BR112016004464B1 - Estrutura flutuante - Google Patents

Abstract

ESTRUTURA FLUTUANTE. Trata-se de uma estrutura flutuante tendo um casco, uma quilha plana definindo um diâmetro inferior de casco, uma parte inferior cilíndrica conectada na quilha plana, uma parte inferior de tronco de cone disposta acima da parte inferior cilíndrica com parede inclinada para dentro em um primeiro ângulo, uma parte superior de tronco de cone diretamente conectada na parte inferior de tronco de cone, e a parte superior de tronco de cone com parede inclinada para fora, a parede inclinada para dentro encostando na parede inclinada para fora formando um gargalo de casco com um diâmetro de gargalo de casco. A estrutura flutuante têm um convés principal, uma piscina central, e hélices fixadas na quilha plana, que são operadas por um motor ou um gerador. A estrutura flutuante se conecta sobre um anel de armazenamento flutuante compartimentado.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] As presentes formas de realização, em geral, se referem a uma estrutura flutuante para perfuração, produção, armazenamento e descarga de petróleo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Existe a necessidade de uma estrutura flutuante altamente estável, que seja um vaso flutuante, que possa ser rebocada entre locais de perfuração no mar, ou se mover por sua própria força, e que, adicionalmente, forneça armazenamento para tubulações em câmaras, impedindo que tubulações rolem para o mar.

[0003] Existe a necessidade de um vaso de perfuração, que não aderne facilmente.

[0004] Existe a necessidade adicional de uma maior piscina central em uma vaso de perfuração, para fornecer operações de perfuração mais seguras para o manuseio de equipamentos e pessoal e para fornecer um maior espaço contido para enroscar tubulações e realizar atividade de perfuração submarina no convés.

[0005] As presentes formas de realização atendem a essas necessidades.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] A descrição detalhada será mais bem compreendida em conjunto com os desenhos anexos, como a seguir: a Figura 1 representa a estrutura flutuante num estado sem lastro. A Figura 2 representa a estrutura flutuante num estado lastreado. A Figura 3 representa uma vista de trás de uma estrutura flutuante lastreada boiando. A Figura 4 representa uma seção transversal do casco. A Figura 5A representa uma vista plana da parte cilíndrica inferior da estrutura flutuante. A Figura 5B representa outra vista plana da parte cilíndrica inferior. A Figura 6 representa uma vista detalhada de uma pluralidade de dispositivos redutores de deslocamento. A Figura 7 representa uma estrutura flutuante com uma torre. A Figura 8 representa uma vista de topo dos compartimentos estanques entre o lado interno de casco e o lado externo de casco da estrutura flutuante. A Figura 9 representa uma vista detalhada de um dos terraços para controle de arfagem montados na parte de parede. A Figura 10 representa uma forma de realização da estrutura flutuante sustentada sobre um anel de armazenamento flutuante compartimentado. A Figura 11 representa uma vista de topo do anel de armazenamento flutuante compartimentado. A Figura 12A representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas, com dois estabilizadores externos. A Figura 12B representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas, com um estabilizador interno. A Figura 12C representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas, com dois estabilizadores externos e um estabilizador interno. As presentes formas de realização são detalhadas a seguir com referência às Figuras listadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[0007] Antes de explicar o presente aparelho em detalhes, deve ficar claro que o aparelho não está limitado às formas de realização particulares e que ele pode ser concebido ou realizado de várias maneiras.

[0008] As presentes formas de realização se referem a uma estrutura flutuante para perfuração, produção, armazenamento e descarga de petróleo, tendo um casco, que é de um formato único, definindo um eixo vertical, que pode ser lastreado e sem lastro para modos de operação de perfuração e operação sem perfuração, respectivamente.

[0009] O casco é caracterizado por seções transversais horizontais circulares em todas as elevações.

[00010] O casco pode ser definido a partir da parte, que está mais próxima ao fundo do mar. Essa primeira parte é uma quilha plana definindo um diâmetro inferior de casco, mostrado como D1 nas Figuras.

[00011] O casco pode ter uma parte cilíndrica inferior conectada à quilha plana. O diâmetro da parte cilíndrica inferior D1 pode ser o maior diâmetro do casco.

[00012] O casco pode ainda ter uma parte inferior de tronco de cone disposta acima da parte cilíndrica inferior.

[00013] A parte inferior do tronco de cone pode ter paredes inclinadas para dentro em um primeiro ângulo. Essas paredes inclinadas para dentro se inclinam para longe da circunferência da parte cilíndrica inferior em direção ao eixo vertical.

[00014] O termo "inclinado para dentro", como aqui utilizado, pode se referir a uma inclinação para longe do perímetro ou circunferência e em direção ao eixo vertical. As paredes inclinadas para dentro se inclinam em ângulos geralmente a partir de 50 graus até 70 graus, quando medido em relação ao eixo vertical.

[00015] O casco pode ter uma parte superior de tronco de cone diretamente conectada à parte inferior de tronco de cone.

[00016] A parte superior de tronco de cone pode ter paredes inclinadas para fora e a parte inferior de tronco de cone pode ter uma parede inclinada para dentro, inclinada em um segundo ângulo em relação ao eixo vertical.

[00017] A parede inclinada para fora pode estar em um segundo ângulo em relação ao eixo vertical de 3 graus a 45 graus.

[00018] A parede inclinada para fora encosta na parede inclinada para dentro formando um gargalo de casco com um diâmetro de gargalo de casco D3.

[00019] O casco pode ter uma altura de casco, que é definida da quilha plana até um convés principal. A altura do casco definida da quilha plana até o convés principal é de 45 por cento até 90 por cento do diâmetro de gargalo de casco D3.

[00020] A altura do casco pode variar de 30 metros a 80 metros.

[00021] O diâmetro do gargalo de casco D3 pode ser o menor diâmetro D3 do casco. O diâmetro do gargalo de casco D3 pode ser de 75 por cento a 90 por cento do diâmetro superior do casco D2.

[00022] Em formas de realização, o convés principal pode ser um convés principal geralmente horizontal, que define adicionalmente um diâmetro superior de casco D2.

[00023] O convés principal pode ser conectado sobre a parte superior de tronco de cone e pode ter uma torre de navegação, heliporto, espaço receptor de convés para carga, bigornas de amarração, garras utilizadas para reboque, e espaço para equipamento adicional não se limitando a uma torre, acumulador, grua, geradores, top drives para a torre, e dispositivos para levantar e enroscar tubulações.

[00024] O casco pode ter um diâmetro da parte cilíndrica inferior D1, que é de 115 por cento a 130 por cento do diâmetro superior do casco D2.

[00025] Dentro do casco, abaixo do convés principal e acima da quilha plana, pode haver uma piscina central.

[00026] Em formas de realização, uma pluralidade de compartimentos estanques pode ser posicionada entre o lado externo do casco e a piscina central.

[00027] A piscina central pode ter um diâmetro de piscina central que pode ser afunilado e geralmente aumentando a parte interna em direção à quilha plana.

[00028] A piscina central pode ter um primeiro diâmetro ou inicial de piscina central próximo ao convés principal, que pode ser pequeno e, em seguida, esse diâmetro pode aumentar gradualmente, conforme o diâmetro da piscina central se aproxima da quilha plana.

[00029] Em formas de realização, a piscina central tem formato de uma meia elipse com um raio menor da elipse sendo de 10 por cento a 30 por cento do diâmetro do diâmetro superior do casco e um raio maior da elipse sendo de 25 por cento a 50 por cento do diâmetro superior do casco.

