BR112016017913B1

BR112016017913B1 - Aparelho e método para instalar um furo de poço em um leito marítimo

Info

Publication number: BR112016017913B1
Application number: BR112016017913-7A
Authority: BR
Inventors: Stuart Ellison
Original assignee: Enovate Systems Limited
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2022-03-22
Also published as: US10253569B2; PL3102771T3; US20160333641A1; CA2934446C; DK3102771T3; AU2015213839B2; EP3102771B1; CN105992857B; EP3102771A1; CA2934446A1; GB201402176D0; WO2015118348A1; CN105992857A; BR112016017913A2; AU2015213839A1

Abstract

aparelho e método para instalar um furo de poço em um leito marítimo. a invenção se refere a um aparelho (10) para instalar um furo de poço (12) em um leito marítimo (14). o aparelho inclui um membro de sucção (16) incluindo um alojamento (17) definindo uma câmara (18). o alojamento (17) tem uma extremidade aberta (20). a extremidade aberta (20) define uma borda dianteira (22) para engate com o leito marítimo (14). o aparelho (10) inclui uma cabeça de poço (24) localizada em uma extremidade oposta à extremidade aberta (20) para engate com um conduto (28). o conduto (28) é acoplado ao alojamento (17). o conduto (28) se estende do meio de cabeça de poço (24) através da câmara (18). quando o furo de poço (12) é instalado no leito marítimo, o aparelho (10) provê uma barreira ou barreira de poço, que é capaz de isolar e/ou manter uma pressão de furo de poço. o aparelho (10) permite a instalação de uma cabeça de poço (24) e/ou um conduto (28) sem a necessidade de perfuração e/ou operações de jateamento anteriores em um local de furo de poço.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um aparelho e um método para instalar um furo de poço em um leito marítimo.

Fundamentos

[002] Furos de poço submarinos podem ser perfurados usando uma embarcação de perfuração dedicada ou um equipamento de perfuração.

[003] A embarcação de perfuração pode ser usada para perfurar uma série de furos de poço sucessivamente menores e para instalar um ou mais condutores nos furos de poço para manter a integridade completa e estabelecer o controle do poço.

[004] Um grande furo aberto na água pode ser perfurado ou jateado para conduzir um comprimento de condutor conectado a um alojamento de cabeça de poço de baixa pressão. Subsequentemente, um segundo furo menor pode ser perfurado dentro do primeiro no qual um comprimento de tubulação interna de superfície conectado a um alojamento de cabeça de poço de alta pressão pode ser conduzido. Estas duas colunas de tubulação interna podem ser suspensas de cabeças de poço localizadas no leito marítimo. Este método para perfurar pode resultar em grandes quantidades de cortes de perfuração e fluidos de perfuração sendo depositados no meio ambiente. Este método de perfuração pode ser vulnerável para encontros de gás superficial e pode depender de equipamento tal como uma mesa rotativa, um acionamento de topo, uma torre de perfuração, etc., que pode estar apenas disponível em uma embarcação de perfuração dedicada. Uma vez que a cabeça de poço de alta pressão é instalada no leito marítimo, a embarcação de perfuração dedicada pode conduzir e instalar a pilha de BOP, que pode ser seguida pela instalação de um tubo ascendente marinho. Deste ponto em diante, uma embalagem de controle de poço completa pode estar disponível, que pode responder a qualquer influxo de furo de poço. O uso de uma embarcação de perfuração dedicada ou equipamento de perfuração pode ser bastante caro e intensivo em tempo.

[005] Um método e um aparelho associado para configurar uma ou mais colunas de tubulação interna de condutor são descritos no WO01/65050 (Strand, H.). O aparelho e o método de Strand requerem o uso de uma subestrutura de sucção, que permite a instalação da tubulação interna do condutor por meio de empilhamento.

[006] Patente US No 4.830.541 descreve um aparelho, que é equipado com um dispositivo de sucção Venturi e uma abertura central para receber um tubo condutor de poço.

Sumário da Invenção

[007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um aparelho para instalar um furo de poço em um leito marítimo compreendendo um meio de sucção compreendendo um alojamento definindo uma câmara, o alojamento tendo uma extremidade aberta, em que a extremidade aberta define uma borda dianteira para engate com o leito marítimo, um meio de cabeça de poço localizado em uma extremidade oposta da extremidade aberta para engate com pelo menos um conduto, o pelo menos um conduto sendo acoplado ao alojamento, em que pelo menos um conduto se estende substancialmente do meio de cabeça de poço através da câmara, quando o furo de poço é instalado no leito marítimo, o aparelho provê uma barreira ou barreira de poço, que é capaz de isolar e/ou manter uma pressão de furo de poço (interna).

[008] Por exemplo, o aparelho pode prover uma barreira, que pode ser capaz de isolar fluidos de furo de poço pressurizados da formação circundante e/ou do meio ambiente. O aparelho pode ser instalado em uma profundidade desejada e/ou predeterminada sob o leito marítimo. O aparelho pode permitir a instalação de um furo de poço, de uma cabeça de poço e/ou de pelo menos um conduto sem a necessidade de perfuração e/ou operações de jateamento anteriores no local de furo de poço. O alojamento do meio de sucção pode compreender, definir ou formar um membro tubular ou uma saia. O membro tubular ou saia pode ser arranjado de modo a circundar o pelo menos um conduto. O alojamento do meio de sucção pode incluir uma tampa, que pode ser provida na extremidade oposta da extremidade aberta. A tampa pode ser arranjada de modo a encerrar ou definir a câmara do alojamento. A tampa e/ou membro tubular pode formar integralmente ou definir o alojamento (por exemplo, o meio de sucção). A extremidade aberta pode ser arranjada oposta à tampa do alojamento. O alojamento (por exemplo, o meio de sucção) pode ser de um formato cilíndrico e/ou anular.

