser descritas neste relatório descritivo. Naturalmente, deve ser apreciado que, no desenvolvimento de uma modalidade real, numerosas decisões específicas de implementação devem ser feitas para atingir os objetivos específicos da implementação, que irão variar de uma implementação à outra. Além disso, deve ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e muito demorado, mas deve ser no entanto uma tomada de rotina para os elementos normalmente versados na técnica que tem o benefício da presente invenção. Para facilitar uma melhor compreensão da presente invenção, são fornecidos os exemplos de determinadas modalidades a seguir. De nenhuma maneira os seguintes exemplos devem ser lidos de modo a limitar, ou definir, o escopo da invenção.

[0036] Para as finalidades desta invenção, um sistema de manipulação de informação pode incluir qualquer instrumentalidade ou agregado de instrumentalidades operáveis para computar, classificar, processar, transmitir, receber, recuperar, originar, comutar, armazenar, exibir, manifestar, detectar, gravar, reproduzir, manipular ou utilizar qualquer forma de informação, inteligência, ou dados para fins de negócios, científicos, de controle ou outros ainda. Por exemplo, um sistema de manipulação de informação pode ser um computador pessoal, um dispositivo de armazenamento em rede, ou qualquer outro dispositivo apropriado, e pode variar no tamanho, no formato, no desempenho, na funcionalidade e no preço. O sistema de manipulação de informação pode incluir uma memória de acesso aleatório (RAM), um ou mais recursos de processamento tais como uma unidade de processamento central (CPU) ou lógica de controle de hardware ou software, uma ROM, e/ou outros tipos de memória permanente. Os componentes adicionais do sistema de manipulação de informação podem incluir um ou mais drives de disco, uma ou mais portas da rede para a comunicação com dispositivos externos, bem como vários dispositivos de entrada e saída (I/O), tais como um teclado, um mouse, e uma tela de vídeo. O sistema de manipulação de informação também pode incluir um ou mais barramentos operáveis para transmitir as comunicações entre os vários componentes de hardware.

[0037] Para as finalidades desta invenção, os meios que podem ser lidos por computador podem incluir qualquer instrumentalidade ou agregação de instrumentalidades que podem reter dados e/ou instruções por um período de tempo. Os meios que podem ser lidos por computador podem incluir, por exemplo, sem limitação, meios de armazenamento tais como um dispositivo de armazenamento de acesso direto (por exemplo, um drive de disco rígido ou drive de disco flexível), um dispositivo de armazenamento de acesso sequencial (por exemplo, um drive de disco de fita), um disco compacto, CD-ROM, DVD, RAM, ROM, uma memória só de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM), e/ou a memória flash; bem como meios de comunicação tais como fios, fibras ópticas, micro-ondas, ondas de rádio; e/ou qualquer combinação do acima exposto.

[0038] Para as finalidades desta invenção, um sensor pode incluir qualquer tipo apropriado de sensor incluindo, mas sem ficar a eles limitado, sensores ópticos, de radiofrequência, acústicos, de pressão, de torque ou de proximidade.

[0039] A Figura 1A mostra uma vista angular de um sistema de acoplamento de riser 100 exemplificador, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. A Figura 1B mostra uma vista superior do sistema de acoplamento de riser 100. O sistema de acoplamento de riser 100 pode incluir um conjunto de aranha 102 adaptado para um ou mais de receber, pelo menos parcialmente orientar, acoplar, prender e ativar um conector de junção de riser 104. O conjunto de aranha 102 pode incluir uma ou mais ferramentas de ativação de conector 106. Em determinadas modalidades, uma pluralidade de ferramentas de ativação de conector 106 podem ser espaçadas radialmente em torno de um eixo 103 do conjunto de aranha 102. A título de exemplo não limitador, duas ferramentas de ativação de conector 106 podem ser dispostas em torno de uma circunferência do conjunto de aranha 102 em uma colocação oposta. O exemplo não limitador da Figura 1 mostra três pares de ferramentas de ativação de conector 106 em oposição. Deve ser compreendido que várias modalidades podem incluir qualquer número apropriado de ferramentas de ativação de conector 106.

[0040] Tal como mostrado na Figura 1B, determinadas modalidades podem incluir um ou mais membros orientadores 105 dispostos radialmente em torno do eixo 103 para facilitar a orientação do conector de junção de riser 104. A título de exemplo sem limitação, três membros orientadores 105 podem incluir um formato cilíndrico ou geralmente cilíndrico que se estende para cima a partir de uma superfície do conjunto de aranha 102. Os membros orientadores 105 podem agir como guias para formar uma interface com o conector de junção de riser 104 quando o conector de junção de riser 104 é abaixado para o conjunto de aranha 102, desse modo facilitando a orientação e/ou o alinhamento. Em determinadas modalidades, os membros orientadores 105 podem ser providos com um ou mais sensores (não mostrado) para detectar a posição e/ou a orientação do conector de junção de riser 104, e os sinais correspondentes podem ser transferidos a um sistema de manipulação de informação em qualquer localização apropriada em uma embarcação ou plataforma por quaisquer meios apropriados, incluindo meios com fio ou sem fio.

[0041] O conjunto de aranha 102 pode incluir uma base 108. A base 108, e o conjunto de aranha 102 de modo geral, podem ser montados direta ou indiretamente sobre uma superfície de uma embarcação ou de uma plataforma. Por exemplo, a base 108 pode ser disposta sobre ou próxima a um piso da sonda. Em determinadas modalidades, a base 108 pode incluir ou ser acoplada a uma estrutura de argolas para facilitar o balanço apesar do balanço do mar.

[0042] Tal como mencionado acima, determinadas modalidades do conjunto de aranha 102 e do conjunto de conector de riser 104 podem ser providas com sensores para permitir a determinação de uma orientação do conjunto de conector de riser 104 que está sendo posicionado dentro da aranha 102 (por exemplo, através de uma ferramenta de deposição). Tal como ilustrado na Figura 12, por exemplo, o sistema de acoplamento de riser 100 pode incluir um sistema de orientação baseado na identificação da radiofrequência (RFID) 190 para alinhar um conector de junção de riser 104 dentro do sistema de acoplamento de riser 100. Esse sistema de orientação RFID 190 pode incluir uma ou mais etiquetas de RFID 192 dispostas no conector de junção de riser 104 e um leitor de RFID 194 disposto em uma seção do conjunto de aranha 102, com uma ou mais antenas de RFID.

[0043] Cada etiqueta de RFID 192 pode ser um dispositivo eletrônico que absorve a energia elétrica de um campo de radiofrequência (RF). A etiqueta de RFID 192 pode então usar essa energia absorvida para transmitir um sinal de RF que contém um número de série original ao leitor de RFID 194. Em algumas modalidades, as etiquetas de RFID 192 podem incluir fontes de energia a bordo (por exemplo, baterias) para energizar as etiquetas de RFID 192 para enviar os seus sinais de RF originais ao leitor 194. O sinal enviado pelas etiquetas de RFID 192 pode estar dentro da faixa de frequência de 900 MHz.

[0044] O leitor de RFID 194 pode ser um dispositivo projetado especificamente para emitir sinais de RF e ter uma antena para capturar informações (isto é, os sinais de RF com números de série) das etiquetas de RFID 192. O leitor de RFID 194 pode responder de uma maneira diferente, dependendo da posição relativa do leitor 194 em relação a uma ou mais etiquetas 192. Por exemplo, o leitor de RFID 194 pode capturar lentamente o sinal de RF da etiqueta de RFID 192 quando a etiqueta de RFID 192 e a antena do leitor de RFID 194 estão afastadas uma da outra. Este pode ser o caso quando o conector de junção de riser 104 fica fora do alinhamento com o conjunto de aranha 102. O leitor de RFID 194 pode capturar rapidamente o sinal da etiqueta de RFID 192 quando é obtido o melhor alinhamento entre a antena do leitor 194 e a etiqueta de RFID 192. Na modalidade ilustrada, o conector de junção de riser 104 é orientada em torno do eixo 103 de maneira tal que uma das etiquetas de RFID 192 fica tão próxima quanto possível do leitor de RFID 194, indicando que o conector de junção de riser 104 está em um alinhamento rotatório desejado dentro do sistema de acoplamento de riser 100.

[0045] A mudança na velocidade de resposta do leitor de RFID 194 pode ser relacionada à intensidade de campo do sinal da etiqueta de RFID 192 e pode estar diretamente relacionada à distância entre a etiqueta de RFID 192 (transmissor) e o leitor de RFID 194 (receptor). O leitor de RFID 194 pode fazer uma medição da intensidade do sinal, também conhecida como "indicador da intensidade do sinal receptor" (RSSI), e fornece esta medição a um controlador 196 (por exemplo, um sistema de manipulação de informação) para determinar se o conector de junção de riser 104 está alinhado com o conjunto de aranha 102. O RSSI pode ser um sinal elétrico ou um valor computado da intensidade do sinal do RF recebido através do leitor de RFID 194. Um sinal internamente gerado do leitor de RFID 194 pode ser usado para ajustar o receptor para a recepção de sinal ideal. O controlador 196 pode ser acoplado de maneira comunicativa ao leitor de RFID 194 através de uma conexão com fio ou sem fio, e o controlador 196 também pode ser acoplado de maneira comunicativa a ativadores, a ferramentas de deposição ou a vários componentes operáveis do conjunto de aranha 102.

[0046] Em algumas modalidades, o leitor de RFID 194 pode emitir um sinal de RF de nível de poder constante, a fim de ativar todas as etiqueta de RFID 192 que estiverem dentro da faixa do sinal de RF (ou campo de RF). Pode ser desejável que o leitor de RFID 192 emita um sinal de poder constante, uma vez que a intensidade do sinal de RF emitido pela etiqueta de RFID 192 é proporcional a ambas a distância e a frequência do sinal. Na aplicação descrita no presente documento, a distância da antena do leitor de RFID 194 à etiqueta de RFID 192 pode ser usada para localizar a posição angular do conector de junção de riser 104 em relação ao leitor de RFID 194.

[0047] Em determinadas modalidades, uma ou mais etiquetas de RFID 192 podem ser dispostas em um flange de um riser tubular que faz parte do conector de junção de riser 104. Por exemplo, as etiquetas de RFID 192 podem ser embutidas em um flange inferior 152A de riser de um conjunto tubular 152 que está sendo conectado com outros conjuntos tubulares através do sistema de acoplamento de riser 100. A partir dessa posição, as etiquetas de RFID 192 podem reagir ao campo de RF do leitor de RFID 194. Pode ser desejável embutir as etiquetas de RFID 192 em somente um de dois flanges de riser 152A disponíveis ao longo do conjunto tubular 152, uma vez que as etiquetas de RFID dispostas em dois flanges de riser adjacentes que são conectados podem causar uma interferência indesejável nas leituras de sinal feitas pelo leitor 194. Tal como ilustrado na Figura 13, o flange 152A do conector de junção de riser 104 pode incluir três etiquetas de RFID 192 dispostas em torno do mesmo. Deve ser observado que outros números (por exemplo, 1, 2, 4, 5 ou 6) de etiquetas de RFID 192 podem ser dispostos em torno do flange 152A em outras modalidades. Em algumas modalidades, múltiplas etiquetas de RFID 192 podem ser em geral dispostas a intervalos rotatórios iguais em torno do flange 152A. Em outras modalidades, tal como a modalidade ilustrada da Figura 13, as etiquetas de RFID 192 podem ser posicionadas em outros arranjos. Em ainda outras modalidades, as etiqueta de RFID 192 podem ser dispostas ao longo de outras partes do conector de junção de riser 104.

[0048] Em algumas modalidades, um único leitor de RFID 194 pode ser usado para detectar os sinais de RF indicativos da proximidade das etiquetas de RFID 192 ao leitor 194. O uso de um leitor de RFID 194 pode ajudar a manter um sinal de poder constante emitido na vizinhança das etiqueta de RFID 192 para iniciar as leituras de RF. Em outras modalidades, no entanto, o sistema de orientação baseado em RFID 190 pode utilizar mais de um leitor 194. Na modalidade ilustrada, o leitor de RFID 194 pode ser disposto no conjunto de aranha 102, perto de onde o conjunto de aranha 102 se encontra com o conector de junção de riser 104. Deve ser observado que, em outras modalidades, o leitor de RFID 194 pode ser posicionado ou embutido ao longo de outras partes do sistema de acoplamento de riser 100 que são rotacionalmente estacionárias com respeito ao conjunto de aranha 102.