[00030] Em formas de realização, o casco pode conter um primeiro túnel, que é uma abertura na parede da parte cilíndrica inferior, e se estende através da piscina central.

[00031] O primeiro túnel pode ter uma parede lateral de primeiro túnel, uma parede lateral de segundo túnel e uma parte superior de túnel conectando as paredes laterais de túnel.

[00032] O túnel serve para reduzir o atrito da água durante o transporte ou trânsito da estrutura flutuante.

[00033] Uma pluralidade de terraços para controle de arfagem pode ser formada numa parte de parede, que rodeia a piscina central no casco e adjacente à água da piscina central. A pluralidade de terraços para controle de arfagem pode estar nas partes de parede em torno da piscina central e próxima à quilha plana adjacente à água na piscina central.

[00034] A pluralidade de terraços para controle de arfagem pode se estender para longe da parte de parede para controlar arfagem na piscina central, reduzindo a propulsão da água para cima e para baixo na área da piscina central.

[00035] Hélices podem ser fixadas à quilha plana e operadas por um motor, tal como um motor a diesel, com um gerador elétrico a diesel, em que o motor e gerador podem se conectar a um tanque de combustível. Em formas de realização, o tanque de combustível pode conter 75.000 barris de diesel.

[00036] As hélices, motor e área de gerador podem se comunicar com uma central de controle, tal como na casa do leme, tendo um sistema de navegação, tal como um sistema de posicionamento global (GPS), um sistema de posicionamento dinâmico (DPS) ou outro sistema de navegação. A central de controle pode usar o sistema de navegação para posicionar dinamicamente a estrutura flutuante sobre um poço para perfuração ou para propulsão para trânsito, como para outro local.

[00037] Uma pluralidade de tanques de lastro, que pode ter bombas, pode ser conectada à central de controle para lastrear e deslastrear o casco, conforme a demanda. Os tanques de lastro podem incorporar materiais de várias densidades, para afetar a inclinação longitudinal e lateral.

[00038] A estrutura flutuante proporciona alta flutuabilidade de reserva, devido a uma continuação de uma linha de água simétrica.

[00039] A estrutura flutuante tem um casco que protege pessoal e equipamento e fluidos de perfuração da instabilidade inesperada pelo uso de sistemas controlados de água de lastro dentro dos compartimentos do casco.

[00040] A piscina central da estrutura flutuante proporciona melhor ambiente de trabalho seguro para o pessoal de perfuração em todas as condições meteorológicas, por permitir que os trabalhadores trabalhem em vários níveis de uma piscina central, sem serem expostos a ventos árticos ou chuva forte ou tempestades com fortes ventos.

[00041] A estrutura flutuante proporciona um regime de consumo de energia estável, como uma plataforma de perfuração flutuante, quando o casco não precisar acompanhar o vento. Essa estrutura flutuante permite que o casco use posicionamento dinâmico e, portanto, seja menos sensível às mudanças ambientais drásticas em direções, tal como quando ventos de furacão com força 1 são provenientes do sudoeste, então, oscilam ao redor, de forma mágica, até serem provenientes do noroeste, esse casco, usando posicionamento dinâmico, pode lidar mais facilmente com essas mudanças de vento, em comparação com uma embarcação atracada.

[00042] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ser atracada.

[00043] O desenho do casco da estrutura flutuante fornece uma elevada borda livre, por esse motivo, reduz o risco de o pessoal ser exposto à água verde.

[00044] A estrutura flutuante proporciona uma redução em áreas estruturais sensíveis sendo expostas a impactos fortes de ondas batendo durante as condições operacionais.

[00045] A estrutura flutuante pode ser lastreada e sem lastro usando uma pluralidade de compartimentos de lastro com bombas de água conectadas, para encher parcialmente com água de lastro do mar, para estabilizar o casco, proporcionando maior segurança para pessoal e equipamentos contra quaisquer colisões por objetos flutuantes nocivos. Quando comparado com semissubmersíveis, o casco flutuante reduz a permeabilidade de inundações espontâneas em espaços vazios.

[00046] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter um lado externo de casco e um lado interno de casco, que podem ser separados por compartimentos estanques.

[00047] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma parte cilíndrica superior conectada entre o convés e a parte de tronco de cone superior.

[00048] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter um primeiro túnel e um segundo túnel estendido através da parte cilíndrica inferior até a piscina central.

[00049] O segundo túnel pode ser conectado ao primeiro túnel em um ângulo de 180 graus a 270 graus numa primeira direção e em um ângulo de 180 graus a 90 graus numa segunda direção, a partir do primeiro túnel.

[00050] O segundo túnel pode ter um par de paredes laterais de segundo túnel ligadas com uma parte superior de segundo túnel.

[00051] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma pluralidade de túneis, que se estendem através da parte cilíndrica inferior. Em outras formas de realização, os túneis podem formar um sinal de paz de um primeiro túnel conectado a um segundo e terceiro túnel em um ângulo.

[00052] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter os primeiro e segundo túneis conectados, de modo fluido, através da piscina central, em um ângulo de 180 graus.

[00053] Os túneis podem ter, cada qual, partes inferiores, que prolongam o comprimento do túnel. A razão para as partes inferiores dos túneis é reduzir o acúmulo de resistência hidrostática durante velocidade em trânsito, através da coluna de água, e a redução de água retida dentro da piscina central, para reduzir o deslocamento.

[00054] Em formas de realização, a piscina central pode ser disposta centralmente em torno do eixo vertical. A piscina central também pode ser posicionada fora do centro do eixo vertical, tal como num lado do casco.

[00055] O termo "em formato de sino", tal como aqui utilizado, significa um formato elíptico, que é especificamente uma metade de formato elíptico; com a extremidade estreita do formato elíptico próximo ao convés principal.

[00056] O termo "em formato de sino" também se refere a um formato elíptico em transição para um formato cilíndrico na parte do formato de sino, que é próximo da quilha plana.

[00057] O termo "em forma de sino", tal como aqui utilizado, se refere também a uma curva geodésica, que é conhecida por ser uma série de linhas retas conectando nós posicionados em uma metade de curva elíptica, criando paredes inclinadas para dentro.

[00058] Em geometria métrica, um formato geodésico é formado utilizando uma curva, que está, de forma local, em todos os lugares, como um minimizador de distâncias. Mais precisamente, uma curva y: I^ M, a partir de um intervalo I dos valores reais até o espaço métrico M, é um geodésico, se existir uma constante v>0, tal que para qualquer t e I exista um correspondente J de t em I, de tal forma que para qualquer t1, t2 e J a fórmula seja criada

[00059] Em geometria métrica, o geodésico considerado é muitas vezes equipado com parametrização natural, ou seja,na identidade acima

[00060] Se a última igualdade for satisfeita para todos t1, t2 e I, a geodésica é chamada de geodésica de minimização ou trajeto mais curto. Tal formato geodésico com um trajeto de minimização é usado na presente invenção.

[00061] Em formas de realização, a estrutura flutuante tem um primeiro diâmetro de piscina central próximo ao convés principal, que aumenta gradualmente em direção ao fundo do mar em uma pluralidade de taxas variáveis. A piscina central pode se conectar primeiro com conveses inferiores e, em seguida, com o convés principal.

[00062] O diâmetro da piscina central pode aumentar em uma taxa diferente para diferentes seções de alturas, do primeiro diâmetro da piscina central para um segundo diâmetro da piscina central.

[00063] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter vários terraços para controle de arfagem conectados. Em formas de realização, os terraços para controle de arfagem podem ser escalonados, quando eles forem posicionados em torno da parte de parede da piscina central.