[009] A tampa pode incluir pelo menos uma primeira abertura ou orifício. A primeira abertura ou orifício pode ser configurada para receber o meio de cabeça de poço. O meio de cabeça de poço pode ser formado ou arranjado, por exemplo, formado ou arranjado integralmente, sobre ou dentro do alojamento, por exemplo, sobre ou dentro da primeira abertura da tampa. O meio de cabeça de poço pode ser afixado ou fixado ao alojamento (por exemplo, o meio de sucção) de modo a restringir substancialmente o movimento e/ou a deflexão do meio de cabeça de poço com relação ao alojamento. Em alguns exemplos, o meio de cabeça de poço pode ser fixado, tal como rigidamente fixado, ao alojamento, por exemplo, por pelo menos uma trava mecânica. Em outros exemplos, o meio de cabeça de poço pode ser soldado ao alojamento. Alternativamente, o meio de cabeça de poço pode ser afixado de modo liberável ou preso ao alojamento e/ou à primeira abertura da tampa. O meio de cabeça de poço pode ser afixado ou fixado ao alojamento de modo a criar uma (baixa) pressão contendo uma vedação entre o meio de cabeça de poço e o alojamento. O meio de cabeça de poço pode compreender meios de cabeça de poço de alta pressão. Por exemplo, o meio de cabeça de poço pode compreender uma cabeça de poço travada para baixo (SRLD) rígida de relé (por exemplo, da Aker Solutions).

[0010] O pelo menos um conduto pode ser acoplado de modo liberável ao alojamento. O acoplamento liberável do pelo menos um conduto ao alojamento pode permitir a substituição e/ou retroencaixe do pelo menos um conduto ao alojamento. Em outros exemplos, o pelo menos um conduto pode ser integral ou integrado com o alojamento. Alternativamente ou adicionalmente, o pelo menos um conduto pode ser acoplado de modo permanente ao alojamento.

[0011] O meio de cabeça de poço pode acoplar ou conectar, por exemplo, acoplar ou conectar de modo liberável, o pelo menos um conduto ao alojamento. Em outros exemplos, o pelo menos um conduto pode ser integral ou integrado com o meio de cabeça de poço. Alternativamente ou adicionalmente, o pelo menos um conduto pode ser acoplado de modo permanente ao meio de cabeça de poço. O meio de cabeça de poço pode compreender ou definir uma interface, por exemplo, uma suspensão de tubulação interna, para conectar o pelo menos um conduto ao alojamento. O meio de cabeça de poço pode fixar e/ou afixar, por exemplo, fixar de modo rígido e/ou afixar o pelo menos um conduto ao alojamento (por exemplo, meios de sucção).

[0012] O alojamento, o meio de cabeça de poço e/ou o pelo menos um conduto pode definir e/ou formar, por exemplo, definir e/ou formar integralmente o aparelho.

[0013] Em alguns exemplos, o pelo menos um conduto pode compreender meios para suspender e/ou conectar pelo menos um conduto adicional.

[0014] O pelo menos um conduto pode ser concentricamente e/ou coaxialmente arranjado dentro da câmara do alojamento (por exemplo, o meio de sucção). O pelo menos um conduto pode se estender ou ser arranjado substancialmente paralelo com relação ao membro tubular do alojamento. Em alguns exemplos, o pelo menos um conduto pode se projetar ou se estender além da extremidade aberta do alojamento. Em outros exemplos, o pelo menos um conduto pode coincidir ou ser longitudinalmente alinhado com a extremidade aberta do alojamento. Alternativamente, o pelo menos um conduto pode ser retraído da extremidade aberta do alojamento, isto é, um comprimento do pelo menos um conduto pode ser menor que um comprimento do meio de sucção ou do membro tubular do alojamento. O comprimento do pelo menos um conduto pode estar em uma faixa de 5 a 20 m, e preferivelmente cerca de 8 m.

[0015] O pelo menos um conduto pode compreender a pelo menos uma tubulação interna, condutor, tubular ou semelhante. O pelo menos um conduto pode ser cilíndrico.

[0016] O diâmetro do pelo menos um conduto pode estar em uma faixa de 10 a 30 polegadas (25,4 cm a 76,2 cm), e preferivelmente cerca de 20 polegadas (50,8 cm). O diâmetro do alojamento pode estar em uma faixa de 50 a 200 polegadas (1,27 m a 5,08 m), e preferivelmente cerca de 150 polegadas (3,81 m). O diâmetro do alojamento é maior que o diâmetro do pelo menos um conduto. O diâmetro maior do alojamento pode intensificar uma integridade estrutural do aparelho, tal como uma resistência ao dobramento do pelo menos um conduto e/ou alojamento.

[0017] O alojamento pode compreender um ou mais meios de centralização. O meio de centralização pode ser arranjado dentro da câmara do alojamento. O meio de centralização pode prover ou manter uma orientação e/ou posição do pelo menos um conduto dentro da câmara do alojamento. Por exemplo, o meio de centralização pode orientar ou posicionar o pelo menos um conduto de modo que o pelo menos um conduto pode se estender substancialmente através de um centro da câmara do alojamento. Alternativamente ou adicionalmente, o meio de centralização pode intensificar a integridade estrutural do aparelho, por exemplo, aumentar a resiliência de dobramento do pelo menos um conduto, alojamento e/ou aparelho.

[0018] O aparelho e/ou alojamento pode compreender um ou mais trajetos de carga, por exemplo, trajetos de carga laterais, por exemplo, espaçados verticalmente ou deslocados um do outro. Provendo o aparelho e/ou alojamento com um ou mais trajetos de carga laterais, a integridade estrutural do aparelho pode ser intensificada, tal como a resistência ao dobramento do pelo menos um conduto, alojamento e/ou aparelho, por exemplo, em uso.