[0049] Quando o conector de junção de riser 104 é abaixado no conjunto de aranha 102 para a composição, as etiqueta de RFID 192 embutidas na borda do flange de riser podem começar a responder ao campo de RF emitido através do leitor 194. Com base na Indicação de Intensidade de Sinal Recebido (RSSI) recebida no leitor de RFID 194 em resposta às etiqueta de RFID 192, o controlador 196 pode emitir um sinal a uma ferramenta de deposição e/ou um dispositivo orientador para girar o conector de junção de riser 104 em torno do eixo 103. As ferramentas podem girar o conector de junção de riser 104 até que o conector de junção de riser 104 seja colocado em um alinhamento desejável com o conjunto de aranha 102 com base no sinal recebido no leitor 194. Com o alinhamento do conector de junção de riser 104, a ferramenta de deposição pode então abaixar o conector de junção de riser 104 no conjunto de aranha 102, e o conjunto de aranha 102 pode ativar o conector de junção de riser 104 para travar o conjunto tubular 152 em um conjunto tubular inferior (não mostrado).

[0050] Uma vez que o conector de junção de riser 104 esteja travado e abaixado no mar, as etiqueta de RFID 192 podem fechar em resposta ao fato que as etiquetas 192 estão fora da faixa do transmissor/leitor de RFID 194. Nas modalidades em que a energia elétrica é transferida às etiquetas de RFID 192 através dos sinais de RF do leitor 194, não há nenhuma bateria para trocar ou nenhum problema com relação às conexões elétricas com as etiqueta de RFID 192 que se encontram então submersas na água. O sistema de orientação de RFID 190 pode prover a detecção exata das posições rotatórias do conector de junção de riser 104 com respeito ao conjunto de aranha 102 antes de ajustar o conector de junção de riser 104 no lugar e de fazer a conexão de riser. Com a detecção da intensidade do sinal das etiquetas de RFID 192 embutidas, o sistema de orientação de RFID 192 pode prover essa detecção sem o uso de meios mecânicos complicados (por exemplo, engrenagens, polias) ou de codificadores eletrônicos para detectar a rotação angular e o alinhamento. Uma vez obtido o alinhamento do conector de junção de riser 104, o leitor de RFID 190 pode desligar o transmissor de potência de RF 194, silenciando desse modo as etiquetas de RFID 192.

[0051] A Figura 2 mostra uma vista angular do conjunto de aranha 102 antes de receber o conector de junção de riser 104 (mostrado nas Figuras 1A e 1B). O exemplo não limitador do conjunto de aranha 102 com a base 108 inclui uma geometria geralmente circular em torno de uma abertura central 110 configurada para a deposição de seções de riser através da mesma. Várias modalidades alternativas podem incluir qualquer geometria apropriada.

[0052] A Figura 3A mostra uma vista angular de uma ferramenta de ativação de conector 106 exemplificadora, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. A Figura 3B mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação de conector 106. A ferramenta de ativação de conector 106 pode incluir um meio de conexão 112 para permitir a conexão à base 108 (omitida nas Figuras 3A, 3B). Tal como descrito, o meio de conexão 112 pode incluir um número de parafusos roscados. No entanto, deve ser apreciado que quaisquer meios apropriados de acoplamento, direta ou indiretamente, da ferramenta de ativação de conector 106 ao restante do conjunto de aranha 102 (omitido nas Figuras 3A, 3B) podem ser empregados.

[0053] A ferramenta de ativação de conector 106 pode incluir um conjunto de lingueta 114. O conjunto de lingueta 114 pode incluir uma lingueta 116 e um conjunto de pistão 118 configurado para mover a lingueta 116. O conjunto de pistão 118 pode incluir um pistão 120, uma cavidade 122 do pistão, uma ou mais linhas hidráulicas 124 a serem acopladas de maneira fluida a uma fonte de energia hidráulica (não mostrada), e um suporte 126. O suporte 126 pode ser acoplado a uma armação de suporte 128 e ao pistão 120 de modo que o pistão 120 permaneça estacionário em relação à armação de suporte 128. A armação de suporte 128 pode incluir ou ser acoplada a uma ou mais placas de suporte. A título de exemplo sem limitação, a armação de suporte 128 pode incluir ou ser acoplada às placas de suporte 130, 132 e 134. A placa de suporte 130 pode prover suporte à lingueta 116.

[0054] Com a pressão hidráulica apropriada aplicada ao conjunto de pistão 118 da fonte de energia hidráulica (não mostrada), a cavidade 122 do pistão pode ser pressurizada para mover a lingueta 116 com respeito a um ou mais dentre o pistão 120, o suporte 126, a armação de suporte 128 e a placa de suporte 130. No exemplo não limitador descrito, cada um dentre o pistão 120, o suporte 126, a armação de suporte 128 e a placa de suporte 130 é adaptado para permanecer estacionário enquanto a lingueta 116 se move. As Figuras 3A e 3B mostram a lingueta 116 em um estado estendido em relação ao restante da ferramenta de ativação de conector 106.

[0055] A ferramenta de ativação de conector 106 pode incluir uma ferramenta de aperto 135. A título de exemplo sem limitação, a ferramenta de aperto 135 pode incluir um ou mais dentre um pistão de ativação superior 136, um mandril do pistão de ativação 138 e um pistão de ativação inferior 140. Cada um dentre o pistão de ativação superior 136 e o pistão de ativação inferior 140 pode ser acoplado de maneira fluida a uma fonte de energia hidráulica (não mostrada) e pode ser acoplado de maneira móvel ao mandril do pistão de ativação 138. Com a pressão hidráulica apropriada aplicada aos pistões de ativação superior e inferior 136, 140, os pistões de ativação superior e inferior 136, 140 podem se mover longitudinalmente ao longo do mandril do pistão de ativação 138 para uma parcela mediana do mandril do pistão de ativação 138. As Figuras 3A e 3B mostram os pistões de ativação superior e inferior 136, 140 em um estado não ativado.

[0056] O mandril do pistão de ativação 138 pode ser extensível e retrátil com respeito à armação de suporte 128. Um motor 142 pode ser acoplado de maneira propelível ao mandril do pistão de ativação 138 para estender e retrair seletivamente o mandril do pistão de ativação 138. A título de exemplo sem limitação, o motor 142 pode ser acoplado de maneira propelível a uma engrenagem corrediça 144 e uma cremalheira de engrenagem corrediça 146 que pode, por sua vez, ser acoplada à placa de suporte 134, à placa de suporte 132, e ao mandril do pistão de ativação 138. As placas de suporte 132, 134 podem ser acopladas de maneira móvel à armação de suporte 128 para se estender ou retrair junto com o mandril do pistão de ativação 138, enquanto a armação de suporte 128 permanece estacionária. As Figuras 3A e 3B mostram a cremalheira de engrenagem corrediça 146, as placas de suporte 132, 134 e o mandril do pistão de ativação 138 em um estado retraído em relação ao restante da ferramenta de ativação de conector 106.

[0057] A ferramenta de ativação de conector 106 pode incluir um motor 148, o qual pode ser um motor de torque, montado com a placa de suporte 134 e acoplado de maneira propelível a um membro ranhurado 150. O membro ranhurado 150 também pode ser montado para se estender e retrair com a placa de suporte 134. Deve ser compreendido que, embora um exemplo não limitador da ferramenta de ativação de conector 106 seja mostrado, as modalidades alternativas podem incluir variações apropriadas, incluindo, mas sem ficar a eles limitadas, um conjunto de lingueta em uma porção superior da ferramenta de ativação de conector, qualquer número apropriado de pistões de ativação em qualquer posição apropriada da ferramenta de ativação do conector, quaisquer arranjos apropriados do motor, e o uso de ativadores elétricos em vez de ou em combinação com ativadores hidráulicos.

[0058] Em determinadas modalidades, a ferramenta de ativação de conector 106 pode ser provida com um ou mais sensores (não mostrado) para detectar a posição, a orientação, a pressão e/ou outros parâmetros da ferramenta de ativação de conector 106. Para fins de exemplo não limitador, um ou mais sensores podem detectar as posições da lingueta 116, da ferramenta de aperto 135 e/ou do membro ranhurado 150. Os sinais correspondentes podem ser transferidos a um sistema de manipulação de informação em qualquer local apropriado na embarcação ou na plataforma por quaisquer meios apropriados, incluindo meios com fio ou sem fio. Em determinadas modalidades, linhas de controle (não mostradas) para um ou mais dentre o motor 148, a ferramenta de aperto 135 e o conjunto de lingueta 114 podem ser realimentados ao sistema de manipulação de informação por quaisquer meios apropriados.

[0059] A Figura 4 mostra uma vista em seção transversal de um conector de junção de riser 104, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. O conector de junção de riser 104 pode incluir um conjunto tubular superior 152 e um conjunto tubular inferior 154, cada um deles arranjado em uma relação de extremidade a extremidade. O conjunto tubular superior 152 às vezes pode ser indicado como uma caixa; o conjunto tubular inferior 154 pode ser indicado como um pino.

[0060] Determinadas modalidades podem incluir um anel de vedação (não mostrado) entre os membros tubulares 152, 154. O conjunto tubular superior 152 pode incluir os sulcos 156 em torno da sua extremidade inferior. O membro inferior 154 pode incluir os sulcos 158 em torno da sua extremidade superior. Um anel de travamento 160 pode ser disposto sobre os sulcos 156, 158 e pode incluir os dentes 160A, 160B. Os dentes 160A, 160B podem corresponder aos sulcos 156, 158. O anel de travamento 160 pode ser radialmente expansível e contraível entre uma posição destravada na qual os dentes 160A, 160B são espaçados dos sulcos 156, 158, e uma posição de travamento na qual o anel de travamento 160 foi forçado para dentro de modo que os dentes 160A, 160B acoplaram-se aos sulcos 156, 158 e desse modo travam a conexão. Desse modo, o anel de travamento 160 pode ser radialmente móvel entre uma posição de destravamento normalmente expandida e uma posição de travamento radialmente contraída, as quais podem ter um encaixe de interferência. Em determinadas modalidades, o anel de travamento 160 pode ser secionado em torno de sua circunferência de modo a se expandir normalmente para fora até a sua posição de destravamento. Em determinadas modalidades, o anel de travamento 160 pode incluir segmentos unidos uns aos outros para fazer com que assuma normalmente uma posição radial externa, mas seja dobrável na posição contraível.

[0061] Um anel de came 162 pode ser disposto sobre o anel de travamento 160 e pode incluir superfícies de came internas que podem deslizar sobre superfícies do anel de travamento 160. As superfícies de came do anel de came 162 podem prover um meio de forçar o anel de travamento 160 para dentro rumo a uma posição travada. O anel de came 162 pode incluir um membro superior 162A e um membro inferior 162B com as orelhas correspondentes 162A' e 162B'. O membro superior 162A e o membro inferior 162B podem ser configurados como membros opostos. O anel de came 162 pode ser configurado de modo que o movimento do membro superior 162A e do membro inferior 162B de um na direção do outro força o anel de travamento 160 para dentro até uma posição travada através das superfícies de came internas do anel de came 162.

[0062] O conector de junção de riser 104 pode incluir um ou mais membros de travamento 164. Um determinado membro de travamento 164 pode ser adaptado para se estender através de uma porção do anel de came 162 para manter o membro superior 162A e o membro inferior 162B em uma posição de travamento na qual cada um foi movido para o outro para forçar o anel de travamento 160 para dentro rumo a uma posição travada. O membro de travamento 164 pode incluir uma porção ranhurada 164A e pode se estender através de um flange 152A do conjunto tubular superior 152. O membro de travamento 164 pode incluir uma porção de retenção 164B, a qual pode incluir, mas sem ficar a ela limitada, uma virola, para confinar com o membro superior 162A. O membro de travamento 164 pode incluir uma porção afunilada 164C para encaixar em uma porção do membro superior 162A. O membro de travamento 164 pode incluir uma porção roscada 164D para acoplar o membro inferior 162B através de roscas.

[0063] Algumas modalidades do conector de junção de riser 104 podem incluir um mecanismo de travamento secundário, além do anel de came 162 e do anel de travamento 160. Uma de tais modalidades é ilustrada em operação nas Figuras 14A a 14D. Tal como ilustrado, o conector de junção de riser 104 pode incluir o conjunto tubular superior 152 que tem o flange 152A, o conjunto tubular inferior 154 que tem o flange 154A, o anel de travamento 160, o anel de came 162 e um mecanismo de travamento secundário 210 disposto no anel de came 162. O mecanismo de travamento secundário 210 pode incluir um anel sólido externo 212 (isto é, contínuo) com um perfil de acoplamento 214 e um anel interno seccionado 216 que tem um perfil de acoplamento complementar 218 (isto é, que combina). Na modalidade ilustrada, esses perfis de acoplamento 214 e 218 podem incluir fileiras de dentes de travamento. O anel externo 212 pode ser disposto sobre e acoplado ao membro superior 162A do anel de came 162 quando o anel interno seccionado 216 for disposto sobre e acoplado ao membro inferior 162B do anel de came 162. Em outras modalidades, o anel externo 212 pode ser disposto sobre e acoplado ao membro inferior 162B do anel de came 162 quando o anel interno seccionado 216 for disposto sobre e acoplado ao membro superior 162A do anel de came 162.