[00064] Em formas de realização, os terraços para controle de arfagem podem ter, cada qual, um comprimento de 1 metro a 20 metros, uma largura de 0,5 metros a 3 metros, e uma altura de 3 centímetros a 20 centímetros. Em outras formas de realização, os terraços para controle de arfagem podem ter diferentes dimensões dentro dos intervalos acima.

[00065] Em formas de realização, os terraços para controle de arfagem podem ter, cada qual, uma pluralidade de perfurações. O termo "perfurações", tal como aqui usado, pode se referir a furos feitos nos terraços para controle de arfagem. Em formas de realização, alguns terraços de arfagem podem ter perfurações, enquanto outros não.

[00066] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter terraços para controle de arfagem feitos a partir de 3 centímetros de espessura de placa de aço corrugado criando ondas de 1 centímetro a 15 centímetros de altura ou placa de aço lisa.

[00067] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter um primeiro dispositivo redutor de deslocamento formado na parte superior de tronco de cone ou na parte inferior de tronco de cone. O termo "dispositivo redutor de deslocamento" pode se referir a um dispositivo em formato de balde tendo uma parte inferior de balde, um primeiro lado de balde e um segundo lado de balde conectado à parte inferior de balde.

[00068] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter um segundo dispositivo redutor de deslocamento formado na parte de tronco de cone, que não contém o primeiro dispositivo redutor de deslocamento.

[00069] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma pluralidade de dispositivos redutores de deslocamento formada na parte superior de tronco de cone, na parte inferior de tronco de cone ou nessas combinações.

[00070] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma pluralidade de conveses formada no casco entre o convés principal e a parte inferior de tronco de cone. Cada convés pode se estender da piscina central até o lado interno de casco, exceto quanto ao convés principal, que pode se estender até a parede exterior. Exemplos do que está sobre os conveses podem incluir convés com mezanino e convés do antepoço.

[00071] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma câmara de armazenamento estanque para armazenar tubulações utilizáveis em operações de perfuração.

[00072] As tubulações podem ser tubos de perfuração, revestimento, condutores submarinos (risers), e suas combinações.

[00073] Em formas de realização, a câmara de armazenamento vertical pode ser disposta em paralelo ao eixo vertical, e a câmara de armazenamento vertical pode ser acessível a partir de um ou mais dentre a pluralidade de conveses, piscina central e suas combinações.

[00074] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter várias hélices montadas na quilha plana, conectadas a motores elétricos a diesel com geradores movidos a combustível conectados, e uma central de controle tendo um sistema de navegação. As hélices com motores e geradores podem ser conectadas ao sistema de navegação, fornecendo propulsão e posicionamento dinâmico. O sistema de navegação pode se conectar a um sistema de posicionamento dinâmico por satélite, permitindo posicionamento dinâmico remoto da embarcação.

[00075] Em formas de realização, a quilha plana pode ser uma quilha plana horizontal. A quilha pode ser ligeiramente arredondada em formas de realização, para um menor consumo de combustível e trânsito mais rápido.

[00076] Em formas de realização, a piscina central pode ter uma parte de diâmetro constante, em que o diâmetro constante é da quilha até 16 metros acima da quilha.

[00077] Numa forma de realização, a estrutura flutuante pode ser posicionada sobre, e conectada a, um anel de armazenamento flutuante compartimentado, formado a partir de uma pluralidade de segmentos ou seções de intertravamento.

[00078] Em formas de realização, o anel de armazenamento flutuante compartimentado pode ser rebocável e modulado, com cada seção sendo lastreada individualmente. O anel de armazenamento flutuante compartimentado pode criar uma plataforma de aterragem submarina semipermanente para a estrutura flutuante.

[00079] O anel de armazenamento flutuante compartimentado pode, em formas de realização, de maneira segura, encaixar e travar sob da estrutura flutuante, permitindo a perfuração através de uma abertura na estrutura flutuante e no anel de armazenamento flutuante compartimentado, criando, assim, um ambiente independente seguro para operações.

[00080] A estrutura flutuante acoplada com anel de armazenamento flutuante compartimentado, com intertravamento modulado, pode ser particularmente útil para as condições de água rasa do Mar Ártico.

[00081] Numa forma de realização, vários anéis de armazenamento flutuantes compartimentados podem ser conectados em série, interligando, assim, em cadeia o armazenamento e linhas de fluxo para otimizar a arquitetura submarina, para dar suportar à produção para desenvolvimento pleno de campo.

[00082] Dutos e flanges predefinidos podem ser usados no anel de armazenamento flutuante compartimentado, para se conectarem à estrutura flutuante e entre seções do anel de armazenamento.

[00083] Conectores de admissão, dutos internos, e conectores de descarga predefinidos podem ser usados, permitindo que os anéis rebocáveis de armazenamento flutuante compartimentados, com intertravamento modulado, tenham conexão rápida e interconectividade, permitindo que as unidades sejam prolongadas, conforme ocorre a perfuração.

[00084] Um dos benefícios do anel rebocável de armazenamento flutuante compartimentado, com intertravamento modulado, é a contenção de derramamento para um poço, que transborda.

[00085] Conectores de descarga predefinidos podem ser usados, permitindo que o anel flutuante compartimentado, com intertravamento modulado, extraia (como transfira) hidrocarbonetos do anel de armazenamento para uma embarcação de armazenamento flutuante adjacente, por meio de uma linha de fluxo previamente conectada, fixada a um dos flanges predefinidos no anel de armazenamento.

[00086] Uma vantagem da invenção é que a estrutura flutuante pode ser posicionada sobre um poço danificado, permitindo que hidrocarbonetos, incluindo carbonos orgânicos voláteis, sejam bombeados para fora e transferidos para um petroleiro ou barcaça, para correto armazenamento e contenção ambiental nas proximidades.

[00087] Numa forma de realização, cada anel rebocável de armazenamento flutuante compartimentado, com intertravamento modulado, pode conter de 4.597 metros cúbicos a 305.614 metros cúbicos de armazenamento de fluido, tal como armazenamento de hidrocarbonetos.

[00088] Numa forma de realização, o anel de armazenamento flutuante compartimentado pode ter 3 a 4 seções de armazenamento com anteparas intertravadas como peças de encaixe.

[00089] De forma dimensional, os anéis rebocáveis de armazenamento flutuante compartimentados, com intertravamento modulado, podem ter uma altura de 10 pés a 60 pés, podem ter uma profundidade sem lastro, que é conhecida como profundidade de trânsito, de 10 pés a 20 pés, e pode ter uma profundidade lastreada de 20 pés a 40 pés.

[00090] O anel rebocável de armazenamento flutuante compartimentado, com intertravamento modulado, pode ser lastreado para flutuar completamente debaixo d'água. Cada seção de armazenamento com anteparas pode ser lastreada, para flutuar individualmente debaixo d'água.

[00091] Passando agora para as Figuras, a Figura 1 representa a estrutura flutuante num estado sem lastro, como quando em trânsito. A Figura 2 representa a estrutura flutuante num estado lastreado, tal como uma condição operacional para perfurar um poço trabalhar sobre um poço.

[00092] Com referência às Figuras 1 e 2, a estrutura flutuante 10 pode incluir um casco 12 com um eixo vertical 14 e um diâmetro superior do casco D2.

[00093] O casco 12 pode ter um lado externo de casco conectado a um lado interno de casco. O lado externo de casco pode ser caracterizado por um formato de casco externo selecionado dentre o grupo: circular, elipsoide e geodésico nas seções transversais horizontais em todas as elevações. O lado interno de casco pode ser caracterizado por um formato selecionado dentre o grupo: circular, elipsoide e geodésico.