[0019] Por exemplo, o meio de centralização pode prover pelo menos um trajeto de carga, tal como um trajeto de carga lateral. O pelo menos um trajeto de carga pode levar a uma resistência aumentada ao dobramento do pelo menos um conduto e/ou aparelho. O meio de centralização pode ser provido próximo à extremidade aberta e/ou à porção inferior do alojamento. O meio de cabeça de poço e/ou acoplamento do pelo menos um conduto ao alojamento pode prover pelo menos um trajeto de carga adicional, tal como pelo menos um trajeto de carga lateral adicional, por exemplo, espaçado verticalmente ou deslocado do pelo menos um trajeto de carga.

[0020] O um ou mais meio de centralização pode compreender pelo menos um membro de centralização, por exemplo, um membro de centralização radial. O pelo menos um membro de centralização pode ser acoplado entre o interior do alojamento e o pelo menos um conduto, por exemplo, para manter o pelo menos um conduto em uma posição centralizada e/ou para prover um trajeto de carga lateral.

[0021] O pelo menos um conduto pode compreender ou definir pelo menos uma porção de guia, localizada em uma extremidade distal do pelo menos um conduto. A porção de guia pode facilitar o engate do pelo menos um conduto com o leito marítimo após a inserção do aparelho no leito marítimo. Em alguns exemplos, a porção de guia pode ser uma sapata ou uma sapata guia, que pode compreender um perfil arredondado.

[0022] Em uso, o aparelho pode ser suspenso ou que pode ser suspenso de uma embarcação ou embarcação de superfície. Em alguns exemplos, o aparelho pode ser baixado de uma embarcação para o leito marítimo por uma ou mais amarras, linhas, correntes ou semelhantes, em uso. Em outros exemplos, o aparelho pode ser baixado usando um fio e/ou um membro tênsil enrolado, tal como uma tubulação enrolada.

[0023] Em uso, o aparelho pode ser localizado ou posicionado no leito marítimo em uma orientação perpendicular ou vertical, isto é, a tampa pode ser localizada substancialmente oposta ao leito marítimo.

[0024] Em uso, a porção de guia do pelo menos um conduto e/ou a extremidade aberta (ou borda dianteira) da câmara pode engatar com o leito marítimo. Após contato com o leito marítimo, a porção de guia do pelo menos um conduto e/ou a extremidade aberta (ou borda dianteira) da câmara pode penetrar ou perfurar o leito marítimo, por exemplo, devido a um peso ou peso próprio do aparelho.

[0025] Em uso, uma vedação pode ser formada entre o alojamento (por exemplo, o meio de sucção) e o leito marítimo. A vedação pode restringir um fluxo entre um volume interior do alojamento e um volume exterior do alojamento (por exemplo, circundando o corpo de água).

[0026] Em uso, a pelo menos uma abertura pode ser fechada, vedada e/ou pode ser vedada para restringir o fluxo entre o volume interior e o volume exterior do alojamento.

[0027] A tampa pode incluir pelo menos uma segunda abertura ou orifício. A segunda abertura ou orifício pode receber ou incluir um meio para conectar um ou mais dispositivos de sucção ou pressão, por exemplo, uma bomba (mecânica ou centrífuga), ao alojamento (meio de sucção). Em alguns exemplos, o dispositivo de sucção ou pressão pode estar localizado em uma estrutura de superfície, por exemplo, em uma embarcação de superfície, plataforma de superfície, equipamento de superfície ou semelhantes. Em outros exemplos, o dispositivo de sucção pode ser desdobrado em um local submarino remoto ou um local de superfície. Um ou mais condutos ou tubulares adicionais, por exemplo, um ou mais conectores umbilicais ou semelhantes, podem conectar o dispositivo de sucção ao alojamento. O dispositivo de sucção ou de pressão pode ser adaptado para criar uma subpressão (pressão negativa) ou vácuo na câmara do alojamento, por exemplo, através da evacuação do volume interior da câmara do alojamento. O dispositivo de sucção ou de pressão pode criar um diferencial de pressão entre o volume interior e o volume exterior do alojamento. Quaisquer fluidos e/ou partículas, por exemplo, material de leito marítimo, contido dentro da câmara do alojamento pode ser bombeado pelos dispositivos de sucção no corpo de água circundante (por exemplo, um volume exterior), criando a pressão negativa ou a subpressão na câmara. Em alguns exemplos, um Veículo Operado Remotamente (ROV) pode operar e/ou conectar o dispositivo de sucção ou pressão ao alojamento, em uso. Em outros exemplos, o dispositivo de sucção pode ser conectado ao alojamento e/ou ao meio de sucção antes do desdobramento do aparelho no leito marítimo.

[0028] Em uso, a subpressão dentro da câmara do meio de sucção pode avançar, acionar ou forçar o aparelho para dentro do leito marítimo, dessa forma embutindo ou enterrando, por exemplo, pelo menos parcialmente embutindo ou enterrando do aparelho no leito marítimo.

[0029] Em uso, a profundidade e/ou a taxa de inserção do aparelho no leito marítimo pode ser controlável. Por exemplo, a câmara pode ser evacuada por um certo tempo e/ou usando uma certa velocidade de bombeamento de modo a embutir e/ou enterrar o aparelho a uma profundidade predeterminada. O aparelho pode compreender um ou mais meios de guia, tal como linhas de guia espaçadas verticalmente ou semelhantes, para monitorar a profundidade e/ou a taxa de inserção. Por exemplo, um ROV pode ser usado para monitorar a profundidade de inserção e/ou a posição do aparelho, em uso.

[0030] Em uso, o aparelho pode prover a instalação simultânea do pelo menos um conduto e/ou meio de cabeça de poço por sucção.

[0031] Os meios de cabeça de poço podem prover um meio para a conexão de uma ou mais válvulas, tal como aquelas encontradas em um ou mais controladores preventivos de erupção (BOPs) e/ou árvores de natal, tubo ascendente de perfuração marítima ou semelhantes.

