BR112013029903B1

BR112013029903B1 - método e aparelho para fornecimento de líquidos para paralisação e desincrustação em um poço submarino

Info

Publication number: BR112013029903B1
Application number: BR112013029903-7A
Authority: BR
Inventors: Torfinn Borsheim
Original assignee: Subsea Solutions As
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2021-01-19
Also published as: MX344939B; EP2715046A1; US20140131048A1; CN103597167B; AU2012259524A1; WO2012161585A1; EP2715046A4; MX2013013599A; NO332486B1; DK2715046T3; BR112013029903A2; NO20110765A1; US9062515B2; AU2012259524B2; CN103597167A; EP2715046B1

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA FORNECIMENTO DE LÍQUIDOS PARA PARALISAÇÃO E DESINCRUSTAÇÃO EM UM POÇO SUBMARINO. A presente invenção refere-se a método e aparelho para o fornecimento de líquidos para o tratamento contra incrustações e paralisação de um poço submarino (1), em que o poço submarino (1) é dotado de uma árvore (10) que tem uma válvula de pistoneio (29) e um acoplamento para uma tampa de árvore (30), e em que o método compreende: - dispor um módulo de atualização (32) sobre a árvore (10) após a tampa da árvore (30) ter sido removida, o módulo de atualização (32) compreende uma unidade de controle elétrica (44) e uma tampa de árvore (38), que através de um conduto intermediário (40) é acoplada a uma válvula de topo (42) na porção superior do módulo de atualização (32), - acoplar uma coluna de acoplamento (66) que compreende pelo menos duas válvulas de coluna (70) e um acoplamento de desprendimento rápido (74) à válvula de topo (42), a coluna de acoplamento (66) se comunicando com uma embarcação através de uma conexão de mangueira (68); - acoplar a unidade de controle (44) à embarcação através de um cabo de sinal (76) que passa dentro ou próximo da conexão da mangueira (68), em seguida a árvore (10) e o módulo de atualização (32) são controlados através do cabo de sinal (76); - abrir a válvula (...).

Description

[0001] A invenção refere-se a um método para o fornecimento de líquido para o tratamento de incrustações e paralisação em um poço submarino. Mais particularmente refere-se a um método para o fornecimento de líquidos para o tratamento de incrustações e paralisação em um poço submarino, em que o poço submarino é dotado de uma árvore que tem uma válvula de pistoneio e um acoplamento para uma tampa de árvore. A invenção também se refere a um dispositivo para a prática do método.

[0002] Durante a recuperação de petróleo se mostrou necessário proporcionar líquido para os poços, a fim de tratá-los, isto é, para evitar a formação de, ou remover incrustações. Mostrou-se também necessária a capacidade de proporcionar líquido pesado para o poço para a chamada paralisação.

[0003] De acordo com a técnica anterior, tal trabalho é realizado em poços submarinos pela remoção de uma tampa de árvore de uma árvore montada sobre o poço submarino por meio de uma ferramenta adequada. Em seguida, uma ferramenta chamada de "elimina e desincrusta", que tem uma conexão de mangueira com uma embarcação, é baixada e acoplada à árvore, quando então o bombeamento do líquido para dentro do poço submarino pode ser realizado.

[0004] Esta técnica anterior tem várias desvantagens. Uma desvantagem considerável é que a tampa de árvore tem de ser removida, o que reduz o número de barreiras entre o fluxo do poço e o entorno.

[0005] Caso seja detectado um vazamento nas válvulas de um poço submarino, tal como uma válvula de segurança de fundo de poço, pode ser que a única barreira seja a válvula de pistoneio da árvore e a tampa de árvore. Então, por razões de segurança, a tampa da árvore não pode ser removida.

[0006] A única possibilidade é, então, proporcionar líquido pesado através das tubulações de produção, o que implica que os poços vizinhos também têm de ser fechados.