[00094] Em formas de realização, o casco 12 pode incluir uma quilha plana 20, definindo um diâmetro inferior de casco D1, e uma parte cilíndrica inferior 22 conectada à quilha plana 20.

[00095] Em formas de realização, a parte cilíndrica inferior 22 pode ter um diâmetro idêntico ao diâmetro inferior de casco D1, e ambos os diâmetros podem ser o maior diâmetro de casco. O diâmetro inferior de casco D1 pode ser de 101 por cento a 130 por cento do diâmetro superior de casco D2.

[00096] Em formas de realização, uma parte inferior de tronco de cone 24 pode ser disposta sobre a parte cilíndrica inferior 22. A parte inferior de tronco de cone 24 pode ter uma parede inclinada para dentro 25, que é criada em um primeiro ângulo 26. O primeiro ângulo 26, no que diz respeito ao eixo vertical 14, pode variar de 50 graus a 70 graus.

[00097] O casco 12 pode incluir uma parte superior de tronco de cone 28, que pode ser diretamente conectada à parte inferior de tronco de cone 24. A parte superior de tronco de cone 28 pode ter uma parede inclinada para fora 29 em um segundo ângulo 30. O segundo ângulo pode ser de 3 graus a 45 graus, a partir do eixo vertical. O segundo ângulo pode ser particularmente vantajoso para as condições de quebra de gelo no Ártico.

[00098] A parte inferior do tronco de cone pode ter uma parede inclinada para dentro 25, que encosta na parede inclinada para fora 29. O ponto de intersecção das duas paredes pode formar um gargalo de casco 32 com um diâmetro de gargalo de casco D3. O diâmetro de gargalo de casco pode ser, pelo menos, 10 por cento menor do que o diâmetro inferior de casco.

[00099] A estrutura flutuante pode ter uma altura de casco 34, medida a partir da quilha plana 20 até um convés principal 36. Em formas de realização, o convés principal 36 pode ser conectado sobre a parte superior de tronco de cone 28. Em formas de realização, o convés principal 36 pode ser no formato redondo, quadrado ou retangular.

[000100] Em formas de realização, a parte cilíndrica inferior 22 pode ter um diâmetro de 115 por cento a 130 por cento do diâmetro superior de casco D2.

[000101] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode ter uma piscina central formada centralmente em torno do eixo vertical ou afastada do eixo vertical.

[000102] A estrutura flutuante 10 pode ter um primeiro túnel 64, que pode se prolongar através da parte cilíndrica inferior até a piscina central. O primeiro túnel pode ter uma parede lateral de primeiro túnel 66, uma parede lateral de segundo túnel 68, e uma parte superior de primeiro túnel 70 ligando as paredes laterais do túnel. Em formas de realização, o primeiro túnel pode ter uma parte inferior de primeiro túnel 72, que conecta os lados do túnel. O primeiro túnel pode ser quadrado ou retangular em seção transversal, e pode ter outra geometria utilizável, que permita a saída de barcos, material, ou ambos, da piscina central.

[000103] O nível de água 96 pode estar em uma altura entre a quilha plana 20 e a parte inferior de tronco de cone 24, quando o casco estiver sem lastro e pronto para o trânsito, como mostrado na Figura 1.

[000104] O nível de água 96 pode estar a uma altura entre a parte superior de tronco de cone 28 e o convés principal 36, quando a estrutura flutuante estiver lastreada e pronta para a operação de perfuração, tal como mostrado na Figura 2.

[000105] Uma parte cilíndrica superior 62 pode estar entre o convés principal 36 e a parte superior de tronco de cone 28. A parte cilíndrica superior 62 pode ser usada para armazenar máquinas e materiais a granel.

[000106] A estrutura flutuante 10 pode ter um motor 46 conectado a um gerador 48, conectado a um tanque de combustível 50, posicionado abaixo do convés principal na parte cilíndrica superior 62. Em formas de realização, o motor pode ser um motor elétrico a diesel. Em formas de realização, pode haver mais de um motor. Em formas de realização, cada motor pode produzir 9000 hp. Em formas de realização, o gerador pode ser um gerador operado a diesel, como um gerador da Wartsilla ou Siemens, que pode ser usado com uma capacidade superior a 36 megawatts de energia.

[000107] O motor 46 e o gerador 48 podem estar em comunicação com uma central de controle 52, montada acima do convés principal. A central de controle 52 pode ter um sistema de navegação 54 em comunicação com o motor e gerador. Em formas de realização, a capacidade total dos motores pode ser de 38 megawatts. Uma casa do leme pode atuar como a central de controle 52, que pode conter um computador com software para fornecer um sistema de navegação 54, usado para navegação com satélites de um sistema de posicionamento dinâmico ou com outra rede, tal como uma rede de sistema de posicionamento global.

[000108] Hélices podem ser fixadas à quilha plana e podem ser operadas pelo motor. A central de controle pode usar o sistema de navegação 54 para posicionar dinamicamente a estrutura flutuante lastreada sobre um poço de perfuração. Em formas de realização, a central de controle pode usar o sistema de navegação 54 para conduzir e orientar a estrutura flutuante usando as hélices para propulsão durante o trânsito, quando sem lastro.

[000109] A estrutura flutuante pode ser atracada ao leito do mar ou a estruturas posicionadas debaixo d’água.

[000110] A central de controle pode controlar uma pluralidade de tanques de lastro conectada ao convés principal ou montada na embarcação flutuante acima da quilha plana, para lastrear e deslastrear o casco. A estrutura flutuante pode definir um centro de gravidade e um centro de flutuação, com o centro de gravidade estando abaixo do centro de gravidade.

[000111] A estrutura flutuante pode incluir uma parte inferior de tronco de cone da quilha 23, que se prolonga da parte cilíndrica inferior 22 numa direção para longe do eixo vertical. Em formas de realização, a parte inferior de tronco de cone da quilha 23 pode se estender de 40 por cento a 95 por cento da altura vertical da parte cilíndrica inferior e pode se estender em um ângulo de 30 graus a 70 graus em relação ao eixo vertical.

[000112] A Figura 3 representa uma vista de trás de uma estrutura flutuante lastreada boiando.

[000113] Figura 3 tem as mesmas partes que as Figuras 1 e 2, com exceção de um segundo túnel ser representado.

[000114] A estrutura flutuante 10 é mostrada com o casco 12, com um eixo vertical 14; quilha plana 20 com uma parte cilíndrica inferior 22, parte inferior de tronco de cone 24 e parte inferior de tronco de cone da quilha 23; parede inclinada para dentro 25 da parte de tronco de cone inferior está em um primeiro ângulo 26; parede inclinada para fora 29 da parte superior de tronco de cone 28 em um segundo ângulo 30; gargalo de casco 32; altura total do casco 34; convés principal 36; motor 46; gerador 48; tanque de combustível 50; central de controle 52 com um sistema de navegação 54; parte superior cilíndrica; nível de água 96; diâmetro inferior de casco D1; diâmetro superior de casco D2; e diâmetro de gargalo de casco D3.

[000115] A estrutura flutuante pode ter um segundo túnel 74. O segundo túnel pode ter uma primeira parede lateral de segundo túnel 76, uma segunda parede lateral de segundo túnel 78 e uma parte superior de segundo túnel 80, que se conecta entre as paredes laterais de segundo túnel. Em formas de realização, o segundo túnel 74 pode ter uma parte inferior de segundo túnel 82 conectada entre as paredes laterais de segundo túnel.

