BR102018068201B1

BR102018068201B1 - GRAVITY PILE FOR ANCHORING COATINGS TO THE SEA BED

Info

Publication number: BR102018068201B1
Application number: BR102018068201-6A
Authority: BR
Inventors: Jean Cutrim Lopes
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2023-07-18

Abstract

ESTACA GRAVITACIONAL PARA ANCORAGEM DE REVESTIMENTOS NO LEITO MARINHO? A presente invenção está relacionada a uma estaca gravitacional, também conhecida como estaca torpedo, utilizada para a ancoragem de embarcações e plataformas offshore. Nesse cenário, a presente invenção provê uma estaca gravitacional (10) para ancoragem de revestimentos no leito marinho, compreendendo um corpo principal alongado (20) e uma pluralidade de aletas radiais (30) que se projetam para fora do corpo principal alongado (20), as aletas radiais (30) sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado (20). As aletas radiais (30) aumentam a resistência de carga da estaca gravitacional (10) devido ao empuxo promovido pela pressão diferencial nas suas superfícies superior e inferior.GRAVITY PILE FOR ANCHORING CLADDINGS TO THE SEA BED? The present invention relates to a gravity pile, also known as a torpedo pile, used for anchoring vessels and offshore platforms. In this scenario, the present invention provides a gravity pile (10) for anchoring coatings to the seabed, comprising an elongated main body (20) and a plurality of radial fins (30) projecting outward from the elongated main body (20). , the radial fins (30) being distributed along the length of the elongated main body (20). The radial fins (30) increase the load resistance of the gravity pile (10) due to the thrust promoted by the differential pressure on its upper and lower surfaces.

Description

FIELD OF INVENTION

[0001] A presente invenção está relacionada a equipamentos para ancoragem de revestimentos utilizados na construção de poços em ambiente submarino.[0001] The present invention is related to equipment for anchoring casings used in the construction of wells in a submarine environment.

BASICS OF THE INVENTION

[0002] Durante o processo de ancoragem de plataformas offshore de petróleo é comumente utilizado um dispositivo conhecido por âncora gravitacional ou estaca torpedo. Tal dispositivo é lançado a uma determinada altura do solo marinho de modo a ganhar velocidade durante sua descida, devido à ação gravitacional, até atingir o solo marinho.[0002] During the anchoring process of offshore oil platforms, a device known as a gravity anchor or torpedo pile is commonly used. Such a device is launched at a certain height above the sea floor in order to gain speed during its descent, due to gravitational action, until it reaches the sea floor.

[0003] Assim, a âncora gravitacional atinge o solo com velocidade elevada, fazendo com que a mesma proporcione um bom aterramento no solo marinho e, consequentemente, tenha uma boa capacidade de carga. Esse é um conceito de ancoragem de baixo custo, de simples fabricação e instalação.[0003] Thus, the gravity anchor reaches the ground at high speed, making it provide good grounding on the sea floor and, consequently, have a good load capacity. This is a low-cost anchoring concept that is simple to manufacture and install.

[0004] O documento BR102015029208, por exemplo, revela uma âncora gravitacional para ancoragem offshore de embarcações e plataformas navais, dotada de um corpo principal com um eixo de revolução longitudinal. A estaca torpedo do referido documento ainda compreende um meio de estabilização dotado de um meio de acionamento automático.[0004] Document BR102015029208, for example, discloses a gravity anchor for offshore anchoring of vessels and naval platforms, provided with a main body with a longitudinal axis of revolution. The torpedo pile of said document further comprises a stabilization means provided with an automatic activation means.

[0005] Usando o mesmo princípio de instalação da âncora gravitacional, as bases torpedo convencionais, tal como a descrita no documento BR102015029208, possuem o problema de sustentar a carga de revestimentos que nelas se apoiam, limitando a sua aplicação.[0005] Using the same installation principle as the gravity anchor, conventional torpedo bases, such as the one described in document BR102015029208, have the problem of supporting the load of coatings that rest on them, limiting their application.

[0006] Devido a limitações de transporte e de fabricação, uma base torpedo típica normalmente não deve ultrapassar o comprimento de 21 metros. Essa restrição limita muito o aumento da capacidade de suporte do peso dos próximos revestimentos a serem apoiados no alojador de baixa pressão, presente na base torpedo. No Pré-Sal, por exemplo, um revestimento condutor - que seria uma alternativa à base torpedo - possui um comprimento típico de 84 metros, a fim de comportar a carga necessária para suportar o peso dos próximos revestimentos a serem instalados. Dessa forma, o revestimento condutor consegue suportar cargas muito elevadas quando comparado com as bases torpedo.[0006] Due to transportation and manufacturing limitations, a typical torpedo base should normally not exceed 21 meters in length. This restriction greatly limits the increase in the weight-bearing capacity of the next coatings to be supported in the low-pressure housing, present in the torpedo base. In the Pre-Salt, for example, a conductive coating - which would be an alternative to the torpedo base - has a typical length of 84 meters, in order to carry the load necessary to support the weight of the next coatings to be installed. In this way, the conductive coating can withstand very high loads when compared to torpedo bases.