[0007] O documento US2003/0136927 descreve um acoplamento para o tratamento de incrustações e paralisação, onde o acoplamento é dotado de uma válvula corrediça balanceada por pressão, a fim de evitar potencialmente grandes forças que possam ocorrer em tais acoplamentos.

[0008] A invenção tem como objetivo remediar ou reduzir pelo menos uma das desvantagens da técnica anterior.

[0009] De acordo com a invenção o objetivo é atingido através das características que são especificadas na descrição abaixo e nas reivin-dicações seguintes.

[00010] Um método é proporcionado para o fornecimento de líquidos para o tratamento de incrustações e paralisação em um poço submarino em que o poço submarino é dotado de uma árvore que tem uma válvula de pistoneio e um acoplamento para uma tampa de árvore, e em que o método compreende: - dispor um módulo de atualização na árvore depois da remoção da tampa da árvore, o módulo de atualização compreende uma unidade de controle elétrica e uma tampa de árvore, que através de um conduto intermediário é acoplada a uma válvula de topo na porção superior do módulo de atualização; - acoplar uma coluna de acoplamento compreendendo pelo menos duas válvulas de coluna e um acoplamento de desprendimento rápido à válvula, enquanto a coluna de acoplamento se comunica com uma embarcação através de uma conexão de mangueira; - acoplar a unidade de controle à embarcação por meio de um cabo de sinal que passa dentro da conexão da mangueira ou próximo da mesma, uma vez que posteriormente a cabeça do poço e o módulo de atualização são controlados através do cabo de sinal; - abrir a válvula de pistoneio, a válvula do topo e a válvula da coluna; e - bombear líquido a partir da embarcação através da mangueira, da coluna de acoplamento e do módulo de atualização para baixo no poço submarino.

[00011] O módulo de atualização pode estar colocado na árvore previamente. Ele é utilizado tipicamente para superar deficiências no equipamento existente, e pode compreender também bombas e válvulas hidráulicas de alta pressão, bombas e válvulas hidráulicas de baixa pressão e outros equipamentos úteis, tais como bombas e válvulas químicas.

[00012] Juntamente com a válvula de pistoneio, a válvula de topo constitui duas barreiras. A coluna de acoplamento pode ser acoplada à válvula de topo sem que seja necessário remover primeiramente uma tampa de árvore. A integridade da válvula submarina é assim mantida durante o acoplamento da coluna de acoplamento, mesmo se as outras válvulas da válvula submarina falharem ou vazarem.

[00013] O método pode, mediante a flutuação da embarcação em relação ao poço submarino, compreender: - terminar o bombeamento do líquido no sentido descendente; - fechar a válvula de pistoneio, a válvula de topo e as válvulas de coluna; - desacoplar o cabo de sinal da unidade de controle; e - desacoplar a coluna de acoplamento do módulo de atualização no acoplamento de desprendimento rápido.

[00014] A coluna de acoplamento pode então temporariamente de uma forma rápida ser desacoplada do módulo de atualização.

[00015] Na operação completa o método compreende tipicamente: - terminar o bombeamento do líquido no sentido descendente; - fechar a válvula de pistoneio, a válvula de topo e as válvulas de coluna; - desacoplar o cabo de sinal da unidade de controle; e - desacoplar as colunas de acoplamento do módulo de atualização na válvula de topo.

[00016] A válvula de topo é bem adequada à montagem combinação de uma tampa e um engate de levantamento quando ela está fechada.

[00017] O método pode ser executado por meio de um aparelho para o fornecimento de líquidos para o tratamento das incrustações e paralisação de um poço submarino em que o poço é proporcionado com uma árvore de válvula que tem uma válvula de pistoneio e um acoplamento para uma tampa de árvore e, onde o aparelho é caracterizado pelo fato de que um módulo de atualização está disposto na árvore, o módulo de atualização compreende uma unidade de controle elétrica e uma tampa de árvore, que através de um conduto intermediário é acoplada a uma válvula de topo na porção superior do módulo de atualização, e onde uma coluna de acoplamento compreendendo pelo menos duas válvulas de coluna e um acoplamento de desprendimento rápido pode ser acoplada à válvula de topo, e onde a coluna de acoplamento é acoplada de forma comunicativa a uma embarcação através de uma conexão de mangueira, e onde a unidade de controle pode ser acoplada à embarcação através de um cabo de sinal que passa dentro da conexão de mangueira ou próximo da mesma, depois do acoplamento a cabeça do poço e o módulo de atualização podem ser controlados através do cabo de sinal.