[0064] Tal como ilustrado na Figura 14A, o anel interno seccionado 216 pode ser acoplado ao anel de came 162 de tal maneira que o anel interno seccionado 216 é colapsável no anel de came 162. Por exemplo, o anel interno seccionado 162 pode ser acoplado ao anel de came 162 através de uma mola ou um outro de impulsão que pode ser comprimido a fim de colapsar seletivamente o anel interno seccionado 216. Em algumas modalidades, a ferramenta de ativação de conector 106 pode incluir uma seção de manipulador 220 (similar à ferramenta de aperto 135 descrita acima) com um ressalto embutido 222 para colapsar o anel interno seccionado 216. Quando as seções de manipulador 220 da ferramenta de ativação de conector 106 são ativadas rumo ao conector de junção de riser 104, o ressalto 222 em cada uma das seções de manipulador 220 pode entrar em contato com o anel interno seccionado 216 e aplicar uma força radial para dentro. Essa força radial do ressalto 222 da seção de manipulador 220 pode colapsar o anel interno seccionado 216 contra o anel de came 162. Esse colapso do anel interno seccionado 216 é ilustrado em detalhes na Figura 14B.

[0065] Com o seu colapso, o anel interno seccionado 216 pode ter um diâmetro externo menor do que o anel externo 212, tal como mostrado na Figura 14B. Nesse momento, a seção de manipulador 220 pode ser acoplada ao anel de came 162. Por exemplo, a seção de manipulador 220 ilustrada pode incluir uma projeção 224 para se acoplar a uma depressão 226 formada no membro superior 162A do anel de came 162, assim como uma projeção 228 para se acoplar a uma depressão 230 formada no membro inferior 162B do anel de came 162. Em outras modalidades, tipos diferentes de características de acoplamento podem ser usados nessa interface (por exemplo, seções de pistão do manipulador 220 a serem acopladas aos talões no anel de came 162). Uma vez acoplada ao anel de came 162, a seção de manipulador 220 pode ser ativada para forçar axialmente os membros do anel de came um contra o outro. Tal como mostrado na Figura 14C, esse movimento dos membros de anel de came 162A e 162B de um na direção do outro pode ser executado sem que o anel interno seccionado 216 entre em contato com o anel externo 212 do mecanismo de travamento secundário (por exemplo, devido à diferença no diâmetro externo do anel interno 216 colapsado e no diâmetro interno do anel externo 212).

[0066] Uma vez que a seção de manipulador 220 ativa os membros de anel de came 162 em conjunto, isso trava os dois flanges de riser 152A e 154A juntos através do conector de junção de riser 104. Tal como descrito acima, por exemplo, os membros de anel de came 162A e 162B podem forçar o anel de travamento 160 a um acoplamento com o conjunto tubular superior 152 e o conjunto tubular inferior 154. Tal como mostrado na Figura 14C, os membros de anel de came 162 podem ser posicionados um em relação a outro de maneira tal que o anel externo 212 e o anel interno seccionado 216 do mecanismo de travamento secundário 210 ficam um sobreposto ao outro (sem se tocar). Desse modo, nessa posição o anel interno seccionado 216 pode ser disposto pelo menos parcialmente dentro do anel externo 212.

[0067] Quando as seções de manipulador 220 são retraídas do conector de junção de riser 104, o anel interno seccionado 216 pode se expandir de volta para fora (por exemplo, através de um elemento de impulsão) para se acoplar ao anel externo 212, tal como mostrado na Figura 14D. O anel interno seccionado 216 pode ser forçado a um perfil de travamento do anel externo 212 (por exemplo, ao assentar o perfil 218 no perfil 214 correspondente), fechando desse modo o mecanismo de travamento secundário 210 para travar o conector de junção de riser 104 no lugar. O mecanismo de travamento secundário 210 pode travar eficazmente o conector de junção de riser 104 no lugar de maneira tal que o anel de travamento 160 não pode desacoplar-se dos conjuntos tubulares 152 e 154 em resposta às vibrações. Desse modo, o mecanismo de travamento secundário 210 pode assegurar que o conector de junção de riser 104 não destrave devido a vibrações ou outras forças externas experimentadas na conexão.

[0068] Tal como descrito acima, o mecanismo de travamento secundário 210 das Figuras 14A a 14D pode ser fechado para travar o conector de junção de riser 104 através da mesma ferramenta de ativação 106 (por exemplo, o manipulador 220) usada para ativar o anel de came principal 162 e o anel de travamento 160 no lugar. Isso permite que um segundo travamento (redundante) seja estabelecido entre os conjuntos tubulares 152 e 154 sem o uso de uma ferramenta de manipulador adicional para travar/destravar o mecanismo de travamento secundário 210. O uso de tal ferramenta adicional pode conduzir a uma complexidade indesejável do sistema. Por exemplo, outras ferramentas para ativar travamentos secundários podem usar mecanismos de catraca para fechar a segunda trava, e tais ferramentas podem ser difíceis de manufaturar, usar uma quantidade indesejável de força de travamento, e desgastar de modo relativamente fácil. O mecanismo de travamento secundário 210 ilustrado, no entanto, utiliza um desenho de trava mais simples e mais confiável que pode ser ativado ao usar um ressalto mecânico simples embutido na seção de manipulador 220.

[0069] Voltando à Figura 4, o conector de junção de riser 104 pode incluir uma ou mais linhas auxiliares 166. Por exemplo, as linhas auxiliares 166 podem incluir uma ou mais dentre linhas hidráulicas, linhas de estrangulamento, linhas de amortecimento e linhas de reforço. As linhas auxiliares 166 podem se estender através do flange 152A e um flange 154A do conjunto tubular inferior 154. As linhas auxiliares 166 podem ser adaptadas para se acoplar entre os flanges 152A, 154A, por exemplo, por um encaixe de penetração.

[0070] O conector de junção de riser 104 pode incluir um ou mais guias de orientação de conector 168. Um determinado guia de orientação de conector 168 pode ser disposto sobre uma porção inferior do conector de junção de riser 104. A título de exemplo sem limitação, o guia de orientação de conector 168 pode ser acoplado ao flange 154A. O guia de orientação de conector 168 pode incluir uma ou mais superfícies afuniladas 168A formadas para, pelo menos em parte, orientar pelo menos uma porção do conector de junção de riser 104 quando da interface de um dos conjuntos de retenção (por exemplo, 114 das FIGURAS 3A e 3B). Quando o conjunto de lingueta 114 descrito acima entra em contato com uma ou mais das superfícies afuniladas 168A do guia de orientação de conector 168, uma ou mais das superfícies afuniladas 168A pode facilitar o alinhamento axial e/ou a orientação rotatória do conector de junção de riser 104 ao impelir conector de junção de riser 104 para uma posição predeterminada com respeito ao conjunto de lingueta. Em determinadas modalidades, o guia de orientação de conector 168 pode prover um primeiro estágio de um processo de orientação para orientar o conjunto tubular inferior 154.

[0071] O conector de junção de riser 104 pode incluir um ou mais guias de orientação 170. Em determinadas modalidades, um ou mais guias de orientação 170 podem prover um segundo estágio de um processo de orientação. Um determinado guia de orientação 170 pode ser disposto sobre uma porção inferior do conector de junção de riser 104. A título de exemplo sem limitação, o guia de orientação 170 pode ser formado no flange 154A. O guia de orientação 170 pode incluir um rebaixo, uma cavidade ou outras superfícies adaptadas para se acoplarem a um pino guia 172 correspondente (mostrado na Figura 5).

[0072] A Figura 5 mostra uma vista em seção transversal da deposição de uma seção de riser, que pode incluir o conjunto tubular inferior 154, no conjunto de aranha 102, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. No estado assentado exemplificador mostrado, as linguetas 116 foram estendidas para reter o conjunto tubular 154, e os elementos de orientação de dois estágios orientaram o conjunto tubular inferior 154. Especificamente, o guia de orientação de conector 168 já facilitou o alinhamento axial e/ou a orientação rotatória do conjunto tubular inferior 154, e um ou mais dos conjuntos de lingueta 114 podem incluir um pino guia 172 que se estende para se acoplar ao guia de orientação 170 para assegurar uma orientação desejada final.

[0073] Uma ferramenta de deposição 174 pode ser adaptada para se acoplar, levantar e abaixar o conjunto tubular inferior 154 no conjunto de aranha 102. Em determinadas modalidades, a ferramenta de deposição 174 também pode ser adaptada para testar as linhas auxiliares 166. Por exemplo, a ferramenta de deposição 174 pode testar a pressão das linhas de estrangulamento e de amortecimento acopladas abaixo do conjunto tubular inferior 154.

[0074] Em determinadas modalidades, um ou mais dentre a ferramenta de deposição 174, o conjunto tubular 154 e as linhas auxiliares 166 podem ser providos com um ou mais sensores (não mostrado) para detectar a posição, a orientação, a pressão e/ou outros parâmetros associados com os ditos componentes. Os sinais correspondentes podem ser transferidos a um sistema de manipulação de informação em qualquer local apropriado na embarcação ou na plataforma por quaisquer meios apropriados, incluindo meios com fio ou sem fio.

[0075] A Figura 6 mostra uma vista em seção transversal da deposição do conjunto tubular superior 152 no conjunto tubular inferior assentado 154, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. A ferramenta de deposição 174 pode ser usada para se acoplar, levantar e abaixar o conjunto tubular superior 152. O conjunto tubular superior 152 pode ser abaixado em um nariz de penetração 178 do conjunto tubular inferior 154.

[0076] Em determinadas modalidades, tal como descrito em mais detalhes a seguir, a ferramenta de deposição 174 pode incluir um ou mais sensores 176 para facilitar o alinhamento apropriado e/ou a orientação do conjunto tubular superior 152. Um ou mais sensores 176 podem ficar localizados em quaisquer posições apropriadas na ferramenta de deposição 174. Em determinadas modalidades, o membro tubular 152 pode ser provido com um ou mais sensores (não mostrado) para detectar a posição, a orientação, a pressão, o peso e/ou outros parâmetros do membro tubular 152. Os sinais correspondentes podem ser transferidos a um sistema de manipulação de informação em qualquer local apropriado na embarcação ou na plataforma por quaisquer meios apropriados, incluindo meios com fio ou sem fio.

[0077] A Figura 7 mostra uma vista em seção transversal da orientação do conjunto tubular superior 152 com respeito a um conjunto tubular inferior 154, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. Deve ser compreendido que a orientação do conjunto tubular superior 152 pode ser executada em qualquer estágio apropriado do processo de abaixar, ou por todo o processo de abaixar.

[0078] A Figura 8 mostra uma vista em seção transversal do conjunto tubular superior 152 assentado, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção.

[0079] A Figura 9 mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação de conector 106 que acopla o conector de junção de riser 104 antes do travamento do conector de junção de riser 104, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. Tal como descrito, o mandril de pistão da ativação 138 pode ser estendido para o conector de junção de riser 104. O pistão de ativação superior 136 pode acoplar-se ao talão 162A' e/ou a um sulco adjacente do anel de came 162. Do mesmo modo, o pistão de ativação inferior 140 pode acoplar-se ao talão 162B' e/ou a um sulco adjacente do anel de came 162. O membro ranhurado 150 também pode ser estendido para o conector de junção de riser 104. Tal como descrito, o membro ranhurado 150 pode acoplar-se ao membro de travamento 164. Em várias modalidades, o mandril de pistão de ativação 138 e o membro ranhurado 150 podem ser estendidos simultaneamente ou em momentos diferentes.

[0080] A Figura 10 mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação de conector 106 que trava o conector de junção de riser 104, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. Tal como descrito, com a pressão hidráulica apropriada sendo aplicada aos pistões de ativação superior e inferior 136, 140, os pistões de ativação superior e inferior 136, 140 se movem longitudinalmente ao longo do mandril de pistão de ativação 138 para uma porção mediana do mandril de pistão de ativação 138. O membro superior 162A e o membro inferior 162B do anel de came 162 são desse modo forçados um contra o outro, o que pode agir como uma braçadeira que força por sua vez o anel de travamento 160 para dentro rumo a uma posição travada através das superfícies de came internas do anel de came 162. Tal como mostrado, o membro de travamento 164 pode estar em uma posição travada depois que o motor 148 tiver impelido o membro ranhurado 150 que, por sua vez, impeliu o membro de travamento 164 para a posição travada de modo a travar o anel de came 162 em uma posição apertada. Em várias modalidades, o membro de travamento 164 pode ser ativado na posição travada enquanto o anel de came 162 transita para uma posição travada ou em uma momento diferente.

[0081] A Figura 11 mostra uma vista em seção transversal da ferramenta de ativação de conector 106 retraída, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção. A partir dessa posição, a ferramenta de deposição 174 (mostrada nas figuras precedentes) pode acoplar-se ao conector de junção de riser 104 e levantar o conector de junção de riser 104 afastado do pino guia 172. As linguetas 114 podem ser retraídas, o conector de junção de riser 104 pode ser abaixado além do conjunto de aranha 102, e o processo de assentamento de um membro tubular inferior seguinte pode ser repetido. Deve ser compreendido que um processo de desmontagem pode envolver o inverso do processo descrito no presente documento.