[0007] Atualmente, este problema de limitação de carga das bases torpedo é contornado pela substituição da mesma pela instalação de tubos de revestimentos condutores de 30" ou de 36". A instalação de condutores é realizada através de sondas marítimas de perfuração, que é, no entanto, um recurso caro e com tempo de execução relativamente demorado.[0007] Currently, this problem of limiting the load of torpedo bases is overcome by replacing it with the installation of 30" or 36" conductive coating tubes. The installation of conductors is carried out using marine drilling rigs, which is, however, an expensive resource and has a relatively long execution time.

[0008] Desta forma, no atual estado da técnica ainda há cenários para o desenvolvimento e utilização de soluções que evitem a substituição das bases torpedo, o que irá minimizar enormemente os custos envolvidos na instalação dos condutores de superfície.[0008] Therefore, in the current state of the art there are still scenarios for the development and use of solutions that avoid the replacement of torpedo bases, which will greatly minimize the costs involved in installing surface conductors.

[0009] Como será mais bem detalhado a seguir, a presente invenção visa a solução do problema do estado da técnica acima descrito de forma prática e eficiente.[0009] As will be further detailed below, the present invention aims to solve the prior art problem described above in a practical and efficient way.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0010] A presente invenção tem por objetivo principal prover uma estaca de ancoragem de revestimentos adaptada para suportar um carregamento mais elevado que uma base torpedo convencional. Dessa forma, dispensa-se a necessidade de substituição das mesmas por tubos de revestimentos condutores.[0010] The main objective of the present invention is to provide a casing anchor pile adapted to withstand a higher load than a conventional torpedo base. This eliminates the need to replace them with conductive coating tubes.

[0011] De forma a alcançar o objetivo acima descrito, a presente invenção provê uma estaca gravitacional para ancoragem de revestimentos no leito marinho, compreendendo um corpo principal alongado e uma pluralidade de aletas radiais que se projetam para fora do corpo principal alongado, as aletas radiais sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado.[0011] In order to achieve the objective described above, the present invention provides a gravity pile for anchoring coatings to the seabed, comprising an elongated main body and a plurality of radial fins projecting outward from the elongated main body, the fins radials being distributed along the length of the elongated main body.

BRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

[0012] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência.[0012] The detailed description presented below makes reference to the attached figures and their respective reference numbers.

[0013] A figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática de uma estaca gravitacional compreendendo aletas radiais de acordo com a presente invenção.[0013] Figure 1 illustrates a schematic side view of a gravity pile comprising radial fins in accordance with the present invention.

[0014] A figura 2 ilustra uma vista lateral esquemática detalhada de uma das aletas da estaca gravitacional de acordo com a presente invenção.[0014] Figure 2 illustrates a detailed schematic side view of one of the fins of the gravity pile according to the present invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0015] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.[0015] Preliminarily, it should be noted that the following description will start from a preferred embodiment of the invention. As will be evident to anyone skilled in the art, however, the invention is not limited to this particular embodiment.

[0016] A figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática de uma estaca gravitacional 10 de acordo com a presente invenção. Como pode ser observado, a estaca gravitacional 10 da presente invenção possui um corpo principal alongado 20. Preferencialmente, o corpo principal alongado 20 possui um formato cilíndrico com uma extremidade inferior afilada. A extremidade inferior afilada facilita a penetração da estaca gravitacional 10 no leito marinho.[0016] Figure 1 illustrates a schematic side view of a gravity pile 10 according to the present invention. As can be seen, the gravity pile 10 of the present invention has an elongated main body 20. Preferably, the elongated main body 20 has a cylindrical shape with a tapered lower end. The tapered lower end facilitates penetration of the gravity pile 10 into the seabed.

[0017] Adicionalmente, a estaca gravitacional 10 de acordo com a presente invenção compreende uma pluralidade de aletas radiais 30 que se projetam para fora do corpo principal alongado 20, as aletas radiais 30 sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado 20.[0017] Additionally, the gravity pile 10 according to the present invention comprises a plurality of radial fins 30 projecting outward from the elongated main body 20, the radial fins 30 being distributed along the length of the elongated main body 20.