[0032] Subsequente à instalação, por exemplo, embutimento parcial ou completo do aparelho no leito marítimo, uma ou mais válvulas, por exemplo, um ou mais válvulas e/ou pilhas de controlador preventivo de erupção (BOP) podem ser instaladas no aparelho. A uma ou mais válvulas pode ser instalada usando uma embarcação de superfície menor, tal como uma embarcação flutuante. A instalação da uma ou mais válvulas no aparelho pode prover controle de pressão do furo de poço. Por exemplo, em formações de furo de poço contendo gás superficial, a instalação da uma ou mais válvulas pode levar a segurança aumentada durante operações de furo de poço, tal como (subsequente) operações de perfuração e/ou de jateamento. Alternativamente ou adicionalmente, uma ou mais válvulas pode ser conectada ao aparelho antes do desdobramento e/ou da instalação do aparelho no leito marítimo. O aparelho e/ou o meio de cabeça de poço pode ser capaz de suportar um peso de uma ou mais válvulas de BOP e/ou pilhas.

[0033] Pelo menos um tubular, tal como um tubo ascendente ou um tubo ascendente de perfuração marítima, pode ser instalado para conectar a uma ou mais válvula e/ou os meios de cabeça de poço à estrutura de superfície, por exemplo, para operações de furo de poço subsequentes, tais como perfuração e/ou jateamento. O aparelho pode prover uma conexão, por exemplo, conexão pressurizada, do meio de cabeça de poço para o tubo ascendente antes de quaisquer operações de perfuração e/ou de jateamento. O tubo ascendente pode permitir a recuperação do corte de perfuração e/ou do fluido de perfuração, que pode acumular durante perfuração (subsequente), operações de jateamento e/ou empilhamento. O aparelho pode ser capaz de suportar o tubo ascendente conectado a ele e/ou qualquer dinâmica ou movimento associado com o tubo ascendente.

[0034] Alternativamente ou adicionalmente, o aparelho e/ou o meio de cabeça de poço pode ser capaz de suportar qualquer carga ambiental, tal como carga de onda ou semelhantes.

[0035] O aparelho pode prover meios para instalar furo de poço submarinos no leito marítimo sem a necessidade de perfuração e/ou jateamento de uma ou mais seções de furo de topo e/ou instalação de um ou mais condutos com o furo de poço.

[0036] O aparelho pode incluir meios para cimentar o aparelho no leito marítimo. O meio para cimentar pode ter um ou mais tubulares que podem ser inseridos no pelo menos um conduto para bombear o cimento para dentro do furo de poço. Alternativamente ou adicionalmente, o cimento pode ser bombeado diretamente através do pelo menos um conduto. O pelo menos um conduto pode ter uma ou mais perfurações através das quais o cimento pode sair para dentro da formação de furo de poço. Alternativamente ou adicionalmente, a porção de guia do pelo menos um conduto pode compreender uma ou mais perfurações através das quais o cimento pode sair para dentro da formação de furo de poço.

[0037] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um método para instalar um furo de poço em um leito marítimo, o método compreendendo prover um aparelho de instalação de furo de poço de acordo com o primeiro aspecto da invenção; abaixar o aparelho no engate com o leito marítimo; criar um diferencial de pressão entre um interior e um exterior do aparelho para forçar ou acionar o aparelho no leito marítimo.

[0038] O método permite a instalação de uma barreira ou uma barreira de poço, que pode ser capaz de isolar e/ou manter uma pressão (interna) de furo de poço. O método permite a instalação simultânea de um meio de cabeça de poço e pelo menos um conduto no leito marítimo.

[0039] O método pode compreender controlar uma profundidade ou taxa de inserção do aparelho no leito marítimo. Por exemplo, o método pode compreender ajustar um tempo de evacuação e/ou velocidade de bombeamento de modo a embutir e/ou enterrar o aparelho a uma profundidade predeterminada.

[0040] O método pode compreender estabelecer o controle de furo de poço através da instalação de uma ou mais válvulas no aparelho de instalação de furo de poço. A uma ou mais válvulas pode compreender uma ou mais válvulas de BOP e/ou válvulas tipo árvore de natal. Em alguns exemplos, uma ou mais válvulas pode ser conectada ao aparelho antes do desdobramento e/ou da instalação. Em outros exemplos, a uma ou mais válvulas pode ser instalada subsequente ao desdobramento e/ou instalação do aparelho no leito marítimo. O controle de furo de poço pode ser estabelecido antes de qualquer perfuração ou operações de jateamento.

[0041] O método pode também inclui a conexão de canalização ou tubulação, tal como um tubo ascendente ou tubo ascendente de perfuração marinha, ao aparelho. O tubo ascendente pode ser conectado e/ou conectável ao meio de cabeça de poço e/ou uma ou mais válvulas.

[0042] O aparelho pode também incluir cimentar o aparelho no leito marítimo. Cimento pode ser bombeado ou direcionado através do pelo menos um conduto. O cimento pode sair do conduto para a formação de furo de poço circundante ou meio ambiente através de uma ou mais perfurações, que podem estar presentes no pelo menos um conduto e/ou porção de guia do pelo menos um conduto.

[0043] Deve ser entendido que as características definidas acima de acordo com qualquer aspecto da presente invenção ou abaixo com relação a qualquer modalidade específica da invenção podem ser utilizadas, tanto sozinhas ou em combinação com qualquer outra característica definida, em qualquer outro aspecto ou modalidade da invenção.