[0082] Algumas modalidades do conector de junção de riser 104 podem apresentar um desenho modular que permite que um acoplamento usado para travar os conjuntos tubulares 152/154 um ao outro seja seletivamente removível dos conjuntos tubulares. Uma modalidade de tal conjunto de conector de junção de riser modular 250 é ilustrada nas Figuras 16A a 16D. Nesta modalidade, o conjunto de conector de junção de riser 250 inclui um acoplamento 252 que pode ser seletivamente disposto sobre ou removido de um ou ambos os conjuntos tubulares superior e inferior. Na modalidade ilustrada, o acoplamento 252 é mostrado como sendo seletivamente acoplado e desacoplado do conjunto tubular superior 152. O acoplamento 252 pode incluir pelo menos o anel de travamento 160 e o anel de came 162. Em algumas modalidades, o acoplamento 252 pode incluir componentes adicionais tais como, por exemplo, o mecanismo de travamento secundário 210 descrito acima com referência às Figuras 14A a 14D. Outros componentes ou arranjos de tais componentes usados para travar os conjuntos tubulares adjacentes podem formar em conjunto o acoplamento modular 252 em outras modalidades.

[0083] Para posicionar e fixar o acoplamento 252 no conjunto tubular superior 152, o acoplamento 252 pode ser posicionado próximo a uma extremidade do conjunto tubular superior 152, tal como mostrado na Figura 16A. O acoplamento 252 pode ser girado em torno de um eixo 254 para alinhar uma projeção 256 que se estende radialmente para fora do conjunto tubular superior 152 em um entalhe correspondente 258 formado através do acoplamento 252. Tal como ilustrado, o acoplamento 252 pode ser equipado com múltiplos de tais entalhes 258 para acomodar uma série de projeções complementares 256 que se estendem a partir do conjunto tubular superior 152. Na modalidade ilustrada, essas projeções 256 podem incluir um dente estendido ou porções estendidas de um dente 260 usado para se acoplar ao anel de travamento 160 quando o anel de travamento 160 é lacrado no conjunto tubular 152. Tal como ilustrado, os outros dentes 262 no conjunto tubular 152 que são usados para se acoplar aos dentes correspondentes no anel de travamento 160 podem ser mais curtos (isto é, se estendendo por uma distância mais curta radialmente para fora) do que o dente estendido 260. Em outras modalidades, o conjunto tubular 152 pode incluir dois ou mais dentes estendidos 260 para ser recebidos nos entalhes 258 formados dentro do acoplamento 252.

[0084] A Figura 15 ilustra uma vista em seção transversal da interface entre as projeções 256 do conjunto tubular 152 e os entalhes correspondentes 258 no acoplamento 252. Tal como ilustrado, os entalhes 258 podem ser formados no anel de travamento 160. A Figura 16B ilustra a projeção de dente estendido 256 que está sendo posicionada dentro do entalhe correspondente 258 do anel de travamento 160. Uma vez que a projeção 256 é recebida através do entalhe 258 no acoplamento 252, o acoplamento 252 também pode ser movido para o conjunto tubular 152 de maneira tal que a projeção 256 se mova além do entalhe 258 e para a porção de acoplamento do anel de travamento 160. A "porção de acoplamento" do anel de travamento pode incluir o perfil dentado do mecanismo de travamento 160, tal como ilustrado. Isto é, o acoplamento 252 pode ser posicionado sobre o conjunto tubular 152 de maneira tal que a projeção 256 entre no acoplamento 252 através do entalhe apropriadamente orientado 258 e passe então através do entalhe 258 para um perfil dentado que permite a rotação do acoplamento 252 com respeito ao conjunto tubular 152.

[0085] A partir dessa posição, o acoplamento 252 pode ser girado em torno do eixo 254, com respeito ao conjunto tubular 152, para alinhar outros componentes do acoplamento 252 e do conjunto tubular 152. Por exemplo, na modalidade ilustrada da Figura 16C, o acoplamento 252 pode ser girado com respeito ao conjunto tubular 152 para alinhar uma porção 263 do conjunto tubular 152 com um outro entalhe 264 formado através do acoplamento 252. O entalhe 264 pode ser radialmente deslocado de outros um ou mais entalhes 258 formados através do anel de travamento 160. Similarmente, a porção 263 do conjunto tubular 152 pode ser radialmente deslocada de uma ou mais projeções 256 que se estendem do conjunto tubular 152. Na modalidade ilustrada, a porção 263 do conjunto tubular 152 inclui um canal ou um entalhe 266 através do qual um mecanismo de travamento pode ser recebido, e uma seção encurtada 268 do anel de travamento 160 pode definir o entalhe adicional 264 dentro do acoplamento 252.

[0086] Uma vez que o acoplamento 252 é girado de modo que a projeção 256 não fica mais alinhada com o entalhe correspondente 258, o acoplamento 252 é geralmente fixado ao conjunto tubular 152. Para assegurar que o acoplamento 252 permaneça firmemente preso no conjunto tubular 152, o conjunto de conector de junção de riser modular 250 também pode incluir um pino de travamento removível 270 que pode ser disposto pelo menos parcialmente através da porção 263 do conjunto tubular 152 e através do entalhe 264. Esse pino de travamento 270 é disposto na posição de travamento na modalidade ilustrada da Figura 16C. O pino de travamento 270 pode ser fixado através de um parafuso retentor 272 disposto através de uma abertura no conjunto tubular 152 e aparafusado no pino de travamento 270. Quando o pino de travamento 270 é fixado nessa posição, ele pode impedir que o acoplamento 252 gire com respeito ao conjunto tubular 152. Desse modo, o pino de travamento 270 pode ser usado para fixar seletivamente o acoplamento 252 à extremidade do conjunto tubular 152 tal como mostrado.

[0087] Tal como descrito acima, é desejável que o acoplamento 252 seja seletivamente removível do conjunto tubular 152. No caso em que o acoplamento 252 funcione mal durante o processo de acoplamento automatizado, um operador pode remover o parafuso retentor 272 e o pino de travamento 270, girar o acoplamento 252 de modo que as projeções 256 alinhem uma vez mais com os entalhes 258 no acoplamento 252, e deslizar o acoplamento 252 para fora do conjunto tubular 152. Essa remoção do pino de travamento 270 e do acoplamento 252 é ilustrada na Figura 16D. O acoplamento defeituoso pode então ser substituído por um novo acoplamento 252, sem que um operador tenha que remover ou dispor de todo o conjunto tubular 152.

[0088] Em algumas modalidades, o acoplamento 252 pode incorporar uma cunha expansora para assegurar que o anel de came 162 possa ser aberto. Isto pode impedir que o acoplamento 252 fique preso na posição travada, de modo que o acoplamento 252 possa ser removido posteriormente do conjunto tubular 152 tal como desejado.

[0089] O conjunto de conector de junção de riser modular 250 divulgado pode permitir que um usuário final remova, substitua e/ou preste serviços de manutenção ao acoplamento 252 de uma maneira rápida. O usuário não deve ter que remover todo o conjunto tubular 152 junto com o acoplamento 252, uma vez que o acoplamento 252 é removível do conjunto tubular 152. Isso pode economizar o tempo do usuário final na execução de serviço, reparos e substituições de peças de riser. No caso em que um flange (por exemplo, 152A) do conjunto tubular 152 se torna danificado, o acoplamento 252 pode ser removido do conjunto tubular 152 não utilizável e ser reposicionado em um novo conjunto tubular 152. Isso pode permitir que os operadores prestem serviços de manutenção às conexões de riser com menos peças no total do que seria necessário se o acoplamento e o conjunto tubular fossem unidos permanentemente.

[0090] Tal como mencionado acima, os conjuntos tubulares 152/154 e a ferramenta de deposição 174 podem incluir sensores para facilitar a orientação e a colocação dos conjuntos tubulares 152 e 154 um em relação ao outro. Outros sensores podem ser usados por todo o sistema de riser para permitir o monitoramento de várias propriedades dos componentes de riser. Por exemplo, a Figura 17 mostra uma vista esquemática de um conjunto de riser 310 que pode ser equipado com um sistema de monitoramento de riser aperfeiçoado 312. O sistema de monitoramento de riser 312 pode prover dois tipos de monitoramento do conjunto de riser 310: monitoramento externo e monitoramento interno.

[0091] O monitoramento externo do conjunto de riser 310 pode ser realizado pelos sensores externos 314 dispostos em uma superfície externa 316 de um ou mais componentes do conjunto de riser 310. O monitoramento interno do conjunto de riser 310 pode ser realizado pelos sensores internos 318 dispostos ao longo de um furo interno 320 através de um ou mais componentes do conjunto de riser 310. Embora a Figura 17 ilustre um conjunto de riser 311 que tem um sensor externo 314 e um sensor interno 318, deve ser observado que outras modalidades do conjunto de riser 311 podem incluir apenas os sensores externos 314 (um ou mais), ou apenas os sensores internos 318 (um ou mais), dependendo das necessidades do monitoramento do sistema. Um sistema de comunicação de riser 322 pode comunicar sinais indicativos das propriedades detectadas pelo sistema de monitoramento de riser 312 a um sistema de manipulação de informação 324 em um local apropriado na embarcação ou na plataforma. O sistema de manipulação de informação 324 pode ser um sistema de monitoramento do operador. Em algumas modalidades, o sistema de monitoramento do operador 324 pode incluir um sistema de monitoramento/gerenciamento do ciclo de vida (MLMS) que ajuda a rastrear cargas em vários componentes do conjunto de riser 310, entre outras coisas.

[0092] A Figura 18 ilustra uma modalidade do conjunto de riser 310, que pode incluir o seguinte equipamento: um conector de BOP (ou conector de cabeça de poço) 350, um conjunto preventivo de erupções inferior 349, uma junção de extensão de riser 353 que pode incluir um conjunto de riser marinho inferior (LMRP) 351 e uma junção de terminação de linha de reforço 352, uma ou mais junções de riser flutuantes 354, uma válvula de autocarga 355, uma ou mais junções de riser desencapadas 356, uma junção telescópica 358 que tem um anel de tensão 360 e um anel de terminação 362, uma junção de deposição de riser (ou junção de espaçador) 363, um conjunto de desviador 364 que tem um invólucro de desviador 366 e uma junção flexível de desviador 368, e uma estrutura de argolas 369 para a base do conjunto de aranha 102. Tal como mostrado, vários componentes do conjunto de riser 310 podem ser em geral acoplados de extremidade a extremidade, ou em série, entre um componente superior (por exemplo, a plataforma da sonda) e um componente inferior (por exemplo, a cabeça de poço submarino 370).

[0093] Qualquer um dos componentes de riser divulgados no presente documento pode ser equipado com um ou mais de sensores externos 314, sensores internos 318 ou ambos. Todos os sensores 314 e 318 usados por todo o conjunto de riser 310 podem ser acoplados de maneira comunicativa ao MLMS 324, que determina e monitora um status de operação do conjunto de riser 310 com base no feedback do sensor.

[0094] Em algumas modalidades, o conjunto de riser 310 pode incluir somente alguns dos componentes listados acima com respeito à Figura 18. Em algumas modalidades, combinações diferentes dos componentes ilustrados podem ser utilizadas no conjunto de riser 310. Em ainda outras modalidades, o conjunto de riser 310 pode incluir componentes adicionais não listados acima que podem ser equipados com sensores para monitorar as propriedades internas ou externas do conjunto de riser 310.

[0095] O monitoramento externo do conjunto de riser 310 pode ser executado pelos sensores externos 314. Esses sensores externos 314 podem monitorar qualquer um dos seguintes aspectos do conjunto de riser 310: pressões, temperaturas, vazões, solicitações (por exemplo, tensão, compressão, torção, ou flexão), esforço, peso, orientação, proximidade ou corrosão. Outras propriedades também podem ser medidas pelos sensores externos 314. Os sensores externos 314 podem ser montados por todo o conjunto de riser 310. Por exemplo, os sensores externos 314 podem ser montados nas superfícies externas de várias junções de riser (por exemplo, as junções de riser desencapadas 356 ou as junções de riser flutuantes 354), a junção de extensão de riser 352, a junção telescópica 358, o conjunto de desviador 364, bem como vários outros componentes do conjunto de riser 310.

[0096] O monitoramento interno pode ser executado por todo o conjunto de riser 310 através dos sensores internos 318. Esses sensores internos 318 também podem monitorar várias propriedades do conjunto 310 tais como, por exemplo, a pressão, temperaturas, vazões, tensões, solicitações, peso, orientação, proximidade ou corrosão. Outras propriedades também podem ser medidas pelos sensores internos 318. Os sensores internos 318 podem ser dispostos ao longo do furo interno 320 do conjunto de riser 310 (ou outras posições internas ao conjunto de riser 310). Em algumas modalidades, os sensores internos 318 podem residir dentro das várias junções de riser (por exemplo, as junções de riser desencapadas 356 ou as junções de riser flutuantes 358), a junção de extensão 352, o conector de BOP 350, bem como vários outros componentes do conjunto de riser 310.