[00018] O acoplamento de rápido desprendimento pode compreender uma porção de desprendimento, que pode ser acoplada à válvula de topo, o acoplamento de desprendimento é disposto para ser capaz de se desprender em ocasiões imprevistas.

[00019] A bomba de alta pressão e os componentes correspondentes podem ser substituídos por uma coluna de ascensão de pressão que, por exemplo, é abastecida com fluido de um sistema de baixa pressão.

[00020] Pelo menos uma das válvulas de coluna pode ser uma válvula de retenção, uma válvula controlada hidraulicamente ou uma válvula operável por ROV (ROV: veículo operável remotamente).

[00021] Além disso, isto se aplica a válvulas em geral. Alguns operadores preferem válvulas operáveis por ROV, enquanto outros preferem válvulas operadas por acionadores onde, por exemplo, o sistema hidráulico é utilizado.

[00022] Assim, o método e o aparelho de acordo com a invenção, solucionam alguns pontos fracos relativamente graves de poços submarinos operados de acordo com a técnica anterior.

[00023] Em seguida, um exemplo de um método e modalidade preferidos é descrito, o que é visualizado nos desenhos anexos, onde:

[00024] A Figura 1 ilustra de forma esquemática um poço submarino com árvore de acordo com a técnica anterior;

[00025] A Figura 2 ilustra de forma esquemática um módulo de atualização de acordo com a invenção, em que o módulo de atualização está localizado na árvore e em que uma coluna de acoplamento está pronta para ser montada no módulo de atualização;

[00026] A Figura 3 ilustra de forma esquemática o módulo de atualização na Figura 2 quando a coluna de acoplamento está acoplada ao módulo de atualização; e

[00027] A Figura 4 ilustra de forma esquemática uma coluna de acoplamento temporariamente desacoplada do módulo de atualização.

[00028] Nos desenhos o numeral de referência 1 indica um poço submarino com um exterior tubular 2, por exemplo, formado por um revestimento, e uma tubulação de produção 4, onde um anel 6 é formado entre o exterior tubular 2 e a tubulação de produção 4.

[00029] A tubulação de produção 4 é suspensa a partir de uma parte superior da tubulação de produção 8, e uma árvore 10 é disposta na parte superior da tubulação de produção 8.

[00030] A árvore 10 é dotada de um conjunto de válvula de alta pressão hidráulica 12, um conjunto de válvula hidráulica de baixa pressão 14 e um conjunto de válvula química 16.

[00031] Os vários conjuntos de válvulas 12, 14, 16 são controlados a partir de um módulo de controle 18 localizado sobre, ou na árvore 10 através das linhas de controle 20. Os conjuntos de válvulas 12, 14, 16 e o módulo de controle 18 são formados frequentemente por uma montagem que nas figuras é indicada por meio de um retângulo tracejado.

[00032] Os conjuntos de válvulas 12, 14, 16 são supridos com líquido de uma maneira conhecida por si através de um cabo umbilical 22 que se desloca para uma instalação não-ilustrada na superfície, e que também fornece ao módulo de controle 18 energia eléctrica e sinais de controle, e uma válvula química 24 com produtos químicos.

[00033] O conjunto de válvula hidráulica de alta pressão 12 é acoplado a uma válvula de segurança de fundo de poço 26 através de um conduto de válvula de segurança 28. O conjunto da válvula hidráulica de baixa pressão 14 é acoplado a outras válvulas não- ilustradas e acionadores da árvore 10.