[000116] Em formas de realização, o segundo túnel pode estar em um ângulo de 180 graus a 270 graus a partir do primeiro túnel. Em formas de realização, a parte inferior de segundo túnel pode se estender em todo comprimento do segundo túnel. Em formas de realização, a água pode encher o primeiro ou o segundo túnel a qualquer altura a partir da parte seca até a altura máxima do túnel. Em formas de realização, uma pluralidade de túneis pode ser criada entre as paredes externas da estrutura flutuante e a piscina central. Os túneis podem ser usados para reduzir a resistência do casco através de uma coluna de água, quando a estrutura flutuante estiver em trânsito.

[000117] A Figura 4 representa uma seção transversal do casco.

[000118] A estrutura flutuante é mostrada lastreada, com 50 por cento do casco 12 abaixo do nível de água 96 para operações, como perfuração ou trabalho sobre poços.

[000119] O casco 12 pode ter um lado externo de casco 16 e um lado interno de casco 18. Os lados do casco podem ser formados a partir de placas de aço. A quilha plana 20 pode ser feita do mesmo aço, que o lado externo de casco e o lado interno de casco.

[000120] Hélices 44a e 44b podem se estender a partir da quilha plana. As hélices podem ser de quatro pás e podem ter propulsores azimutais numa forma de realização. As hélices podem ser montadas e desmontadas, sem a necessidade de um dique seco.

[000121] A parte cilíndrica inferior 22 pode se estender acima da quilha plana e pode ter um diâmetro de 112 metros. A parte inferior de tronco de cone pode ter parede inclinada para dentro 25 em um ângulo de 60 graus.

[000122] A estrutura flutuante pode incluir conveses inferiores 37a e 37b, que podem suportar o armazenamento a granel, como para cimento e lamas de perfuração. Em formas de realização, os conveses inferiores podem ser usados para manusear equipamentos para tubulações ou válvulas de segurança.

[000123] A estrutura flutuante pode incluir uma piscina central 38. A piscina central pode ser em formato de sino. A piscina central pode ser formada pelo lado de casco interno, caracterizado por um formato selecionado dentre o grupo: circular, elipsoide e geodésico.

[000124] A piscina central pode ter um primeiro diâmetro de piscina central 40 próximo ao convés principal 36, que pode aumentar até um segundo diâmetro de piscina central 42 próximo à quilha plana. O segundo diâmetro de piscina central pode ser menor do que o diâmetro superior de casco.

[000125] Em formas de realização, em que a piscina central tem um formato elipsoide, a piscina central pode ter um raio menor de piscina central 84 e um raio maior de piscina central 86. O raio menor de piscina central pode ser de 10 por cento a 30 por cento do diâmetro do convés principal, e o raio maior da piscina central pode ser de 25 por cento a 50 por cento do diâmetro do convés principal.

[000126] A piscina central pode ter uma altura de piscina central 88.

[000127] A piscina central pode ter uma seção de diâmetro constante 90 formada na parte cilíndrica inferior 22 se estendendo até a quilha plana 20. Em formas de realização, a seção de diâmetro constante 90 pode ter um diâmetro de 9 metros. Em formas de realização, a seção de diâmetro constante pode se estender até 16 metros acima da quilha plana.

[000128] A estrutura flutuante pode ter uma pluralidade de terraços para controle de arfagem 92a-92f. Cada terraço para controle de arfagem não retém água. Cada terraço para controle de arfagem pode atuar como uma chicana, e gerar arrasto na água, para parar a instabilidade da estrutura flutuante. Em formas de realização, os terraços para controle de arfagem podem ser escalonados ou podem ser idênticos em comprimento. Um mínimo de três terraços para controle de arfagem pode ser utilizado numa forma de realização.

[000129] Os terraços para controle de arfagem podem ser fixados em uma parte de parede 94 da piscina central. A parte de parede pode ser fixada aos conveses inferiores 37a e 37b.

[000130] Pelo menos um tanque de lastro 58a pode ser montado no interior do casco em comunicação com a central de controle. O tanque de lastro pode ser usado para lastrear e deslastrear o casco.

[000131] A Figura 5A representa uma vista plana da parte cilíndrica inferior da estrutura flutuante.

[000132] A parte cilíndrica inferior 22 pode ter um primeiro túnel 64 e segundo túnel 74, neles formada, com a estrutura flutuante numa condição operacional lastreada.

[000133] Uma primeira antepara desviadora de trânsito de fluido 75a pode ser formada entre uma parede lateral do primeiro túnel e uma parede lateral do segundo túnel. A primeira antepara desviadora de trânsito de fluido pode ser sólida e pode alinhar e espelhar a curva do lado interno de casco 18 formando a piscina central 38. A antepara desviadora de trânsito de fluido pode espelhar uma curva, que é circular, elipsoide ou geodésica.

[000134] Uma segunda antepara desviadora de trânsito de fluido 75b pode ser formada entre uma parede lateral de um primeiro túnel e uma parede lateral de um segundo túnel, e formada em uma linha reta através da piscina central 38.

[000135] Numa forma de realização, a segunda antepara desviadora de trânsito de fluido 75b pode ser sólida e pode atravessar de um lado do primeiro túnel até um lado oposto do segundo túnel através da piscina central 38.

[000136] Na forma de realização, a segunda antepara desviadora de trânsito de fluido pode conter compartimentos de tanque de lastro 79a e 79b em comunicação com a central de controle, para uso na estabilização da estrutura flutuante.

[000137] Numa forma de realização, a antepara desviadora de trânsito de fluido pode ser formada entre uma parede lateral de um primeiro túnel e se estender, de forma simples e parcial, para dentro da piscina central a partir de um lado interno de casco. Em formas de realização, pelo menos, uma das anteparas desviadoras de trânsito de fluido pode ser fixada à quilha plana.

[000138] A Figura 5B representa outra vista plana da parte cilíndrica inferior 22.

[000139] Pelo menos uma parte do lado interno de casco 18 pode ter um formato geodésico. Em formas de realização, a piscina central 38, na qual o primeiro túnel 64 e o segundo túnel 74 se conectam, pode ter 100 por cento de formato geodésico, ou 100 por cento de formato curvo, envolvendo completamente a piscina central.

[000140] A Figura 6 representa uma vista detalhada de uma pluralidade de dispositivos redutores de deslocamento.

[000141] Um primeiro dispositivo redutor de deslocamento 91a pode estar na parte superior de tronco de cone 28 do casco. Um segundo dispositivo redutor de deslocamento 91b pode estar na parte cilíndrica inferior 22, com uma parte inferior de tronco de cone da quilha 23 se estendendo a partir da parte cilíndrica inferior.

[000142] Em formas de realização, o primeiro dispositivo redutor de deslocamento pode eliminar uma quantidade de atrito da coluna de água externa e o deslocamento retido na área da piscina central. Em formas de realização, apenas um dispositivo redutor de deslocamento pode ser utilizado.

[000143] A parte cilíndrica inferior 22 pode ter um segundo dispositivo redutor de deslocamento 91b oposto ao primeiro dispositivo redutor de deslocamento 93a. Os dispositivos redutores de deslocamento podem ser idênticos em tamanho e formato ou podem variar em tamanho e formato. Os dispositivos redutores de deslocamento podem ser instalados em grupos, em torno do lado externo de casco, tais como grupos de três ou quatro.

[000144] Os dispositivos redutores de deslocamento podem ser recortes no casco para alterar o deslocamento, como uma janela sem vidro no casco. O tamanho dos dispositivos redutores de deslocamento pode ter um comprimento de 10 pés a 20 pés e uma altura de 10 pés a 20 pés.