[0097] Tal como ilustrado na Figura 17, os componentes do conjunto de riser podem ser construídos de maneira tal que uma cavidade 326 é formada no componente de riser ao longo do furo interno 320, e o sensor interno 318 é posicionado dentro da cavidade de maneira tal que o sensor 318 fica exposto ao furo interno 320 sem se estender radialmente para o furo interno 320. Dessa maneira, os sensores internos 318 ficam planos de encontro à parede do furo interno 320 por todo o conjunto de riser 310. Em algumas modalidades, os sensores internos podem ser montados na parte externa do componente de riser e penetrar através da parede do componente de riser de modo que pode ser facilmente conectado ao sistema de comunicação e ainda prover a detecção interna. Isso impede que os sensores 318 interrompam um fluxo de fluidos através do furo interno 320 ou que interfiram no equipamento que está sendo abaixado através do furo interno 320.

[0098] Tal como ilustrado na Figura 19, múltiplos sensores internos 318 dispostos ao longo do furo interno 320 do conjunto de riser 310 podem monitorar desengates das ferramentas de fundo de poço 390 que são abaixadas ou levantadas através do conjunto de riser 310. Mais especificamente, os sensores internos 318 podem ser usados para monitorar a velocidade do curso da ferramenta 390, a vazão do fluido em torno da ferramenta 390, e as funções da ferramenta 390. Os sensores internos 318 podem prover um feedback em tempo real ou próximo do tempo real através do sistema de comunicação 322 ao MLMS 324, ou pode gravar os dados para um uso posterior. Ao usar esses sensores internos 318 dispostos dentro do furo 320 do conjunto de riser 310, o sistema de monitoramento 312 pode monitorar cada função ou etapa das ferramentas de fundo de poço 390 que são abaixadas e/ou levantadas através do conjunto de riser 310.

[0099] O sistema de monitoramento 312 utiliza o sistema de comunicação 322 para transmitir dados das ferramentas e dos sensores (314 e/ou 318), e qualquer outra informação dos componentes de monitoramento interno/externo acima e abaixo do conjunto de riser 310. Toda informação dos sensores internos e/ou externos 314, 318 pode ser lida no mesmo sistema (MLMS 324).

[00100] O sistema de comunicação 322 pode utilizar qualquer técnica de transmissão desejável, ou combinação de técnicas de transmissão. Por exemplo, o sistema de comunicação 322 pode incluir um transmissor sem fio (transmissão sem fio), um cabo elétrico (transmissão com fio) mantido de encontro a uma superfície ou construído na coluna do riser, um cabo de fibra óptica (transmissão óptica) mantido de encontro a uma superfície ou construído na coluna do riser, um transdutor acústico (transmissão acústica) e/ou um dispositivo de comunicação próximo do campo (transmissão indutiva). O sistema de comunicação 322 pode ser incorporado em um componente do conjunto de riser 310 e ser acoplado de maneira comunicativa (por exemplo, através de fios) aos sensores externos e/ou internos associados com o componente do conjunto de riser.

[00101] A Figura 20 mostra uma modalidade do sistema de comunicação 322. Tal como mostrado, o sistema de comunicação 322 pode ser uma interface de comunicação simples 400 acoplada de maneira comunicativa aos sensores externos 314 e aos sensores internos 318. A interface de comunicação 400 pode transferir os sinais indicativos das propriedades detectadas pelos sensores externos 314 e pelos sensores internos 318 ao sistema de monitoramento do operador 324 como feedback a respeito da maneira na qual o sistema de riser está executando em uma base de tempo real ou próxima do tempo real.

[00102] Outras modalidades do sistema de comunicação 322 podem ser mais complexas. Tal como mostrado na Figura 21, o sistema de comunicação 322 pode incluir um ou mais componentes de processador 410, um ou mais componentes de memória 412, uma fonte de alimentação 414, e as interfaces de comunicação 416 e 418. Um ou mais componentes de processador 410 podem ser projetados para executar instruções codificadas para executar as várias operações de monitoramento ou de controle com base nos sinais recebidos no sistema de comunicação 322. Por exemplo, com a recepção dos sinais indicativos de propriedades detectadas pelos sensores externos ou internos 314, 318, o processador 410 pode fornecer os sinais à interface de comunicação 416 para comunicar os sinais ao sistema de monitoramento do operador 324. A interface de comunicação 416 pode utilizar técnicas de transmissão sem fio, com fio, ópticas, acústicas, ou indutivas para comunicar os sinais dos sensores 314, 318 nos componentes de riser ao sistema de monitoramento do operador 324 na superfície.

[00103] Tal como ilustrado, a interface de comunicação 416 pode ser bidirecional. Dessa maneira, a interface de comunicação 416 pode comunicar os sinais do sistema de monitoramento do operador 324 ao processador 410. Com a recepção dos sinais do sistema de monitoramento do operador 324, o processador 410 pode executar a instruções para enviar um sinal de controle a um ativador 420. Em algumas modalidades, o ativador 420 pode ser disposto em uma ferramenta próxima do fundo do poço (por exemplo, a ferramenta 390 da Figura 19) posicionada dentro do conjunto de riser 311. O ativador 420 pode ser configurado para ativar uma luva, uma vedação, ou qualquer outro componente na ferramenta de fundo de poço 390 disposta dentro do conjunto de riser 311. Em outras modalidades, o ativador 420 pode ser disposto dentro de um componente do conjunto de riser 311 (por exemplo, uma junção da terminação) para ativar uma válvula.

[00104] A fonte de alimentação 414 pode fornecer energia de reserva no caso em que o sistema de monitoramento do operador 324 falhe ou perca a conexão com o sistema de comunicação 322. O componente de memória 412 pode prover o armazenamento para os dados que são detectados pelos sensores 314, 318 no caso em que o sistema de monitoramento do operador 324 falhe ou perca a conexão. A memória de reserva 412 pode armazenar os dados do sensor, e a interface de comunicação 418 pode permitir que um veículo remotamente operado (ROV) 422 ou um outro equipamento de interface apropriado recupere os dados armazenados. Em algumas modalidades, o ROV 422 pode ser configurado para carregar a fonte de alimentação de reserva 414 para ampliar a operação do sistema de monitoramento 312. Para as finalidades de manter dados operacionais históricos para o conjunto de riser 310, cada registro de dados armazenado na memória 412 pode conter um horário e uma data da coleta dos dados.

[00105] Em outras modalidades, o sistema de comunicação 322 da Figura 21 pode não incluir uma interface de comunicação direta 416 com o sistema de monitoramento do operador 324. Isto é, o sistema de comunicação 322 pode ser equipado com a memória 412, a fonte de alimentação 414 e uma interface de comunicação remota 418. Em tais modalidades, o processador 410 pode armazenar os dados detectados pelo sensor na memória 412 enquanto o componente de riser estiver em uso. Um ROV 422 ou instrumento similar pode ser usado ocasionalmente para carregar a fonte de alimentação 414 para manter o sistema de comunicação 322 em operação durante toda a vida útil do poço. Em algumas modalidades, o ROV 422 ou o instrumento similar podem ser usados principalmente para obter os dados do sensor da memória 412 e fornecer os dados ao sistema de monitoramento do operador 324 em pontos diferentes por toda a vida útil do poço. Em outras modalidades, com a conclusão de um processo do poço, o conjunto de riser 311 pode ser puxado para a superfície, e a interface de comunicação 418 pode ser usada para transferir os dados do sensor armazenados diretamente ao sistema de monitoramento do operador 324 uma vez que o componente de riser tenha sido puxado para a superfície.

[00106] Os sensores externos 314, os sensores internos 318 e os sistemas de comunicação 322 podem ser dispostos em qualquer um dos componentes do conjunto de riser 310. Descrições mais detalhadas dos arranjos do sensor e das capacidades de monitoramento para os componentes do conjunto de riser 310 serão fornecidas agora.

[00107] A Figura 22 ilustra uma modalidade do conector de BOP (ou conector de cabeça de poço) 350 usado para conectar o conjunto de riser 310 e o BOP 349 à cabeça de poço submarino 370. O conector de BOP 350 pode incluir um ou mais sensores 314, 318 e o sistema de comunicação 322, tal como descrito acima. Os sensores 314, 318 podem detectar a pressão, a temperatura, um estado de travamento/destravamento do conector, solicitações (por exemplo, tensão, compressão, torção, flexão), e outras propriedades associadas com o conector de BOP 350. O sistema de comunicação 322 pode ser com fio, sem fio, ou acústico. Tal como descrito acima com referência à Figura 21, o conector de BOP 350 também pode incluir um componente de memória de reserva (por exemplo, 412) para gravar os dados do sensor, de modo que os dados do sensor possam ser recuperados da memória através de um ROV ou uma outra interface de comunicação.

[00108] Em algumas modalidades, o conector de BOP 350 pode ser capaz de detectar e comunicar os sinais indicativos da função do conector de BOP 350, bem como a informação a respeito das ferramentas internas na cabeça de poço 370. Os sensores internos 318 dispostos no conector de BOP 350 podem permitir a detecção das ferramentas de deposição internas ou das ferramentas de teste que estão posicionadas abaixo do BOP 349 quando os êmbolos do BOP 349 estiverem fechados. O conector de BOP 350 fica a uma proximidade maior em relação à cabeça de poço 370 (e os componentes internos que são movidos através do BOP 349 e da cabeça de poço 370) do que a junção de riser mais inferior no conjunto de riser 310. Portanto, pode ser desejável incluir os sensores 314, 318 e o sistema de comunicação 322 no conector de BOP 350.

[00109] O LMRP 351 também pode apresentar os sensores externos 314 e/ou os sensores internos 318 para monitorar várias propriedades de riser, bem como o sistema de comunicação 322 para comunicar os sinais indicativos das propriedades detectadas ao sistema de monitoramento do operador 324. Em algumas modalidades, a coluna de BOP inferior 249 também pode incluir tais sensores 314/318 e um sistema de comunicação 322.

[00110] A junção de extensão de riser 353 pode incluir o LMRP 351 e a junção de terminação de linha de reforço 352, tal como descrito acima. A junção de extensão de riser 353 é disposta de modo geral no alto do BOP para conectar a coluna de junções de riser ao BOP. A Figura 23 ilustra a junção de terminação de linha de reforço 352 do conjunto de riser 310 que pode ser disposta no topo do LMRP 351. A junção de extensão de riser 353 é em geral onde as linhas auxiliares 430 terminam em uma extremidade inferior do conjunto de riser 310, e as linhas auxiliares terminantes 430 são conectadas ao BOP. Tal como mostrado, os sensores 314, 318 podem ser dispostos na junção de terminação de linha de reforço 352 para ler, por exemplo, as pressões, as temperaturas, as vazões, as tensões e outras propriedades associadas à junção de terminação de linha de reforço 352. O sistema de comunicação 322, que pode usar uma transmissão com fio, sem fio ou acústica, também pode ser disposto na junção de terminação de linha de reforço 352, para fornecer os sinais dos sensores 314, 318 ao sistema de monitoramento do operador 324. Além disso, a junção de terminação de linha de reforço 352 pode incluir um componente de memória de reserva (por exemplo, 412) para gravar os dados do sensor, de modo que os dados do sensor possam ser recuperados da memória através de um ROV ou uma outra interface de comunicação.

[00111] A Figura 24 ilustra uma junção de riser flutuante 354. O conjunto de riser 310 pode incluir uma ou mais junções de riser flutuantes 354 (por exemplo, módulos de flutuação de espuma sintáticos), que são as junções de riser que têm um dispositivo de flutuação 440 unido às mesmas. As junções de riser flutuantes 354 conferem uma perda de peso ao conjunto de riser 310 tal como desejado. As junções de riser flutuantes 354 podem ser equipadas com seu próprio conjunto de sensores 314, 318 que podem ler pressões, temperaturas, vazões, tensões e outras propriedades associadas com o riser flutuante 354. Os sensores internos 318 dispostos ao longo do furo das junções de riser flutuantes 354 podem poder ler vazões e se comunicar com as ferramentas internas que estão são assentadas através do conjunto de riser 310.

[00112] A válvula de autocarga 355 descrita acima com referência à Figura 18 pode ser utilizada em determinadas modalidades do conjunto de riser 311 para impedir que o riser entre em colapso no evento de uma evacuação repentina da coluna de lama através do mesmo. Em tais modalidades, a válvula de autocarga 355 pode incluir vários sensores externos e/ou internos 314/318 para detectar vários parâmetros operacionais da válvula de autocarga 355. Esses sensores 314/318 podem formar interface com um sistema de comunicação 322, tal como descrito acima, para fornecer a informação operacional detectada ao sistema de monitoramento do operador 324. Outras modalidades do conjunto de riser 311 podem não incluir a válvula de autocarga 355.