Breve descrição dos desenhos

[0044] Estes e outros aspectos da presente invenção serão descritos agora como forma de exemplo apenas, com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 é uma vista diagramática de um aparelho para instalar um furo de poço em um leito marítimo de acordo com uma modalidade da presente invenção, com o aparelho mostrado suspenso a partir de uma embarcação de superfície; a Figura 2 é uma representação em perspectiva de um meio de sucção do aparelho da Figura 1; a Figura 3 é uma vista seccional longitudinal do aparelho da Figura 2; a Figura 4 é uma representação aumentada de uma extremidade do aparelho da Figura 3 com uma cabeça de poço; a Figura 5 é uma representação de um conduto do aparelho da Figura 3 com o meio de cabeça de poço conectada a ele; e as Figuras 6 (a), (b), (c) mostram vistas similares à Figura 1 e ilustram como um método de instalar o aparelho no leito marítimo é implementado.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0045] Referência primeiramente é feita à Figura 1, na qual é mostrado um aparelho, geralmente indicado pelo número de referência 10, para instalar um furo de poço 12 em um leito marítimo 14 (mostrado em esboço quebrado) de acordo com uma modalidade da presente invenção. O aparelho 10 compreende um membro de sucção ou ancoragem 16 compreendendo um alojamento 17 definindo uma câmara 18. O alojamento 17 tem uma extremidade (de fundo) aberta 20, definindo uma borda dianteira 22 para engate com o leito marítimo 14. O aparelho 10 também inclui uma cabeça de poço 24 localizada em uma extremidade (de topo) 26 oposta à extremidade aberta 20 e é engatada com um conduto 28, que se estende substancialmente de uma cabeça de poço 24 através da câmara 18 além da borda dianteira 22.

[0046] Como visto na Figura 1, o aparelho 10 pode ser transportado para um local de furo de poço por uma embarcação ou barcaça 30. Nesta modalidade, o aparelho 10 é transportado para um local de furo de poço por uma embarcação de fornecimento ou uma embarcação de suporte de mergulho 30 compreendendo uma armação tipo A ou semelhante, da qual o aparelho 10 pode ser desdobrado.

[0047] Quando instalado no leito marítimo 14 em uma profundidade desejada (conforme mostrada no esboço quebrado), o aparelho 10 provê uma barreira de poço 32, que é capaz de isolar e/ou manter uma pressão (interna) de furo de poço. Por exemplo, o aparelho provê uma barreira 32, que é capaz de isolar fluidos de furo de poço pressurizados da formação circundante e/ou do meio ambiente. O aparelho 10 permite vantajosamente a instalação de uma cabeça de poço 24 e um conduto 28 sem a necessidade de perfuração e/ou operações de jateamento anteriores no local de furo de poço.

[0048] Referindo-se às Figuras 2, 3 e 4, a câmara 18 é formada ou definida pelo membro de sucção 16. O membro de sucção 16 compreende um alojamento cilíndrico 17, que tem uma cobertura circular ou tampa 40 na extremidade de topo 26 e que é aberta na extremidade aberta 20. O alojamento 17 do membro de sucção 16 ou uma parte do mesmo forma ou define um membro tubular 38 que é arranjado de modo a pelo menos parcialmente circundar o conduto 28. A tampa 40 e o membro tubular 28 formam o alojamento 17 e dessa forma, encerrando ou definindo a câmara 18 do membro de sucção 16. A tampa 40 tem uma abertura ou orifício 44 para receber a cabeça de poço 24, que é acoplada ao alojamento 17 do membro de sucção 16. A cabeça de poço 24 é afixada ou fixada ao alojamento 17 de modo a restringir substancialmente o movimento e/ou a deflexão da cabeça de poço 24 com relação ao alojamento 17. Nesta modalidade, a cabeça de poço 24 é fixada, tal como fixada de modo rígido, ao meio de sucção por uma trava mecânica (não mostrada no interesse de clareza). A cabeça de poço 24 pode ser pré-carregada mecanicamente em um perfil 45 do alojamento 17, que é capaz de aceitar e/ou travar a cabeça de poço 24 no alojamento 17 e/ou na primeira abertura 44 do membro de sucção 16, conforme mostrado na Figura 4. A cabeça de poço 24 é afixada ou fixada ao alojamento 17 de modo a criar uma (baixa) pressão contendo uma vedação entre a cabeça de poço 24 e o alojamento 17. A cabeça de poço 24 pode ser uma cabeça de poço de alta pressão 24, tal como uma cabeça de poço de trava rígida de relé (SRLD) (por exemplo, da Aker Solutions).

[0049] A cabeça de poço 24 define uma interface para conectar, por exemplo, uma suspensão de tubulação interna, o conduto 28 ao alojamento 17. Nesta modalidade, o conduto 28 é integralmente conectado à cabeça de poço 24, como melhor visto na Figura 5. A cabeça de poço 24 fica ou afixa, por exemplo, fixa ou afixa rigidamente o conduto 28 ao alojamento 17. O alojamento 17, a cabeça de poço 24 e/ou o pelo menos um conduto 28 pode definir ou formar, por exemplo, definir ou formar integralmente o aparelho 10, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3.

[0050] Como pode ser visto na Figura 3, o conduto 28 é coaxialmente arranjado dentro da câmara 18 do alojamento 17 e se estende além da extremidade aberta 20 do alojamento 17. Nesta modalidade, o comprimento do conduto 28 é de cerca de 8 m. O comprimento do conduto 28 pode depender do local de furo de poço, por exemplo, propriedades da formação, etc.

[0051] O conduto 28 tem um diâmetro de cerca de 20 polegadas (50,8 cm).

[0052] O alojamento 17 tem um diâmetro de cerca de 150 polegadas (3,81 m). Provendo o alojamento 17 com um diâmetro maior que aquele do conduto 28, a integridade estrutural do aparelho 10, tal como uma resistência ao dobramento, é intensificada.