[000145] A Figura 7 representa uma estrutura flutuante com uma torre.

[000146] A estrutura flutuante 10 pode ter uma torre 2 montada no convés principal. Em formas de realização, a torre pode ser incorporada dentro do casco.

[000147] A estrutura flutuante pode ter um centro de gravidade 400 inferior ao centro de flutuabilidade 402. O centro de gravidade e o centro de flutuabilidade podem estar situados na piscina central 38.

[000148] A estrutura flutuante 10 pode incluir o lado externo de casco 16, lado interno de casco 18, quilha plana 20, hélices 44a e 44b, heliporto 57, tanques de lastro 58a e 58b, terraços para controle de arfagem 92, parte de parede 94 da piscina central, eixo vertical 14, parte inferior de tronco de cone da quilha 23, e central de controle 52 com sistema de navegação 54.

[000149] O sistema de navegação 54 pode estar em comunicação com o motor 46 e o gerador 48. O sistema de navegação 54, para posicionamento dinâmico, pode ser uma unidade de Raytheon.

[000150] Até oito hélices ou propulsores podem ser usados para um bom posicionamento dinâmico. O tanque de combustível 50 pode ser conectado ao gerador. Em formas de realização, o tanque de combustível pode engatar, ao mesmo tempo, o motor e o gerador.

[000151] Uma casa do leme pode incluir a central de controle, que pode ter, de forma adicional, controles, não só para o motor, mas também controles para equipamentos de segurança, controles para o sistema de lastro, comunicações, como para os sistemas de satélite e Internet, comunicação de aviação.

[000152] A estrutura flutuante, em formas de realização, pode incluir acomodações 53 para a tripulação, que podem incluir cozinhas, cabines, salões, escritório, hospital, rádio, casas de máquinas e laboratórios de teste.

[000153] O poço 56 a ser perfurado pela estrutura flutuante pode ser um poço de petróleo ou um poço de gás natural.

[000154] Em formas de realização, de 10 tanques de lastro a 40 tanques de lastro podem ser utilizados na estrutura flutuante, cada um dos quais pode também ser controlado a partir da central de controle 52.

[000155] Em formas de realização, a estrutura flutuante pode incluir sistemas de saneamento, equipamentos de combate a incêndio, e equipamentos de evacuação de emergência, como botes salva-vidas.

[000156] A estrutura flutuante também pode acomodar um queimador, uma grua, uma estação conectora de granéis, sistemas de válvula de segurança e condutor submarino, e uma estação de veículo operado à distância.

[000157] Em formas de realização, a torre pode ser com um guincho simples ou guincho duplo, com top drives e compensadores de arfagem associados, juntamente com equipamentos para enroscar e desenroscar tubulações.

[000158] Em formas de realização, o casco pode acomodar 30.000 toneladas métricas de carga variável de convés para acomodar uma operação de perfuração de um poço, que tem uma profundidade de poço de 40.000 pés e está a 12.000 pés da água.

[000159] A Figura 8 representa uma vista de topo dos compartimentos estanques 60a-60d entre o lado interno de casco 18 e o lado externo de casco 16 da estrutura flutuante.

[000160] Numa forma de realização, a altura total do casco, da quilha até o convés principal, pode ser de 52 metros. A altura até a parte superior a plataforma de perfuração pode ser de 60 metros. A altura até a parte superior do heliporto pode ser de 64 metros. A altura até o topo da torre pode ser de 130 metros.

[000161] A Figura 9 representa uma vista detalhada de um dos terraços para controle de arfagem 92 montado na parte de parede 94. Os terraços para controle de arfagem podem ter uma pluralidade de perfurações 98a-98f.

[000162] As perfurações podem variar em diâmetro de 50 centímetros a 60 centímetros. As perfurações podem ser posicionadas de forma aleatória nos terraços para controle de arfagem. As perfurações podem ser usadas para permitir o fluxo através de água e reduzir uma acumulação máxima de pressão de água na piscina central.

[000163] A Figura 10 representa uma forma de realização da estrutura flutuante 10 sustentada sobre um anel de armazenamento flutuante compartimentado 300, formado a partir de uma pluralidade de seções de armazenamento com anteparas 302a-302d.

[000164] Numa forma de realização, o anel de armazenamento flutuante compartimentado 300 pode ser posicionado e travado sob a estrutura flutuante, permitindo a perfuração utilizando a estrutura flutuante simultaneamente com o anel de armazenamento flutuante compartimentado através da piscina central da estrutura flutuante e através de uma abertura central 303 no anel de armazenamento compartimentado, estabelecendo um ambiente independente seguro para operações.

[000165] O anel de armazenamento flutuante compartimentado 300 pode ter uma pluralidade de seções de armazenamento com anteparas 302a-302d, cada qual tendo uma cobertura 306 sobre uma câmara 304 para armazenar, pelo menos, um dentre: fluidos, sólidos e gases, como hidrocarbonetos, incluindo óleo. As seções de armazenamento com anteparas podem ser interligadas e com paredes duplas.

[000166] A Figura 11 representa uma vista de topo do anel de armazenamento flutuante compartimentado.

[000167] O anel de armazenamento flutuante compartimentado 300 pode fornecer uma plataforma de aterragem submarina semipermanente para a estrutura flutuante.

[000168] Em formas de realização, o anel de armazenamento flutuante compartimentado pode fornecer um engate rente com a quilha plana ou um engate utilizando estabilizadores externos e estabilizadores internos, permitindo, pelo menos, um dentre: uma operação submarina e uma operação de reservatório através da piscina central e da abertura central, simultaneamente.

[000169] Quando o anel de armazenamento flutuante compartimentado e a estrutura flutuante estiverem conectados, uma condição ambientalmente segura para operações submarinas ou de reservatório pode ser criada.

[000170] Cada seção de armazenamento com anteparas 302a-302d pode ter um orifício de entrada 308a-308d e um orifício de saída 309a-309d para escoar, pelo menos, um dentre: líquidos, sólidos e gases para dentro ou para fora da câmara.

[000171] Cada seção de armazenamento com anteparas 302a-302d pode ter um receptáculo 311a-311d sobre um lado e uma garra de intertravamento 312a-312d sobre o outro lado para engatar o receptáculo de uma seção de armazenamento com anteparas adjacente, permitindo que as seções de armazenamento com anteparas sejam intertravadas.

[000172] A Figura 12A representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas 302a, com dois estabilizadores externos 310a e 310b. Os estabilizadores externos podem subir em paralelo sobre um lado, até um perímetro externo das seções de armazenamento com anteparas.

[000173] A Figura 12B representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas 302b, com um estabilizador interno 313.

[000174] A Figura 12C representa uma forma de realização de uma seção de armazenamento com anteparas 302c, com dois estabilizadores externos 310a e 310b e um estabilizador interno 313.

[000175] O anel de armazenamento flutuante compartimentado 302c pode ainda ter um estabilizador para prevenção contra abrasão contínua 320. Em formas de realização, um estabilizador para prevenção contra abrasão contínua pode ser conectado a cada segmento de intertravamento do anel de armazenamento flutuante compartimentado sobre uma parede externa.

[000176] O estabilizador para prevenção contra abrasão contínua pode se estender numa direção para longe do eixo vertical, quando a estrutura flutuante estiver montada no anel de armazenamento flutuante compartimentado. O estabilizador para prevenção contra abrasão contínua, em formas de realização, pode se estender de 40 por cento a 95 por cento da altura vertical de uma das seções de armazenamento com anteparas. O estabilizador para prevenção contra abrasão contínua, em formas de realização, pode se estender da parede externa da seção de armazenamento com anteparas em um ângulo de 30 graus a 70 graus a partir da parede externa.