[00113] A Figura 25 ilustra uma junção de riser desencapada 356 de acordo com as presentes modalidades. O conjunto de riser 310 pode incluir uma ou mais dessas junções de riser desencapadas 356 além de ou no lugar das junções de riser flutuantes 354. As junções de riser desencapadas 356 são similares às junções flutuantes 354, mas não têm dispositivos de flutuação. As junções de riser desencapadas 356 podem ser equipadas com seu próprio conjunto de sensores 314, 318 que podem ler pressões, temperaturas, vazões, tensões e outras propriedades associadas à junção de riser desencapada 356. Os sensores internos 318 dispostos ao longo do furo das junções de riser desencapadas 356 podem ter a capacidade de ler vazões e se comunicar com as ferramentas internas que são assentadas através do conjunto de riser 310.

[00114] As junções de riser (354 e 356) podem ser conectadas uma à outra de extremidade a extremidade através dos conectores de junção de riser (por exemplo, 104 da Figura 4), tal como descrito acima. Em algumas modalidades, os conectores de junção de riser 104 podem ser equipados com os sensores 314, 318 e o sistema de comunicação 322 associado para medir as várias propriedades associadas com conector de junção de riser 104. Os sensores 314, 318 podem detectar, por exemplo, pressões, temperaturas, tensões, um status destravado/travado, e outras propriedades do conector de junção de riser 104.

[00115] A Figura 26 ilustra a junção telescópica 358, a qual conecta a coluna de riser à plataforma da sonda e ao conjunto de desviador 364. A junção telescópica 358 pode incluir componentes que permitem a terminação das linhas auxiliares (por exemplo, através do anel de terminação 362) na extremidade superior (superfície) do conjunto de riser 310. A junção telescópica 358 pode incluir o anel de tensão 360, e um tensor de sonda 450 unido ao anel de tensão 360 provê uma tensão à coluna de riser através dessa conexão. A junção telescópica 358 é projetada para se estender (isto é, para se expandir e contrair) para compensar o movimento da plataforma da sonda, ao passo que o anel de tensão 360 mantém uma tensão desejada na coluna de riser.

[00116] A junção telescópica 358 pode incluir uma série de sensores 314, 318 que leem vários aspectos da junção telescópica 358, tais como o comprimento do curso dos elementos telescópicos, a torção, a pressão, e outras cargas. O anel de tensão 360 disposto na junção telescópica 358 pode incluir os sensores 314 (por exemplo, sensores de força) para medir a quantidade de força que cada um dos tensores da sonda se aplica ao conjunto de riser 310. O anel de terminação 362 também pode incluir os sensores 314, 318 para medir cargas, pressões, e vazões no próprio anel de terminação 362 e/ou através das linhas auxiliares. Os sensores 314, 318 dispostos por toda a junção telescópica 358, o anel de tensão 360 e o anel de terminação 362 podem utilizar um ou múltiplos sistemas de comunicação 322 para fornecer os sinais indicativos das propriedades detectadas ao sistema de monitoramento do operador 324.

[00117] As Figuras 27 e 28 ilustram os componentes de um conjunto de desviador 364 que reside abaixo do piso da plataforma da sonda. O conjunto de desviador 364 pode incluir o invólucro de desviador 366 (Figura 27), assim como a junção flexível de desviador 368 (Figura 28). A junção flexível de desviador 368 pode ser presa pelo menos parcialmente dentro do invólucro 366. A maior parte das junções de riser e outras porções da coluna de riser segue através do conjunto de desviador 364, e a junção telescópica 358 é conectada ao conjunto de desviador 364 para completar a coluna de riser. O conjunto de desviador 364 pode ser usado durante as operações de perfuração para desviar o fluido de uma coluna de riser interna através de uma linha de fluxo no conjunto de desviador 364. Os sensores 314/318 podem ser dispostos dentro da junção flexível 368 do conjunto de desviador 364, tal como mostrado, para medir pressões, ler posições da válvula e detectar várias outras propriedades operacionais do conjunto de desviador 364. Os sensores 314/318 também podem ser dispostos dentro do invólucro 366, por exemplo, para ler um status aberto/fechado de um elemento obturador no conjunto de desviador 364. Os sistemas de comunicação 322 associados podem então transmitir a informação do conjunto de desviador 364 de volta ao sistema de monitoramento do operador 324.

[00118] A Figura 29 ilustra a ferramenta de deposição/teste 174 (também indicada como uma ferramenta de manipulação de riser), a qual pode incluir um ou mais sensores 314, 318 para medir o peso, a pressão, a temperatura, cargas, vazões, a orientação e/ou a ativação da ferramenta de manipulação de riser 174. A ferramenta de manipulação de riser 174 pode ter a capacidade de ler e identificar as junções de riser 354 (ou 356) que são assentadas para formar o conjunto de riser 310. A ferramenta de manipulação de riser 174 também pode utilizar os sensores internos 318 para assegurar que as linhas auxiliares (por exemplo, linhas de estrangulamento e de amortecimento) das junções de riser e da coluna de riser completamente montada sejam vedadas de maneira apropriada. A ferramenta de manipulação de riser 174 pode incluir um sistema de comunicação 322 para comunicar de maneira comunicativa a informação dos sensores 314, 318 ao sistema de monitoramento do operador 324, bem como formar uma interface de maneira comunicativa com o conjunto de aranha 102 sem usar as mãos.

[00119] A Figura 29 também ilustra o conjunto de aranha 102, que permite o assentamento, a orientação, o travamento, o destravamento e o monitoramento das junções de riser (354 e 356) quando estas são assentadas em ou recuperadas do conjunto de riser 310. O conjunto de aranha 102 pode se comunicar com a ferramenta de manipulação 174 para automatizar a deposição/recuperação do riser de modo que a interface humana seja eliminada entre essas ferramentas. O conjunto de aranha 102 pode incluir sensores 314, 318 dispostos através do mesmo para medir a orientação e/ou a proximidade da junção de riser, o status operacional do conjunto de aranha 102, e várias outras propriedades necessárias para assentar e recuperar eficazmente as junções de riser. O conjunto de aranha 102 pode utilizar o sistema de comunicação 322 para comunicar as propriedades detectadas diretamente ao sistema de monitoramento do operador 324 e para se comunicar diretamente com a ferramenta de manipulação 174.

[00120] Os sensores 314, 318 dispostos por todo o conjunto de riser 310 podem incluir, mas sem ficar a ela limitados, uma combinação dos seguintes tipos de sensores: sensores de pressão, sensores de temperatura, medidores de tensão, células de carga, medidores de fluxo, dispositivos de detecção da corrosão, sensores de medição do peso, e cabos de fibra óptica. O conjunto de riser 310 também pode incluir outros tipos dos sensores 314, 318.

[00121] Por exemplo, o conjunto de riser 310 pode incluir um ou mais leitores de RFID que são configurados para detectar e identificar os vários recursos do equipamento (por exemplo, novas junções de riser, ferramentas de fundo de poço) que são movido através do conjunto de riser 310. Cada um dos recursos do equipamento pode ser equipado com uma etiqueta de RFID que, quando ativada pelos leitores de RFID, transmite um número de identificação singular para identificar o recurso do equipamento. Com a leitura do número de identificação associado a um determinado recurso do equipamento, os leitores de RFID podem fornecer os sinais que indicam a identidade do recurso ao sistema de comunicação 322, e consequentemente ao sistema de monitoramento do operador 324.

[00122] O número de identificação pode ser armazenado em um banco de dados do sistema de monitoramento do operador 324, permitindo desse modo que o recurso do equipamento seja rastreado através das operações do banco de dados. As medições adicionais do sensor que estão relacionadas ao recurso do equipamento podem ser feitas pelos sensores 314, 318 por todo o conjunto de riser 310, comunicadas ao sistema de monitoramento do operador 324, e armazenadas no banco de dados com o número de identificação de recurso associado. O banco de dados pode fornecer um registro histórico do uso de cada recurso do equipamento ao armazenar as medições do sensor para cada recurso com o número de identificação correspondente.

[00123] Em algumas modalidades, um ou mais dos sensores 314, 318 no conjunto de riser 310 podem incluir um cabo de fibra óptica. O cabo de fibra óptica pode detectar (e comunicar) uma ou mais propriedades medidas do conjunto de riser 310. Os sensores projetados para medir vários parâmetros diferentes (por exemplo, temperatura, pressão, tensão, vibração) podem ser integrados em um único cabo de fibra óptica. O cabo de fibra óptica pode ser particularmente útil nas operações de medição de riser devido à sua imunidade inerente ao ruído elétrico.

[00124] Os sensores 314, 318 dispostos por todo o conjunto de riser 310 podem incluir sensores de proximidade, também conhecidos como sensores indutivos. Os sensores indutivos detectam a presença ou ausência de um alvo de metal, com base no fato se o alvo está dentro de uma faixa do sensor. Tais sensores indutivos podem ser utilizados para o alinhamento e a rotação do riser durante a composição da coluna de riser, de modo que as junções de riser sejam conectadas de extremidade a extremidade às suas linhas auxiliares em alinhamento.

[00125] Os sensores 314, 318 dispostos por todo o conjunto de riser 310 podem incluir os sensores de deslocamento linear projetados para detectar um deslocamento de um componente em relação ao sensor. Os sensores de deslocamento linear podem ser dispostos na ferramenta de manipulação de riser, por exemplo, para detectar uma localização de uma luva ou um outro componente de riser que ativa uma tampa de vedação no lugar quando da conexão das junções de riser umas às outras. Os dados coletados de tais sensores de deslocamento linear podem indicar quanto a luva ou o outro componente se move linearmente para ajustar a vedação (ou ajustar um travamento).

[00126] O sistema de monitoramento do operador 324 pode utilizar várias capacidades de software para avaliar os sinais recebidos do sensor para determinar um status operacional do conjunto de riser 310. A Figura 30 ilustra esquematicamente o sistema de monitoramento do operador 324 (ou MLMS). O sistema de monitoramento do operador 324 inclui de modo geral um ou mais componentes de processador 490, um ou mais componentes de memória 492, uma interface do usuário 494, um banco de dados 496 e um componente de programação de manutenção 498. Um ou mais componentes de processador 410 podem ser projetados para executar as instruções codificadas em um ou mais componentes de memória 492 para executar várias operações de monitoramento ou de controle com base nos sinais recebidos no sistema de monitoramento do operador 324. O sistema de monitoramento do operador 324 pode em geral receber esses sinais do sistema de comunicação 322, ou de um ROV ou uma outra interface de comunicação recuperados para a superfície.

[00127] Com a recepção dos sinais indicativos de propriedades detectadas, o processador 490 pode interpretar os dados, exibir os dados na interface do usuário 494, e/ou fornecer um status com base nos dados na interface do usuário 494. O sistema de monitoramento do operador 324 pode armazenar os dados do sensor medidos com um identificador associado (número de série) no banco de dados 496 para manter registros históricos do equipamento de riser. O sistema de monitoramento do operador 324 pode rastrear um uso de vários recursos do equipamento através dos registros históricos e desenvolver uma programação de manutenção para o conjunto de riser 310.

[00128] O software de MLMS do sistema de monitoramento do operador 324 pode gerenciar o conjunto de riser 310 com base em entradas do cliente e em requisitos reguladores. O sistema 324 pode acompanhar o uso de cada peça (por exemplo, a junção de riser) do conjunto de riser 310, e avaliar os dados do uso para determinar como o cliente pode reduzir custos na manutenção e recertificação de junções de riser. Essa avaliação feita pelo sistema de monitoramento do operador 324 pode permitir que um operador controle as tensões/o uso da junção para obter o uso ideal das junções de riser disponíveis. Em algumas modalidades, o sistema de monitoramento do operador 324 pode ler (por exemplo, através dos sensores de RFID) as junções de riser disponíveis para assentar enquanto é formado o conjunto de riser 310. O sistema de monitoramento do operador 324 pode construir uma sequência de deposição para que as junções de riser montem uma pilha de riser com base no ciclo de vida restante do conjunto de riser 310, a colocação dentro da coluna de riser, e as condições ambientais submarinas.

[00129] Tal como descrito acima, o conjunto de riser 310 pode incluir uma ferramenta de manipulação para posicionar componentes de riser (por exemplo, junções) dentro do conjunto, e a ferramenta de manipulação pode incluir sensores e um sistema de comunicação para comunicar os sinais do sensor ao sistema de monitoramento do operador 324.