[00034] Uma válvula de pistoneio 29 é controlada em uma forma conhecida em si através das válvulas operáveis por ROV.

[00035] A árvore 10 é dotada de uma tampa de árvore 30 e compreende ainda um grande número de componentes não-ilustrados conhecidos pelos especialistas na técnica.

[00036] É feita agora referência à Figura 2. Um módulo de atualização 32 é disposto sobre a árvore 10 por meio de guias 34, que se encaixam em postes-guia 36 do poço 1. O módulo de atualização 32 é dotado de uma tampa de árvore embutida 38 que se encaixa de forma complementar na árvore 10 e que tem as mesmas funções que a tampa de árvore 30, mas que além disso é proporcionada com um conduto intermediário 40 com uma válvula de topo 42 para líquidos que são utilizados para remover as incrustações e para paralisação. A válvula de topo 42 pode ser controlável por ROV, mas na Figura 2 é ilustrada como uma válvula acionada hidráulicamente.

[00037] O módulo de atualização 32 é dotado de uma unidade de controle 44, a unidade de controle 44 é acoplada diretamente ou através do módulo de controle 18 à instalação não ilustrada na superfície através do cabo umbilical 22. A unidade de controle 44 controla os vários conjuntos de válvulas 12, 14, 16 através das linhas de controle 46.

[00038] O módulo de atualização 32 nesta modalidade ilustrada é dotado de um segundo conjunto de válvulas hidráulicas de alta pressão 48 controlado pela unidade de controle 44 através da linha de controle 46. O conjunto de válvulas hidráulicas de alta pressão 12 não está acoplado.

[00039] Uma bomba de alta pressão 50 está localizada no módulo de atualização 32 e é proporcionada com um líquido hidráulico com pressão reduzida, através do cabo umbilical 22. A bomba de alta pressão 50 é acoplada ao segundo conjunto de válvulas hidráulicas de alta pressão 48 através de um conduto de alta pressão 52. Um reservatório 54 é acoplado ao lado de entrada da bomba de alta pressão 50, enquanto que um acumulador 56 é acoplado ao lado de saída da bomba de alta pressão 50. A bomba de alta pressão 50 é controlada pela unidade de controle 44 através de um cabo de controle 58.

[00040] A válvula de pistoneio 29 é controlada hidraulicamente pelas válvulas operáveis por ROV 31. A Figura 4 ilustra que ela é controlada a partir do conjunto de válvulas hidráulicas de alta pressão 48, mas dependendo do tipo de válvula pode ser controlada também por um conjunto de válvulas hidráulicas de baixa pressão. A válvula de pistoneio é drenada para o reservatório 54 através da válvula ROV 31. Um sensor de pressão 59 está acoplado ao conduto intermediário 40 e envia sinais de medição à unidade de controle 44. O sensor de pressão 59 é particularmente útil para se verificar se as válvulas subjacentes, por exemplo, a válvula de pistoneio 29, vazam.

[00041] Válvulas necessárias em si que não são necessárias para explicar a invenção não estão ilustradas, uma vez que um especialista na técnica conhecerá a sua finalidade e função.

[00042] O módulo de atualização 32 compreende nesta modalidade preferida também um impulsor 60, uma fonte de luz 62 e uma câmera 64.

[00043] Uma coluna de acoplamento tubular 66 está ligada a uma embarcação não-ilustrada por meio de uma conexão de mangueira 68. A coluna de acoplamento 66 é, devido a razões de segurança, dotada de duas válvulas de colunas 70, formadas aqui por válvulas de retenção que permitem o fluxo direcionado da embarcação ao poço submarino 1.

[00044] Em um nível, em funcionamento, abaixo das válvulas de coluna 70 a coluna de acoplamento é dotada de um acoplamento de desprendimento rápido 72. O acoplamento de desprendimento rápido 72, de um desenho por si conhecido, compreende uma porção de desprendimento inferior 74 que se encaixa de forma complementar na válvula de topo 42.