[000177] Os estabilizadores externos podem ser formados de aço e se elevar de 1 pé a 15 pés a partir da cobertura. Cada estabilizador externo pode ter uma largura em toda a cobertura de 1 pé a 15 pés. Em formas de realização, os estabilizadores externos podem ser quadrados ou retangulares. Os estabilizadores internos podem ser idênticos aos estabilizadores externos.

[000178] O que se segue descreve a sequência de etapas utilizáveis no método que utiliza a estrutura flutuante.

[000179] A estrutura flutuante pode ser usada em três fases, fase 1: descarregamento, fase 2: trânsito e fase 3: operações.O que se segue descreve a sequência de etapas para fase 1: descarregamento.

[000180] O método pode incluir condicionar o casco, equipamentos de perfuração e tanques de lastro da estrutura flutuante com a água do mar para fornecer um calado mínimo, de 4 metros a 15 metros, nessa forma de realização, para acomodar a mobilização do equipamento marinho e equipamento de perfuração em preparação para áreas de perfuração marinhas.

[000181] Isso permite que a estrutura flutuante esteja preparada em portos de águas rasas, que não são utilizáveis por semissubmersíveis ou embarcações de perfuração, que exijam maiores calados. Nessa etapa, o piscina central em formato de sino contém a menor quantidade de água, permitindo a inspeção física do casco, e a montagem dos equipamentos antes da utilização no mar.

[000182] O método pode incluir carregar o equipamento de perfuração necessário para uma campanha completa sobre a estrutura flutuante, enquanto a estrutura flutuante estiver sem lastro e no porto. O equipamento de perfuração pode incluir tubos de perfuração, condutores submarinos, revestimentos, e válvulas de segurança simples/ duplas.O que se segue descreve a sequência de etapas para fase 2: trânsito.

[000183] O método pode incluir identificar um local de perfuração como destino, iniciando os propulsores, e deixando o porto em uma condição de trânsito/ sem lastro.

[000184] O método pode incluir chegar ao local de perfuração identificado e acoplar o sistema de posicionamento dinâmico para manter a estrutura flutuante sobre o local de perfuração submarina.

[000185] O método pode incluir lastrear a estrutura flutuante para calado operacional no local de perfuração, enquanto o sistema de posicionamento dinâmico estiver operando, assegurar que a parte cilíndrica inferior, a parte de tronco de cone inferior e uma parte da parte de tronco de cone superior estejam debaixo d’água e os tanques de lastro estejam cheios ou, pelo menos, parcialmente cheios, para abaixar o centro de gravidade e contribuir para manter uma curva de estabilidade positiva para a estrutura flutuante em todo tempo.

[000186] Se túneis forem usados numa forma de realização, os túneis irão reduzir, de forma significativa, o arrasto de água, enquanto a estrutura flutuante estiver em trânsito, ou enquanto a estrutura flutuante estiver em funcionamento, e permitir o fluxo positivo de água através do colar hidráulico horizontal, reduzindo, de forma eficaz, a resistência hidrodinâmica (força de arrasto) e o efeito negativo sobre o deslocamento causado pela água retida no interior do casco.

[000187] Uma vez no local de perfuração, a estrutura irá iniciar a distribuição de lastro de água do mar no interior da estrutura, permitindo, assim, que a estrutura ajuste o calado de trânsito para calado operacional.

[000188] A unidade de lastro vai baixar o centro de gravidade e contribuir para manter, a todo o momento, uma curva de estabilidade positiva.

[000189] A distribuição de energia e controle do propulsor, acoplado à moderna manutenção de estação dinâmica computadorizada da estrutura e do equipamento de perfuração localizados na, e por cima da, piscina central e sobre o convés, serão centrados sobre o local de perfuração submarino selecionado.

[000190] O desempenho do equipamento de perfuração e atributos de maior segurança de operacionalidade são as tolerâncias admissíveis de afastamento da estrutura flutuante, sua piscina central e influência do ambiente em qualquer cenário operacional.

[000191] O envelope operacional da estrutura flutuante é ditado pela velocidade do vento, corrente, ambiente hidrodinâmico, juntamente com a utilização de propulsor e tolerâncias dinâmicas. Esses resultados são acoplados com parâmetros de deslocamento operacionais do casco subaquático da estrutura.O que se segue descreve a sequência de etapas para a fase 3: operações. Operações incluem a operação da estrutura flutuante lastreada, estando em um local de perfuração submarina.

[000192] O método pode incluir acoplar a manutenção da estação dinâmica computadorizada da estrutura flutuante com o gerenciamento de energia e iniciar a operação de equipamentos de perfuração localizados dentro e no topo da piscina central e sobre o convés, enquanto a estrutura flutuante estiver centrada sobre o local de perfuração submarina usando um processador de bordo e armazenamento de dados na central de controle, em que o armazenamento de dados a bordo tem instruções de computador para gerenciar o envelope operacional da estrutura, incluindo o uso da velocidade do vento detectada, corrente detectada e utilização de propulsor de real posicionamento dinâmico, em comparação com parâmetros de deslocamento operacional predefinidos da estrutura flutuante, durante operação do equipamento de perfuração.

[000193] As seguintes etapas podem ser realizadas, enquanto a estrutura flutuante estiver na condição operacional. Na condição operacional, a estrutura flutuante foi lastreada e também dispositivos redutores de deslocamento acoplados.

[000194] O método pode incluir colocar os dispositivos redutores de deslocamento suficientemente abaixo da superfície da água, permitindo que água retida dentro da piscina central se comunique com o ambiente hidrodinâmico externo, para melhorada estabilidade durante a operação do equipamento de perfuração.

[000195] O método pode incluir o uso de túneis para melhorar o deslocamento total de água da piscina central, aumentando, assim, a estabilidade e o envelope operacional da estrutura flutuante.

[000196] O método pode incluir fixar os terraços para controle de arfagem nas paredes da piscina central, para romper a coluna de água dentro da piscina central. Essa operação irá reduzir a arfagem da estrutura flutuante e também permitir o acesso a passagens e etapas de segurança dentro da circunferência da piscina central.

[000197] Embora essas formas de realização tenham sido descritas com ênfase nas formas de realização, deve ficar claro que, dentro do escopo das reivindicações anexas, as formas de realização podem ser praticadas de maneira diferente daquelas aqui descritas de forma específica.