[00130] A Figura 31 é uma ilustração de tal ferramenta de manipulação de riser 510, a qual inclui um ou mais sensores 512. A ferramenta de manipulação de riser 510 também inclui o sistema de comunicação (322 da Figura 29) para comunicar os dados dos sensores 512 ao sistema de monitoramento do operador 324. Tal como descrito acima, o sistema de comunicação pode incluir um ou mais componentes de processador, um ou mais componentes de memória, e uma interface de comunicação. Pelo menos um dos sensores 512A pode incluir um leitor eletrônico de identificação (por exemplo, o leitor de RFID). Um ou mais outros sensores 512B podem incluir sensores para detectar a tensão, a solicitação, a pressão, a temperatura, a orientação, a proximidade, ou qualquer uma das propriedades descritas acima. Os sensores 512 podem ser dispostos internos ou externos à ferramenta de manipulação de riser 510. Com a integração desses sensores 512 e da tecnologia de computador, ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 pode propiciar um maior desempenho e flexibilidade na colocação e no teste do equipamento de riser. A ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 pode fornecer a identificação de junção de riser, as medições do sensor e comunicações ao sistema de monitoramento do operador 324 para fornecer o feedback em tempo real ou próximo do tempo real de operações do equipamento de riser.

[00131] De modo geral, a ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 ilustrada é configurada para acoplar, manipular e liberar um recurso de equipamento 520. O recurso de equipamento 520 pode ter um furo interno 522 formado através do mesmo. O recurso de equipamento 520 pode ser um componente tubular. Mais especificamente, o recurso de equipamento 520 pode incluir uma junção de riser 534. Para permitir a identificação, o recurso de equipamento 520 pode incluir uma etiqueta de identificação eletrônica 524 (por exemplo, uma etiqueta de RFID) disposta no recurso de equipamento 520 para transmitir um número de identificação para a detecção pela ferramenta de manipulação de riser 510.

[00132] A ferramenta de manipulação de riser 510 pode ser móvel para manipular a junção de riser 520 para uma posição a ser conectada a uma coluna 550 de outras junções de riser acopladas de extremidade a extremidade. Na modalidade ilustrada, a ferramenta de manipulação inteligente 510 funciona como a ferramenta de manipulação de riser 174 descrita acima. Isto é, a ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 é móvel para manipular as junções de riser 354 para construir ou desconstruir a coluna de riser 550.

[00133] Ferramentas de manipulação de riser "inteligentes" similares podem ser utilizadas em vários outros contextos para a manipulação de recursos do equipamento em um ambiente de poço. Por exemplo, as ferramentas de manipulação inteligentes podem ser utilizadas em operações de deposição/extração de revestimento para manipular suspensores de revestimento para construir ou desconstruir o poço. Além disso, uma ferramenta de manipulação inteligente similar pode ser usada durante o teste de um BOP.

[00134] As ferramentas de manipulação inteligentes (por exemplo, 510) usadas nesses vários contextos (por exemplo, construção de riser, construção de poço, teste de BOP, etc.) podem ser equipadas com os sensores 512 para ler um assentamento, um travamento, um destravamento, a posição da vedação, a rotação da ferramenta inteligente, a ativação da ferramenta inteligente, e/ou o teste de uma vedação ou outros componentes no riser, no suspensor de revestimento, no poço, ou no BOP. A ferramenta de manipulação inteligente pode comunicar (ao MLMS 324) os dados indicativos das etapas e dos processos para instalar ou testar o riser, o suspensor de revestimento, o BOP, ou um outro equipamento. Em algumas modalidades, os dados detectados pela ferramenta de manipulação inteligente podem ser armazenados em uma memória (por exemplo, 412) da ferramenta inteligente e ser lidos na superfície quando a ferramenta inteligente é recuperada. A ferramenta de manipulação inteligente pode incluir os sensores 512 para determinar pressões, temperaturas, vazões, solicitações (por exemplo, tensão, compressão, torção ou flexão), tensão, peso, orientação, proximidade, deslocamento linear, corrosão e outros parâmetros. A ferramenta de manipulação inteligente pode ser usada para ler e monitorar cada etapa da instalação, teste, e recuperação da ferramenta inteligente e seu recurso de equipamento associado (por exemplo, o componente de riser, o suspensor de revestimento, o BOP, etc.).

[00135] A ferramenta inteligente pode incluir seu próprio sistema de comunicação 322 para comunicar dados em tempo real ou próximo do tempo real ao MLMS 324. Em algumas modalidades, o sistema de comunicação 322 da ferramenta de manipulação inteligente pode transmitir dados através dos sensores internos 318 e dos sistemas de comunicação associados 322 do conjunto de riser 311 (descrito acima) para transferir os dados ao MLMS 324. Por exemplo, as ferramentas de manipulação inteligentes dispostas abaixo do conjunto preventivo de erupções podem transmitir dados do sensor aos sensores aos sensores internos e ao sistema de comunicação do conector do BOP (318 e 322 da Figura 22), que comunica então os sinais ao MLMS 324. Essa comunicação pode ser realizada através de um sistema de comunicação com fio, sem fio, de indução, acústica, ou qualquer outro tipo de sistema de comunicação.

[00136] A ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 ilustrada pode executar várias funções de identificação, seleção, teste e assentamento enquanto manipula os recursos de equipamento 520 (por exemplo, junções de riser). A Figura 32 ilustra um método 530 para operar a ferramenta de manipulação inteligente 510. O método 530 inclui a identificação 532 um recurso de equipamento 520 para a manipulação em um local do poço. Essa identificação pode ser realizada através do uso da tecnologia de RFID. Isto é, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode incluir o sensor eletrônico 512A projetado para ler um número de identificação transmitido da etiqueta de identificação eletrônica 524 no recurso de equipamento 520. O método 530 inclui de modo geral a comunicação 534 da identificação lida pelo sensor eletrônico 512A na ferramenta de manipulação inteligente 510 ao sistema de monitoramento do operador 324 (ou MLMS). Em algumas modalidades, a identificação detectada pode ser incorporada em um bloco de dados da informação a respeito do recurso de equipamento 520 particular e enviada ao MLMS 324.

[00137] O método 530 também pode incluir o teste 536 do recurso do equipamento (por exemplo, a junção de riser) 520 enquanto o recurso 520 é manipulado pela ferramenta de manipulação de riser inteligente 510. A ferramenta de manipulação de riser inteligente 510 pode incluir um número de elementos de teste na forma do sensor adicional 512B. Os sensores 512B podem ser configurado para detectar uma pressão, a temperatura, o peso, a vazão, ou qualquer outra propriedade desejável associada com o recurso de equipamento 520.

[00138] Em algumas modalidades, o teste envolve a medição do peso do recurso de equipamento (por exemplo, a junção de riser) 520 enquanto o recurso 520 é suspenso no ar durante uma operação de deposição ou extração. Tal como mostrado na Figura 31, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode ser equipada com múltiplos conjuntos de medidores de tensão 538 integrados em uma haste 540 da ferramenta de manipulação 510 para detectar o peso no recurso de equipamento 520. A tensão medida é correlacionada ao peso real do recurso de equipamento 520, e a ferramenta de manipulação 510 pode fornecer uma medida do peso em tempo real para cada recurso de equipamento 520 que está sendo manipulado para montar o conjunto de equipamento submarino. Essas medições do peso individuais dos recursos de equipamento 520 podem ser coletadas em um banco de dados no MLMS 324 para prover o acompanhamento de longa duração do peso em cada recurso de equipamento 520.

[00139] O método 530 da Figura 32 também inclui a comunicação 542 dos dados de teste recuperados através dos sensores 512 ao MLMS 324. Os dados de teste são comunicados ao MLMS 324 para o armazenamento em um banco de dados junto com os dados de identificação para o recurso de equipamento 518 associado. Cada registro de dados comunicado ao MLMS 324 pode conter os dados de parâmetro detectados, bem como a data/horário que os dados foram detectados e o número de identificação do recurso.

[00140] O método 530 também inclui a entrega 544 do recurso de equipamento (por exemplo, a junção de riser) 520 a um local predeterminado através da ferramenta de manipulação 510. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode coletar e entregar o recurso de equipamento 520 ao piso da sonda para a incorporação e/ou a composição em um conjunto de equipamento submarino a ser colocado no fundo de oceano ou em um poço. Em outras modalidades, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode coletar um recurso de equipamento 520 que foi separado de um conjunto de equipamento submarino e retornar o recurso de equipamento 520 a um local na superfície. Os dados pertinentes que são relacionados à entrega 544 do recurso de equipamento 520 podem ser coletados através dos sensores 512, armazenados, e então comunicados ao MLMS 324 para a inclusão no banco de dados.

[00141] O método 530 pode incluir a seleção 546 de um novo recurso de equipamento (por exemplo, a junção de riser) 520 para a conexão ao conjunto de equipamento submarino (por exemplo, a coluna de riser) com base na identificação do recurso de equipamento 518. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode verificar se os recursos de equipamento que são conectados entre si estão em uma sequência apropriada dentro do conjunto de equipamento, com base nos dados do MLMS 324. Uma vez que cada recurso de equipamento 520 tem o seu próprio identificador singular na forma de uma etiqueta de identificação eletrônico ou componente similar, o MLMS 324 pode organizar os dados pertinentes do sensor para cada recurso de equipamento individual 520 no banco de dados. Essa informação pode ser acessada do banco de dados a fim de selecionar 546 o recurso de equipamento 520 seguinte para ser colocado na sequência do conjunto de equipamento submarino.

[00142] O MLMS 324 pode monitorar 548 um histórico de carga nos recursos de equipamento 520 com base na informação que é detectada e armazenada dentro do banco de dados para cada recurso de equipamento 520 identificado. Essa informação pode ser acessada e avaliada para a finalidade de recertificação dos recursos de equipamento 520 que são usados por todo o sistema. Esse histórico da carga pode ser monitorado 548 para cada recurso de equipamento 520 (por exemplo, a junção) que foi conectado em série para formar o conjunto de equipamento submarino (por exemplo, riser). O registro exato dos dados de carga históricos armazenados no banco de dados do MLMS 324 pode permitir que o operador recertifique os recursos de equipamento 520 somente quando necessário com base nos dados da carga medidos. Os dados da carga históricos também podem ajudar com a identificação precoce de todos os pontos potenciais de falha do equipamento.

[00143] No contexto do conjunto de riser 310 descrito integralmente acima, a ferramenta de manipulação inteligente 510 da Figura 31 pode fornecer dados vivos ao MLMS 324 durante a instalação e recuperação do conjunto de riser 310. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode fornecer a identificação da tecnologia das junções de riser 354 (ou 356) através de tecnologia RFID. Em algumas modalidades, a ferramenta de manipulação inteligente 510 também pode fornecer os dados de teste que são relacionados à operação das linhas auxiliares 430 através das junções de riser 354. Tal como descrito acima, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode fornecer os dados do peso que estão relacionados à coluna de riser e as junções de riser individuais 354.

[00144] Em algumas modalidades, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode fornecer dados de orientação para assentar e recuperar as junções de riser 354. Tal como acima mencionado, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode se comunicar com o conjunto de aranha 102. Com base no feedback do sensor do conjunto de aranha 102, a ferramenta de manipulação 510 pode orientar a junção de riser apropriadamente para a conexão da linha auxiliar à junção de riser previamente ajustada, e assentar a junção de riser no flange da junção de riser previamente ajustada. O conjunto de aranha inteligente 102 pode executar o procedimento de travamento se for depositada a junção de riser, ou o procedimento de destravamento se forem puxadas as junções de riser.

[00145] A Figura 31 ilustra a ferramenta de manipulação inteligente 510 que é usada para assentar as junções de riser 354 para construir a coluna de riser 550. Deve ser observado que um procedimento similar pode ser seguido para assentar outros tipos de componentes tubulares ou recursos de equipamento, incluindo junções de revestimento, unidades de BOP, tubulação de perfuração, e outros. Em primeiro lugar, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode ser conectada à junção de riser 354 em uma área de armazenamento no local do poço e pode ler a etiqueta eletrônica de identificação 524 para identificar a junção 354. A ferramenta de manipulação inteligente 510 comunica então a ID da junção de riser ao banco de dados no MLMS 324. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode mover a junção de riser 354 para o piso da sonda para a conexão à coluna de riser 550. Enquanto é movida a junção de riser 354, a ferramenta de manipulação 510 pode medir o peso da junção através dos medidores de tensão 538 e comunicar os dados do peso detectados ao banco de dados do MLMS.

[00146] A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode então abaixar a junção de riser 354 no anel de assentamento do conjunto de aranha 102, e orientar a junção de riser 354 para combinar com a junção de recepção já presente no conjunto de aranha 102. O conjunto de aranha 102 pode conectar as duas junções 354 uma à outra, tal como descrito acima. Depois de ter conectado as junções, o conjunto de aranha 102 pode ativar as linguetas 116 fora do caminho de modo que o conjunto de aranha 102 não mais suporte a conexão de riser 104. Ao invés disto, a ferramenta de manipulação inteligente 510 está suportando completamente a coluna de riser 550.