[00045] Um cabo de sinal 76 que pode ser acoplado à unidade de controle 44 passa a partir da embarcação não ilustrada, dentro ou próximo da conexão de mangueira 68 e vai para a coluna de acoplamento 66.

[00046] Quando o módulo de atualização 32 deve ser instalado, a tampa de árvore original 30 é removida por meio de ferramentas adequadas não ilustradas. O módulo de atualização 32 é baixado até a árvore 10, e a partir daí o módulo de atualização 32 controlado à distância por meio do propulsor 60, a fonte de luz 62 e a câmara 64, são posicionados de tal maneira que as guias 34 correspondem aos postes-guia 36. Alternativamente, um minissubmarino pode ser utilizado para a operação de posicionamento.

[00047] Após o módulo de atualização 32 ter sido depositado na árvore 10, a tampa de árvore 38 é acoplada à árvore 10. Nesta modalidade ilustrada, incluindo uma bomba de alta pressão 50, o suprimento para a bomba de alta pressão 50 é acoplado ao conduto de alta pressão do cabo umbilical 22, e a saída da bomba de alta pressão 50 é acoplada ao outro conjunto de válvulas hidráulicas de alta pressão 48. A energia elétrica e os cabos de controle do cabo umbilical 22 são acoplados à unidade de controle 44, e linhas de controle 46 entre a unidade de controle 44 e as válvulas nos conjuntos de válvulas hidráulicas 14, 16, 48 que ainda não estiverem conectadas, são conectadas.

[00048] A unidade de controle 44 assumiu assim, durante a operação, pelo menos as funções de controle do módulo de controle 18, enquanto o conduto de alta pressão do cabo umbilical 22 pode funcionar a uma pressão consideravelmente reduzida.

[00049] Quando existe uma necessidade para o tratamento de incrustações ou para paralisar o poço 1, a coluna de acoplamento 66 é abaixada em direção ao módulo de atualização 32, ver Figura 2. A porção de desprendimento 74, então, é acoplada a uma válvula de topo 42 e o cabo de sinal 76 é acoplado à unidade de controle 44, o que modifica então o modo operacional do modo de produção em que a unidade de controle 44 é controlada por meio do cabo umbilical 22 da instalação não ilustrada sobre a superfície, para o chamado modo de "paralisar e desincrustar" em que a unidade de controle 44 é controlada a partir da embarcação não ilustrada.

[00050] A árvore 10 e o módulo de atualização 32 são controlados agora pela embarcação não ilustrada, e o líquido pode ser bombeado a partir da embarcação não ilustrada e para baixo para o interior do poço submarino 1 após a válvula de pistoneio 29, a válvula de topo 42 e as válvulas de coluna 70 terem sido abertas.

[00051] Se a embarcação não ilustrada se afastar do poço submarino 1 e o cabo de sinal 76 estiver rasgado ou desacoplado da unidade de controle 44, o fechamento da válvula de segurança de fundo de poço 26, da válvula de pistoneio 29, da válvula de topo 42 e das válvulas de coluna 70 é iniciado. O acoplamento de desprendimento rápido 72 é liberado, ver Figura 4.

[00052] Quando as condições estiverem normalizadas, a coluna de acoplamento 66 é reacoplada à porção de desprendimento 74, o cabo de sinal 76 é reacoplado ‘à unidade de controle 44, e o trabalho é retomado.

[00053] Quando o trabalho for executado, a coluna de acoplamento 66 é desacoplada do módulo de atualização 32 na ordem inversa do primeiro acoplamento. A unidade de controle 44 assume então novamente o modo de produção.