[0018] As aletas radiais 30 aumentam a capacidade de carga da estaca gravitacional 10 pois o empuxo exercido pela pressão diferencial P2 - P1 entre as paredes superiores e inferiores de cada aleta radial 30 irá gerar uma força resultante para cima, conforme ilustrado na figura 2. Assim, o somatório da força resultante de cada uma das aletas radiais 30 irá aumentar consideravelmente a resistência ao carregamento da estaca gravitacional 10.[0018] The radial fins 30 increase the load capacity of the gravity pile 10 as the thrust exerted by the differential pressure P2 - P1 between the upper and lower walls of each radial fin 30 will generate a resultant upward force, as illustrated in figure 2 Thus, the sum of the force resulting from each of the radial fins 30 will considerably increase the resistance to loading of the gravity pile 10.

[0019] A título de exemplo, para uma estaca gravitacional de 1m de diâmetro dotada de 30 aletas radiais, onde cada aleta possui 3cm de espessura e se projeta 3cm para fora do corpo da âncora, a resistência ao carregamento será aproximadamente 5 vezes maior do que a de uma âncora gravitacional com as mesmas dimensões sem as aletas radiais.[0019] As an example, for a 1m diameter gravity pile equipped with 30 radial fins, where each fin is 3cm thick and projects 3cm out of the anchor body, the loading resistance will be approximately 5 times greater than the than that of a gravity anchor with the same dimensions without radial fins.

[0020] Preferencialmente, as aletas radiais 30 são aletas circulares, ou seja, possuem uma seção transversal em forma de círculo. Vale ressaltar, no entanto, que as aletas radiais 30 podem possuir outros formatos de seção transversal, tal como elíptico, hexagonal, pentagonal, etc. Assim, fica evidente que a presente invenção não está limitada a um formato circular de seção transversal para as aletas radiais 30.[0020] Preferably, the radial fins 30 are circular fins, that is, they have a circular-shaped cross section. It is worth noting, however, that the radial fins 30 can have other cross-sectional shapes, such as elliptical, hexagonal, pentagonal, etc. Thus, it is clear that the present invention is not limited to a circular cross-sectional shape for the radial fins 30.

[0021] Ainda preferencialmente, as aletas radiais 30 compreendem um corpo em formato cilíndrico, com uma seção transversal circular e uma espessura determinada de forma a otimizar ao máximo a força resultante dos diferenciais de pressão de cada aleta.[0021] Still preferably, the radial fins 30 comprise a cylindrical shaped body, with a circular cross-section and a thickness determined in order to maximize the force resulting from the pressure differentials of each fin.

[0022] Opcionalmente, estaca gravitacional 10 da presente invenção vai compreender aletas longitudinais 40 para estabilização do seu movimento de descida até o leito marinho. Preferencialmente, as aletas longitudinais estão posicionadas na porção superior da estaca gravitacional 10.[0022] Optionally, gravity pile 10 of the present invention will comprise longitudinal fins 40 to stabilize its downward movement to the seabed. Preferably, the longitudinal fins are positioned in the upper portion of the gravity pile 10.

[0023] Dessa forma, estaca gravitacional da presente invenção é adaptada para suportar um carregamento mais elevado que uma base torpedo convencional. Assim, dependendo do carregamento a ser suportado, dispensa-se a necessidade de substituição das mesmas por tubos de revestimentos condutores, o que gera uma economia significativa para o projeto de poço como um todo.[0023] In this way, the gravity pile of the present invention is adapted to support a higher load than a conventional torpedo base. Thus, depending on the load to be supported, there is no need to replace them with conductive casing tubes, which generates significant savings for the well project as a whole.

[0024] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.[0024] Numerous variations affecting the scope of protection of this application are permitted. In this way, the fact is reinforced that the present invention is not limited to the particular configurations/embodiments described above.

Claims

1. Gravity pile (10) for anchoring coatings on the seabed, comprising an elongated main body (20), characterized by comprising a plurality of radial fins (30) projecting outwards from the elongated main body (20), the fins radials (30) being distributed along the length of the elongated main body (20).

2. Gravity pile, according to claim 1, characterized in that the radial fins (30) comprise a circular cross section.

3. Gravity pile, according to claim 1 or 2, characterized in that the radial fins (30) comprise a cylindrical shape.

4. Gravity pile, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises longitudinal fins (40).

5. Gravity pile, according to claim 4, characterized in that the longitudinal fins (40) are positioned in the upper portion of the gravity pile (10).

6. Gravity pile, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a tapered lower end.