[0053] Como pode ser visto nas Figuras 2 e 3, um centralizador de conduto 46, que tem uma pluralidade de membros de centralização radiais 48, é acoplado entre o interior do alojamento 17 e o conduto 28 para manter o conduto em uma posição centralizada, conforme mostrado. O centralizador de conduto 46 pode também intensifica a integridade estrutural do aparelho 10. Nesta modalidade, o centralizador de conduto 46 é provido próximo à extremidade aberta do alojamento 17. O centralizador de conduto 46 provê um primeiro trajeto de carga lateral. A cabeça de poço 24 e / ou o acoplamento do conduto 28 ao alojamento 17 provê um segundo trajeto de carga lateral espaçado verticalmente do primeiro trajeto de carga. O primeiro e o segundo trajetos de carga laterais podem aumentar a resistência ao dobramento do conduto 28, alojamento 17 e/ou aparelho 10.

[0054] Referindo-se agora às Figuras 3 e 5, o conduto 28 tem uma sapata de guia 52 com um perfil arredondado, localizada em uma extremidade distal do conduto 28. A sapata de guia 52 facilita o engate e a penetração do conduto 28 com o leito marítimo 14 após a inserção do aparelho 10 no leito marítimo 14.

[0055] Referindo-se às Figuras 6 (a) a 6 (d), que mostram como o aparelho 10 é desdobrado. Primeiramente, o aparelho 10 pode ser suspenso ou que pode ser suspenso de uma embarcação ou embarcação de superfície 30 (Figura 6 (a)). O aparelho 10 é então baixado de uma embarcação 30 para o leito marítimo 14 pode uma ou mais amarras 54, linhas, correntes ou semelhantes, de modo que é inicialmente localizado ou posicionado no leito marítimo 14 em uma orientação perpendicular ou vertical, como mostrada na Figura 6 (b) e a borda dianteira 20 estando no leito marítimo com a sapata de guia 52 penetrando o leito marítimo 14 devido a um peso ou peso próprio do aparelho 10. Quando isto acontece, uma vedação 57 é formada entre o alojamento 17 e o leito marítimo 14. A vedação restringe o fluxo entre um volume interior 56 do alojamento 17 e o corpo circundante de água 58.

[0056] A tampa 40 inclui uma abertura ou orifício adicional 60, conforme mostrado nas Figuras 2 e 4, que é configurado para receber ou conectar a um conector umbilical 64 ou semelhantes para conectar um dispositivo de sucção 62 ao alojamento 17. O dispositivo de sucção 62 localizado na estrutura de superfície 63, por exemplo, em uma embarcação de superfície 30, é conectado ao alojamento 17 pelo conector umbilical 64, como mostrado nas Figuras 6 (a) a 6 (c), e atuado para criar uma subpressão (pressão negativa) ou vácuo na câmara 18 do alojamento 17 pela evacuação do volume interior 56 da câmara 18. Isto cria um diferencial de pressão entre o volume interior 56 e o volume exterior 58 do alojamento 17. Fluidos e material de leito marítimo contido dentro da câmara 18 do alojamento 17 são bombeados pelos dispositivos de sucção 62 no corpo circundante de água 58, criando a pressão negativa ou subpressão na câmara do alojamento 17.

[0057] Em uso, o diferencial de pressão entre o volume interior 56 da câmara 18 e o corpo circundante de água 58 aciona ou força o aparelho 18 em uma direção para baixo C no leito marítimo 14, dessa forma embutindo, por exemplo, embutindo parcialmente, o aparelho 10 dentro do leito marítimo 14, conforme mostrado na Fig. 6 (c). Um ROV pode ser usado para monitorar a profundidade de inserção e/ou a posição do aparelho 10 no leito marítimo 14, em uso. Como mostrado nas Figuras 2 e 3, o aparelho 10 compreende linhas de guia de profundidade espaçadas verticalmente 39, que podem ser usadas para monitorar a profundidade de inserção.

[0058] A cabeça de poço 24 provê um meio para a conexão de uma ou mais válvulas 66, tal como aquelas encontradas em um ou mais controladores preventivos de erupção (BOPs) e/ou árvores de natal, tubo ascendente de perfuração marítima ou semelhantes.

[0059] Subsequente à instalação do aparelho 10 no leito marítimo, uma pilha de BOP é instalada no aparelho 10 em uso, como mostrado na Figura 6 (d), permitindo assim o controle de pressão do furo de poço 12, por exemplo, em formações de furo de poço 34 contendo gás superficial, que pode levar à segurança intensificada.

[0060] Canalização ou tubulação 68, tal como um tubo ascendente ou tubo ascendente de perfuração marinha 68, pode ser instalada para conectar o BOP 66 e/ou a cabeça de poço 24 a uma estrutura de superfície 63, tal como uma embarcação de superfície 30, plataforma de superfície 65, equipamento de superfície ou semelhante. O aparelho 10 provê uma conexão, por exemplo, conexão pressurizada, da cabeça de poço 24 para o tubo ascendente 68 antes de quaisquer operações de perfuração e/ou de jateamento. O tubo ascendente 68 pode ser provido para operações de perfuração subsequentes, como mostrado na Fig. 6 (d). Nesta modalidade, o aparelho 10 é capaz de suportar o tubo ascendente 68 conectado a ele e/ou qualquer dinâmica ou movimento associado com o tubo ascendente 68. O aparelho 10 e/ou a cabeça de poço 24 é capaz de suportar quaisquer cargas ambientais, tais como carga de onda ou semelhante.

[0061] O aparelho 10 e o método associado para instalar o aparelho 10 proveem um meio para instalar furo de poço 12 submarinos no leito marítimo 14 sem a necessidade de perfuração e/ou jateamento de uma ou mais seções de furo de topo e/ou instalação de um ou mais condutos 28 dentro do furo de poço 12. Através da remoção da necessidade de perfuração da seção de furo de topo, a deposição do corte de perfuração e/ou fluido de perfuração no ambiente é minimizada ou até eliminada. Alternativamente ou adicionalmente, através da remoção da necessidade de perfuração da seção de furo de topo, propriedades estruturais do furo de poço podem ser mudadas. Por exemplo, tubulações internas de superfície ou semelhantes podem ser substituídas pelo aparelho 10 para prover estabilidade estrutural do furo de poço 12.