Claims

1. Método para o fornecimento de líquidos para tratamento de incrustação e paralisação em um poço submarino (1), o poço submarino (1) é dotado de uma árvore (10), que tem uma válvula de pistoneio (29) e um acoplamento para uma tampa de árvore (30), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende: - dispor um módulo de atualização (32) na árvore (10), o módulo de atualização (32) compreende uma tampa de árvore (38), a qual por um conduto intermediário (40) é acoplada a uma válvula de topo (42) na porção superior do módulo de atualização (32), - acoplar uma coluna de acoplamento (66) que compreende pelo menos duas válvulas de coluna (70) e um acoplamento de desprendimento rápido (74) à válvula de topo (42), a coluna de acoplamento (66) se comunica com uma embarcação através de uma conexão de mangueira (68); - controlar pelo menos o módulo de atualização (32) ou a árvore (10) a partir da embarcação; - abrir a válvula de pistoneio (29), a válvula de topo (42), e as válvulas da coluna (70); e - bombear líquido a partir da embarcação através da conexão de mangueira (68), da coluna de acoplamento (66) e do módulo de atualização (32) para baixo no interior do poço submarino (1).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda dispor um módulo de atualização (32) sobre a árvore (10) após uma tampa de árvore existente (30) ter sido removida.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda proporcionar para um módulo de atualização (32) uma unidade de controle elétrica (44), e acoplar a unidade de controle (44) à embarcação por meio de um cabo de sinal (76) que passa dentro ou próximo da conexão de mangueira (68), pelo menos a árvore (10) ou o módulo de atualização (32) sendo controlado subsequentemente por meio do cabo de sinal (76).

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda, mediante a flutuação da embarcação em relação ao poço submarino: - terminar o bombeamento descendente do líquido ; - fechar a válvula de pistoneio (29), a válvula de topo (42) e as válvulas de coluna (70); - desacoplar o cabo de sinal (76) da unidade de controle (44); e - desacoplar a coluna de acoplamento (66) do módulo de atualização (32) no acoplamento de desprendimento rápido (72).

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda: - terminar o bombeamento descendente do líquido ; - fechar a válvula de pistoneio (29), a válvula de topo (42) e as válvulas de coluna (70); - desacoplar o cabo de sinal (76) da unidade de controle (44); e - desacoplar a coluna de acoplamento (66) do módulo de atualização (32) na válvula de topo (42).

6. Aparelho para o fornecimento de líquidos para o tratamento de incrustação e paralisação em um poço submarino (1), o poço submarino (1) sendo dotado de uma árvore (10) que tem uma válvula de pistoneio (29) e um acoplamento para uma tampa de árvore (30), caracterizado pelo fato de que um módulo de atualização (32) está disposto sobre a árvore (10), o módulo de atualização (32) compreende uma tampa de árvore (38), a qual através de um conduto intermediário (40) é acoplada a uma vávula de topo (42) na porção superior do módulo de atualização (32), e em que uma coluna de acoplamento (66) que compreende pelo menos duas válvulas de coluna (70) e um acoplamento de desprendimento rápido (72) pode ser acoplada à válvula de topo (42), e onde a coluna de acoplamento (66) é acoplada comunicativamente a uma embarcação através de uma conexão de mangueira (68), após o acoplamento pelo menos a árvore (10) ou o módulo de atualização (32) pode ser controlada (o).

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o módulo de atualização (32) compreende uma unidade de controle elétrica (44) e onde a unidade de controle (44) pode ser acoplada à embarcação através de um cabo de sinal (76) que passa dentro ou próximo da conexão de mangueira (68), e após o acoplamento pelo menos a árvore (10) ou o módulo de atualização (32) pode ser controlada (o) através do cabo de sinal (76).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o acoplamento de desprendimento rápido (72) compreende uma porção de desprendimento (74), que pode ser acoplada à válvula de topo (42), o acoplamento de desprendimento (72) sendo disposto para ser capaz de se desprender em ocasiões imprevistas.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das válvulas de coluna (70) é uma válvula de retenção.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das válvulas de coluna (70) é uma válvula controlada hidraulicamente.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das válvulas de coluna (70) é uma válvula operada por ROV.