[00147] A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode então testar as linhas auxiliares 430 da coluna de riser 550, assegurando que as linhas auxiliares 430 estejam vedando corretamente entre as junções de riser 354 adjacentes. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode comunicar o feedback da medição do teste de linha auxiliar aos registros do banco de dados no MLMS 324. A ferramenta de manipulação inteligente 510 pode levantar a coluna de riser 550, medir o peso de toda a coluna de riser 550 através dos medidores de tensão 538, e comunicar o peso medido ao MLMS 324. A ferramenta de manipulação inteligente 510 abaixa então a coluna de riser 550 para assentar o flange superior no anel de assentamento do conjunto de aranha 102. As etapas desse método de deposição podem ser repetidas até que toda a coluna de riser 550 tenha sido depositada e assentada na cabeça de poço submarino.

[00148] O procedimento para puxar a coluna de riser 550 ao usar a ferramenta de manipulação inteligente 510 é similar ao procedimento para depositar a coluna de riser 550, mas no inverso. Outra vez, esse procedimento pode ser aplicado a qualquer tipo desejável de recursos de equipamento (por exemplo, riser, revestimento, BOP, tubulação de perfuração, ou outros ainda) que são puxados através de uma ferramenta de manipulação inteligente 510. Durante o procedimento de extração, a ferramenta de manipulação inteligente 510 começa ao coletar a coluna de riser 550. O conjunto de aranha 102 pode se abrir para permitir que a ferramenta de manipulação inteligente 510 levante a coluna de riser 550, e a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode pesar a coluna de riser 550 através dos medidores de tensão 538 e comunicar os dados ao banco de dados do MLMS 324.

[00149] O conjunto de aranha 102 pode se fechar em torno do flange superior da segunda junção de riser a partir do topo da coluna de riser 550, e a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode assentar a coluna de riser 550 no anel da aterragem do conjunto de aranha 102. O conjunto de aranha 102 destrava então a junção superior de riser 354 do restante da coluna de riser 550. O conjunto de aranha 102 pode gravar a quantidade de força requerida para destravar a junção 354 através de um ou mais sensores dispostos no conjunto de aranha 102, e comunica a medição da força ao MLMS 324. A ferramenta de manipulação inteligente 510 levanta a junção de riser 354 desconectada afastada do restante da coluna de riser 550, pausa para pesar a junção de riser individual 354, e entrega então a junção de riser 354 na área de armazenamento. A identificação e a medição do peso para a junção de riser 354 são comunicadas ao banco de dados no MLMS 324 para manter o registro. O processo de extração pode ser repetido até que todas as junções de riser 354 da coluna de riser 550 estejam desconectadas e recuperadas na superfície.

[00150] Nos exemplos do conjunto de riser fornecidos acima, a ferramenta de manipulação inteligente 510 pode utilizar os sensores 512 para detectar determinadas propriedades do conjunto de riser 310 por todas as operações de deposição e extração. Por exemplo, os dados detectados dos sensores 512 podem incluir a identificação de cada junção de riser 354 lida através de um leitor eletrônico de identificação na ferramenta de manipulação inteligente 510. Os dados também podem incluir os dados do calibre de tensão indicativos do peso da junção de riser individual 354 que é presa pela ferramenta de manipulação inteligente 510. Além disso, os dados podem incluir os dados do calibre de tensão indicativos do peso da coluna de riser 550 enquanto a coluna de riser 550 está sendo montada ou desmontada.

[00151] Além disso, os dados podem incluir os dados indicativos do teste de linha auxiliar executado pela ferramenta de manipulação inteligente 510 para assegurar um conjunto livre de vazamento das linhas auxiliares 430 conectado através do conjunto de riser 310. Por exemplo, os sensores de pressão na ferramenta de manipulação inteligente 510 podem medir uma pressão de teste das linhas auxiliares da coluna de riser e comunicar os resultados do teste ao MLMS 324. O teste de pressão pode ser realizado em uma junção de riser individual 354 antes de conectar a junção de riser 354 à coluna de riser, ou antes de mover a junção de riser 354 para o equipamento para assentar a junção. Um segundo teste de pressão também pode ser realizado depois que a junção de riser 354 foi conectada à coluna de riser 550 para fornecer os resultados de teste da pressão para toda a coluna de riser 550. O teste da coluna de riser pode ser realizado múltiplas vezes por toda a deposição da coluna de riser 550, e um teste final das linhas auxiliares 430 pode ser realizado para verificar se todo o conjunto de riser 310 foi testado e se a coluna de riser está disponível para operações de perfuração submarina.

[00152] Por conseguinte, determinadas modalidades da presente invenção permitem sistemas e métodos de acoplamento de seção de riser sem usar as mãos. Determinadas modalidades permitem o envolvimento mínimo e remoto do operador. Em consequência disto, determinadas modalidades provêm melhorias na segurança em parte ao eliminar ou reduzir de maneira significativa a participação direta do operador que deve de outro modo expor um operador aos riscos de ferimentos, fadiga e potencial aumentado para o erro humano. Além disso, determinadas modalidades permitem uma maior velocidade e eficiência no processo de acoplamento de seção de riser. Determinadas modalidades permitem componentes de acoplamento mais leves, por exemplo, ao eliminar ou reduzir de maneira significativa a necessidade de parafusos e flanges pesados. Isso pode economizar o uso de material e aumentar a velocidade e a eficiência do processo de acoplamento de seção de riser.

[00153] Portanto, a presente invenção é bem adaptada para atingir as finalidades e as vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes neste caso. As modalidades particulares divulgadas acima são apenas ilustrativas, uma vez que a presente invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes mas equivalentes aparentes aos elementos versados na técnica que têm o benefício dos ensinamentos no presente documento. Muito embora as figuras ilustrem modalidades da presente invenção em uma orientação particular, deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que as modalidades da presente invenção são bem adequadas para o uso em uma variedade de orientações. Por conseguinte, deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que o uso de termos direcionais tais como acima, abaixo, inferior, superior, para cima, para baixo, e outros ainda, é empregado com relação às modalidades ilustrativas tal como ilustrado nas figuras, em que a direção para cima é para o topo da figura correspondente e a direção para baixo é para a base da figura correspondente.

[00154] Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes da construção ou desenho mostrados no presente documento, com exceção do que está descrito nas reivindicações a seguir. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e que todas tais variações são consideradas como dentro do escopo e espírito da presente invenção. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado comum pleno, a menos que esteja definido explícita e claramente de alguma outra maneira pelo titular da patente. Os artigos indefinidos "um" ou "uma", tal como usado nas reivindicações, são definidos no presente documento para significar um ou mais de um elemento que o artigo particular introduz; e o uso subsequente do artigo definitivo "o/a" não se presta a negar esse significado.

Claims

1. Sistema (312) compreendendo: um conjunto de riser (310) que compreende uma pluralidade de componentes de riser, em que o conjunto de riser (310) compreende um furo interno (320) que segue através da pluralidade de componentes de riser; pelo menos um sensor (314, 318) disposto no conjunto de riser (310), em que pelo menos um sensor (314, 318) compreende um sensor externo (314) disposto em uma superfície externa (316) do conjunto de riser (310), um sensor interno (318) disposto ao longo do furo interno (320) do conjunto de riser (310), ou ambos; e um sistema de comunicação (322) acoplado a pelo menos um sensor (314, 318) para comunicar os sinais de pelo menos um sensor (314, 318) a um sistema de monitoramento do operador (324) em um superfície de um poço, caracterizado pelo fato de que o sistema de comunicação (322), compreende: um processador (410) acoplado de maneira comunicativa a pelo menos um sensor (314, 318); uma memória (412) acoplada ao processador (410); uma primeira interface de comunicação (416) para comunicar sinais do pelo menos um sensor (314, 318) diretamente para o sistema de monitoramento de operador (324); uma segunda interface de comunicação (418) para comunicar dados armazenados na memória (412) para um veículo operado remotamente, ROV, (422); e uma fonte de alimentação de reserva (414) acoplada ao processador (410), à memória (412), e a primeira e segunda interfaces de comunicação (416, 418) para fornecer energia para operar ao sistema de comunicação (322), em que o processador (410), a memória (412), a primeira e segunda interfaces de comunicação (416, 418), e a fonte de alimentação (414) de reserva são dispostos no conjunto de riser (310); em que o pelo menos um sensor (314, 318) compreende um sensor interno (318) disposto em um conector BOP (350) do conjunto de riser (310) para detectar ferramentas de fundo de poço (390) que são implantadas através do furo interno (320) de um BOP (349) acoplado ao conector BOP (350).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de componentes de riser (310) compreende pelo menos um componente selecionado do grupo que consiste em: um conector de controlador preventivo de erupção (BOP) (350), uma junção de extensão de riser (353), uma junção flutuante de riser (354), uma junção desencapada (356) de riser, uma junção telescópica (358), um anel de tensão (360), um anel de terminação (362) e um conjunto desviador (364).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de comunicação (322) compreende um transmissor sem fio, um cabo elétrico, um cabo de fibra óptica, um transdutor acústico, um dispositivo de comunicação de campo próximo ou uma combinação dos mesmos.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira interface de comunicação (416) compreende uma interface de comunicação bidirecional.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor (314, 318) compreende um sensor selecionado do grupo que consiste em: um sensor de temperatura, um sensor de pressão, uma célula de carga, um medidor de tensão, um medidor de fluxo, um dispositivo de teste da corrosão, um leitor eletrônico de identificação, um sensor de proximidade e uma fibra óptica.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o ROV (422), em que o ROV (422) compreende circuitos para recuperar os dados armazenados da memória (412) e para carregar a fonte de alimentação de reserva (414) quando o ROV (422) é disposto próximo ao sistema de comunicação (322) no poço.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ferramenta de fundo de poço (390) disposta dentro do furo interno (320) do conjunto de riser (310), em que a ferramenta de fundo de poço (390) compreende um atuador (420) que está comunicativamente acoplado ao processador (410) de modo que o processador (410) emita um sinal de controle para o atuador (420).

8. Método compreendendo: a detecção de uma ou mais propriedades através de pelo menos um sensor (314, 318) disposto em um conjunto de riser (310), em que o pelo menos um sensor (314, 318) compreende um sensor externo (314) disposto em uma superfície externa (316) de um conjunto de riser (310), um sensor interno (318) disposto ao longo de um furo interno (320) através do conjunto de riser (310), ou ambos; caracterizado por a detecção de uma ou mais propriedades compreender a detecção de um movimento de uma ferramenta de fundo de poço (390) através do furo interno (320) do conjunto de riser (310) através de pelo menos um sensor (314, 318); comunicar os sinais indicativos das propriedades detectadas a partir de pelo menos um sensor (314, 318) a um sistema de monitoramento de operador (324) através de um sistema de comunicação (322) disposto no conjunto de riser (310); avaliar os sinais no sistema de monitoramento do operador (324) para determinar um status de operação do conjunto de riser (310) e para monitorar viagens de ferramentas de fundo de poço implantadas através do furo interno (320) do conjunto de riser (310); armazenar dados indicativos das propriedades detectadas em uma memória (412) disposta no conjunto de riser (310); e transmitir os dados da memória (412) para o sistema de monitoramento de operador (324) depois de puxar o conjunto de riser (310) para a superfície.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que uma ou mais propriedades detectadas pelo pelo menos um sensor (314, 318,) compreendem as propriedades selecionadas do grupo que consiste em: uma pressão, uma temperatura, uma vazão, uma solicitação, uma tensão, um peso, uma orientação, uma proximidade e a corrosão.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende a transmissão de um sinal de controle do sistema de monitoramento do operador (324) através do sistema de comunicação (322) para ativar um componente na ferramenta de fundo de poço (390).

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende a comunicação dos sinais indicativos das propriedades detectadas ao sistema de monitoramento do operador (324) em tempo real ou quase em tempo real.

12. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende a transmissão dos dados da memória (412) a um veículo operado remotamente (ROV) (422), mover o ROV (422) para uma superfície de poço próxima ao sistema de monitoramento de operador (324), e a recuperação dos dados ao sistema de monitoramento do operador (324), a partir do ROV (422).

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que também compreende o carregamento de uma fonte de alimentação de reserva (414) disposta no conjunto de riser (310) através do ROV (422), e a energização, através da fonte de alimentação de reserva (414), de um processador (410) e uma memória (412) disposta no conjunto de riser (310) para armazenar remotamente os dados indicativos das propriedades detectadas.

14. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende: a identificação de um componente do conjunto de riser (310); a avaliação dos sinais do pelo menos um sensor (314, 318) para determinar um status operacional do componente; e o armazenamento do status operacional do componente com uma identificação do componente em um banco de dados.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que também compreende a manutenção dos dados históricos que refletem o status operacional em relação ao tempo de componentes múltiplos do conjunto de riser (310) no banco de dados (496).

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que também compreende a determinação de uma programação de manutenção para o conjunto de riser (310) com base nos dados históricos no banco de dados (496).