[0062] O aparelho 10 e o método associado de instalação permite a instalação do BOP para estabelecer o controle de pressão do furo de poço usando embarcações de superfície menores. Em formações de furo de poço contendo gás superficial, a instalação da uma ou mais válvulas leva a segurança aumentada durante operações de furo de poço, tal como (subsequente) operações de perfuração e/ou de jateamento.

[0063] Através da conexão do tubo ascendente ao BOP 55 e/ou à cabeça de poço 24 antes das operações de perfuração, de jateamento e/ou de empilhamento, corte de perfuração e/ou fluido de perfuração, que pode acumular durante as operações de perfuração, jateamento e/ou empilhamento podem ser recuperados através do tubo ascendente.

[0064] Deve ser entendido que as modalidades descritas aqui são meramente exemplares e que várias modificações podem ser feitas a elas sem fugir do escopo da invenção.

[0065] Por exemplo, o aparelho 10 pode incluir um meio para cimentar o aparelho 10 no leito marítimo 14. O meio para cimentar pode compreender um ou mais tubulares (não mostrados) que são inseridos no conduto 28 para bombear o cimento para dentro do furo de poço 12. Alternativamente ou adicionalmente, o cimento pode ser bombeado diretamente através do conduto 28. O conduto 28 tem uma ou mais perfurações (não mostradas) através das quais o cimento sai da formação de furo de poço 34. A porção de guia 54 do pelo menos um conduto 24 pode compreender uma ou mais perfurações através das quais o cimento pode sair para dentro da formação de furo de poço 34.

[0066] Na modalidade descrita aqui anteriormente, o conduto 28 pode compreender a pelo menos uma tubulação interna, condutor, tubular ou semelhante.

[0067] Por exemplo, o conduto 28 e a cabeça de poço 24 pode ser forjada de uma peça única. A cabeça de poço 24 pode ser arranjada, por exemplo, integralmente arranjada, sobre ou dentro da primeira abertura 44 da tampa 40. Em um arranjo alternativo, o conduto 28 é conectado de modo liberável à cabeça de poço 24.

[0068] A cabeça de poço 24 pode ser soldada ao alojamento 17 ou ao membro de sucção 16. Alternativamente, a cabeça de poço 24 pode ser afixada de modo liberável ou presa ao alojamento 17 ou ao membro de sucção 16 e/ou à primeira abertura 44 da tampa 40. O acoplamento liberável do conduto 28 ao alojamento 17 pode permitir a substituição e/ou o retroencaixe do conduto 28 ao alojamento 16.

[0069] O comprimento do conduto 28 pode estar em uma faixa de 5 a 20 m. O diâmetro do conduto 28 pode estar na faixa de 10 a 30 polegadas (25,4 cm a 76,2 cm).

[0070] O diâmetro do alojamento pode estar na faixa de 50 polegadas a 200 polegadas (1,27 m a 5,08 m).

[0071] O conduto 28 pode incluir um membro (não mostrado) para suspender e/ou conectar pelo menos um conduto adicional (não mostrado). O membro de suspensão e/ou conexão pode ser uma rosca, um conector, ou semelhante.

[0072] Em alguns exemplos, o aparelho 10 e/ou o alojamento 17 pode compreender uma pluralidade de centralizadores de conduto 46, que podem prover uma pluralidade de trajetos de carga laterais.

[0073] Em algumas modalidades, o conduto 28 pode coincidir ou ser longitudinalmente alinhado com a extremidade aberta 20 do alojamento 17. Alternativamente, o conduto 28 pode ser retraído da extremidade aberta do membro de sucção 16, isto é, um comprimento do conduto pode ser menor que um comprimento do membro de sucção 16 ou do membro tubular do alojamento 17.

[0074] Em modalidades alternativas, o aparelho 10 pode ser baixado ao leito marítimo 14 usando um fio e/ou um membro tênsil enrolado, tal como uma tubulação enrolada (não mostrada). O dispositivo de sucção 62 pode ser desdobrado em um local submarino remoto ou um local de superfície.

[0075] O Veículo Operado Remotamente (ROV) (não mostrado) opera e/ou conecta o dispositivo de sucção 62 ao alojamento 17 (membro de sucção 16), em uso. Em outras modalidades, o dispositivo de sucção 62 pode ser conectado ao alojamento 17 (membro de sucção 16) antes do desdobramento do aparelho 10 no leito marítimo 14.

[0076] Em modalidades alternativas, o BOP 66 pode ser conectado ao aparelho 10 antes do desdobramento e/ou da instalação do aparelho 10 no leito marítimo 14. O aparelho 10 e/ou a cabeça de poço 24 pode ser capaz de suportar um peso do BOP 66.

[0077] O aparelho e o método associado de instalação da presente invenção proveem um meio para a instalação rápida e eficiente do furo de poço e/ou da barreira de poço. O aparelho pode ser instalado usando uma embarcação menor, isto é, a instalação do aparelho não requer o uso de uma embarcação ou equipamento de perfuração dedicado. O aparelho e o método associado para instalar o aparelho proveem um meio para instalar furo de poço submarinos no leito marítimo sem a necessidade de perfuração e/ou jateamento de uma ou mais seções de furo de topo e/ou instalação de um ou mais condutos dentro do furo de poço. Através da remoção da necessidade de perfuração da seção de furo de topo, a deposição do corte de perfuração e/ou fluido de perfuração no ambiente é minimizada ou até eliminada. Através da remoção da necessidade de perfuração da seção de furo de topo, propriedades estruturais do furo de poço podem ser mudadas. Por exemplo, tubulações internas de superfície ou semelhantes são substituídas pelo aparelho para prover estabilidade estrutural do furo de poço.