Claims (27)

1. Estrutura flutuante (10) para, pelo menos, um dentre: perfuração de petróleo, produção, armazenamento, e descarga, compreendendo: a. um casco (12) definindo um eixo vertical (14), pelo qual o casco (12) tem um lado externo de casco (16) conectado a um lado interno de casco (18), e o casco (12) tem um diâmetro superior de casco (D2); b. uma quilha plana (20 ) definindo um diâmetro inferior de casco (D1); c. uma parte inferior cilíndrica (22) conectada à quilha plana (20); d. uma parte inferior de tronco de cone (24) disposta acima da parte inferior cilíndrica (22); e. uma parte superior de tronco de cone (28) diretamente conectada à parte inferior de tronco de cone (24); f. um convés principal (36) conectado sobre a parte superior de tronco de cone (28); em que a estrutura flutuante (10) define um centro de gravidade abaixo de um centro de flutuabilidade em uma piscina central (38); g. a piscina central (38) formada pelo lado interno de casco (18), a piscina central (38) tendo um primeiro diâmetro de piscina central (40) próximo ao convés principal (36), que aumenta até um segundo diâmetro de piscina central (42) próximo à quilha plana (20), em que o segundo diâmetro de piscina central (42) é menor do que o diâmetro superior do casco (D2); em que um diâmetro da parte inferior cilíndrica é idêntico ao diâmetro inferior do casco (D1), e o diâmetro inferior do casco (D1) é o maior diâmetro do casco (12); caracterizado pelo fato de que a estrutura flutuante (10) compreende adicionalmente: o lado externo de casco (16) possuindo um formato de lado externo de casco selecionado dentre o grupo: circular, elipsóide, e geodésico nas seções transversais horizontais em todas as elevações; o lado interno de casco (18) possuindo um formato selecionado dentre o grupo: circular, elipsóide, e geodésico; o diâmetro da parte inferior cilíndrica é de 105 por cento a 130 por cento maior que o diâmetro superior do casco (D2); em que a parte inferior de tronco de cone (24) é formada com uma parede inclinada para dentro a um primeiro ângulo variando de 50 graus a 70 graus em relação ao eixo vertical (14); em que a parte superior de tronco (26) possui uma parede inclinada para fora a um segundo ângulo em relação ao eixo vertical (14), de 3 graus a 45 graus, e em que a parte inferior de tronco de cone (24), com a parede inclinada para dentro, encosta na parede inclinada para fora, formando um gargalo de casco (32) com um diâmetro do gargalo de casco (D3); e h. pelo menos um tanque de lastro (58a) em comunicação com uma central de controle (52) no casco (12), o dito pelo menos um tanque de lastro (58a) sendo para lastragem e deslastragem do casco (12).

2. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender hélices (44a, 44b) fixadas à quilha plana (20) operadas por um motor (46) conectado a um gerador (48), com o motor (46) e o gerador (48) conectados a um tanque de combustível (50), com as hélices (44a, 44b), o motor (46) e o gerador (48) em comunicação com um sistema de navegação (54) em uma central de controle (52) montada sobre o convés principal (36), com a central de controle (52) usando o sistema de navegação (54) para posicionar dinamicamente a estrutura flutuante (10) lastrada sobre um poço (56) para perfuração ou para propulsão durante o trânsito, quando sem lastro.

3. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de compartimentos estanques (60a, 60b, 60c, 60d) entre o lado externo de casco (16) e o lado interno de casco (18).

4. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de compreender uma parte cilíndrica superior (62) conectada entre o convés principal (36) e a parte superior de tronco de cone (28).

5. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de compreender um primeiro túnel (64) estendido através da parte inferior cilíndrica (22) até a piscina central (38), onde o primeiro túnel (64) tem uma primeira parede lateral de primeiro túnel (66), uma segunda parede lateral de primeiro túnel (68) e uma parte superior de primeiro túnel (70) conectando as paredes laterais de primeiro túnel (66, 68).

6. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de compreender uma parte inferior de primeiro túnel (72) conectada entre as paredes laterais de primeiro túnel (66, 68).

7. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que compreende uma antepara (75a, 75b) desviadora de trânsito de fluido, a antepera (75a, 75b) sendo formada entre pelo menos uma das paredes laterais de primeiro túnel (66, 68) do primeiro túnel (64) que se prolonga para dentro da piscina central (38) ligada à quilha plana (20).

8. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um compartimento de tanque de lastro (79a, 79b) formado na antepera desviadora de trânsito de fluido (75b).

9. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de compreender um segundo túnel (74) estendido através da parte inferior cilíndrica (22) dentro da piscina central (38), o segundo túnel (74) compreendendo um par de paredes laterais de segundo túnel (76, 78) conectado a uma parte superior de primeiro túnel (80).

10. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de compreender uma parte inferior de segundo túnel (82) no segundo túnel (74) conectada entre as paredes laterais de segundo túnel (76, 78).

11. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de a piscina central (38) ser formada centralmente em torno do eixo vertical (14).

12. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de uma piscina central elipsóide (38) ter um raio menor (84), que é de 10 por cento a 30 por cento do diâmetro do convés principal (36), e um raio maior (86), que é de 25 por cento a 50 por cento do diâmetro do convés principal (36).

13. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de compreender uma parte de diâmetro constante (90) para a piscina central (38), que se estende até 16 metros da quilha plana (20) e é formada na parte inferior cilíndrica (22), que se prolonga até a quilha plana (20).

14. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de terraços para controle de arfagem (92) formada numa parte de parede (94) da piscina central (38).

15. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de perfurações (98a-98f) em cada um da pluralidade de terrações para controle de arfagem (92).

16. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de compreender uma parte inferior de tronco de cone da quilha (23) estendendo-se a partir da parte inferior cilíndrica (22) numa direção afastada do eixo vertical (14).

17. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizada pelo fato de compreender um primeiro dispositivo de redução de deslocamento (91a) formado na parte superior de tronco de cone (28) ou na parte inferior de tronco de cone (24).

18. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de compreender um segundo dispositivo de redução de deslocamento (91b) formado na parte superior de tronco de cone (28) ou na parte inferior de tronco de cone (24) oposta ao primeiro dispositivo de redução de deslocamento (91a).

19. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de conveses inferiores (37a, 37b) formada no casco (12) entre o convés principal (36) e a parte inferior de tronco de cone (24).

20. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada pelo fato de compreender: anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) com uma abertura (303) montada no casco (12) da estrutura flutuante (10), o anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) proporcionando uma plataforma de aterragem submarina semipermanente para uma embarcação flutuante, em que o anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) proporciona um engate com a quilha plana (20), permitindo pelo menos um dentre: uma operação submarina e uma operação de reservatório através da piscina central (38) e da abertura (303), ao mesmo tempo, criando uma condição ambientalmente segura para a operação submarina, a operação de reservatório, ou a operação submarina e a operação de reservatório.

21. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato do anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) ter uma capacidade de 4597 metros cúbicos a 305614 metros cúbicos.

22. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizada pelo fato do anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) compreender de três a quatro seções de armazenamento com anteparas (302a- 302d) entrelaçadas como peças de quebra-cabeça.

23. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizada pelo fato de compreender um estabilizador para prevenção contra abrasão contínua (320), conectado em torno do anel de armazenamento flutuante compartimentado (300).

24. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizada pelo fato do anel de armazenamento flutuante compartimentado (300) compreender uma pluralidade de seções de armazenamento com anteparas (302a-302d), em que cada seção de armazenamento com anteparas (302a-302d) compreende: a. uma câmara (304) para armazenar fluidos, sólidos, gases ou as suas combinações; b. uma cobertura (306) sobre a câmara (304); c. um orifício de entrada (308a-308d) e um orifício de saída (309a-309d) para escoar fluidos, sólidos, gases ou suas combinações para dentro ou para fora da câmara (304); d. um receptáculo (311a-311d) em cada seção de armazenamento com anteparas (302a-302d); e e. uma garra de trava (312a-312d) em cada seção de armazenamento com anteparas (302a-302d) para engatar um receptáculo sobre uma seção de armazenamento com anteparas adjacente, permitindo que seções de armazenamento com anteparas (302a-302d) sejam travadas entre si.

25. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de cada seção de armazenamento com anteparas (302a-302d) compreender um estabilizador externo (310a-310b), um estabilizador interno (313), ou o estabilizador externo (310a-310b) e o estabilizador interno (313).

26. Estrutura flutuante (10), de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de cada seção de armazenamento com anteparas (302a-302d) ser lastreada para flutuar debaixo d’água.

27. Estrutura flutuante (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizada pelo fato de compreender uma torre (2), um heliporto (57), acomodações (53), ou suas combinações.

Images