[0078] O aparelho e o método associado de instalação permitem a instalação da presente invenção do BOP para estabelecer o controle de pressão do furo de poço usando embarcações de superfície menores. Em formações de furo de poço contendo gás superficial, a instalação da uma ou mais válvulas leva a segurança aumentada durante operações de furo de poço, tal como (subsequente) operações de perfuração e/ou de jateamento.

[0079] Através da conexão do tubo ascendente ao BOP e/ou à cabeça de poço antes das operações de perfuração, de jateamento e/ou de empilhamento, corte de perfuração e/ou fluido de perfuração, que pode acumular durante as operações de perfuração, jateamento e/ou empilhamento são recuperados através do tubo ascendente.

[0080] O aparelho e/ou alojamento da presente invenção compreende um ou mais trajetos de carga, por exemplo, trajetos de carga laterais. Provendo um ou mais trajetos de carga lateral, que podem ser verticalmente espaçados ou deslocados um do outro, a integridade estrutural do aparelho pode ser intensificada, tal como a resistência ao dobramento do pelo menos um conduto, alojamento e/ou aparelho, em uso.

Claims

1. Aparelho (10) para instalar um furo de poço (12) em um leito marítimo (14), caracterizado pelo fato de que compreende: um membro de sucção (16) compreendendo um alojamento (17) definindo uma câmara de sucção (18) tendo um volume interior, o alojamento (17) tendo uma extremidade aberta (20), em que a extremidade aberta (20) define uma borda dianteira (22) para engate com o leito marítimo (14); e, uma cabeça de poço (24) localizado em uma extremidade do alojamento (17) oposta da extremidade aberta (20) para engate com pelo menos um conduto (28), o pelo menos um conduto (28) sendo acoplado ao alojamento (17), em que o pelo menos um conduto (28) se estende da cabeça de poço (24) através do volume interior da câmara de sucção (18), em que, quando o furo de poço (12) é instalado no leito marítimo (14), o aparelho (10) provê uma barreira ou barreira de poço, que é capaz de isolar e/ou manter uma pressão de furo de poço (12).

2. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho (10) permite a instalação da cabeça de poço (24) e/ou do pelo menos um conduto (28) sem a necessidade de perfuração precedente e/ou de operações de jateamento em um local de furo de poço (12).

3. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (17) do membro de sucção (16) forma um membro tubular ou uma saia e o alojamento (17) é de um formato cilíndrico e/ou anular, e é arranjado de modo a circundar o pelo menos um conduto (28).

4. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (17) do membro de sucção (16) inclui uma tampa que é provida na extremidade oposta da extremidade aberta (20).

5. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a tampa é disposta de modo a encerrar ou definir a câmara de sucção (18) do alojamento (17).

6. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a extremidade aberta (20) é disposta oposta à tampa do alojamento (17).

7. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a tampa inclui pelo menos uma primeira abertura ou abertura configurada para receber a cabeça de poço.

8. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) é acoplado de modo liberável ao alojamento (17).

9. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) é integral com o alojamento (17).

10. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (17), os meios de cabeça de poço e/ou o pelo menos um conduto (28) define(m) e/ou forma(m) o aparelho (10).

11. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) é arranjado concentricamente e/ou coaxialmente dentro da câmara de sucção (18) do alojamento (17).

12. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) se projeta ou se estende além da extremidade aberta (20) do alojamento (17).

13. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do alojamento (17) é maior do que um diâmetro do pelo menos um conduíte e o diâmetro maior do alojamento (17) aumenta a integridade estrutural do aparelho (10).

14. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (17) compreende um ou mais centralizadores, dispostos dentro da câmara de sucção (18) do alojamento (17).

15. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) compreende ou define pelo menos uma porção de guia, localizado em uma extremidade distal do pelo menos um conduto (28).

16. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, em uso, uma vedação é formada entre o alojamento (17) e o leito marítimo (14).

17. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a tampa inclui pelo menos uma segunda abertura ou orifício, recebendo ou incluindo meios para conexão de um ou mais dispositivo(s) de sucção ou pressão ao alojamento (17).

18. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que, em uso, uma pressão dentro da câmara de sucção (18) do alojamento (17) avança, conduz ou força o aparelho (10) no leito marítimo (14), desse modo incorporando ou enterrando o aparelho (10) no fundo do mar.

19. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) e o alojamento (17) estão diretamente conectados um ao outro.

20. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cabeça de poço conecta o pelo menos um conduto (28) ao alojamento (17).

21. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cabeça do poço é fixa no alojamento (17) de modo a criar uma vedação contendo pressão entre a cabeça do poço e o alojamento (17).

22. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cabeça de poço está conectada ou fixada ao alojamento (17) de modo a criar uma vedação contendo pressão entre a cabeça de poço e o alojamento (17).

23. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume interno da câmara de sucção (18) é configurado como um cilindro direito.

24. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais válvulas que são conectadas ao aparelho (10) antes da implantação e / ou instalação do aparelho (10) no leito marítimo (14).

25. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais válvulas compreendem uma ou mais válvulas BOP e / ou válvulas de árvore de Natal.

26. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui meios para cimentar o aparelho (10) no leito marítimo (14).

27. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduto (28) tem uma ou mais perfurações através das quais o cimento sai para a formação do furo de poço (12).

28. Método para instalar um furo de poço (12) em um leito marítimo (14), caracterizado pelo fato de que compreende: prover um aparelho (10) de instalação de furo de poço (12), o aparelho (10) compreendendo: um membro de sucção (16) compreendendo um alojamento (17) definindo uma câmara de sucção (18) tendo um volume interior, o alojamento (17) tendo uma extremidade aberta (20), em que a extremidade aberta (20) define uma borda dianteira (22) para engate com o leito marítimo (14); e, uma cabeça de poço (24) localizado em uma extremidade do alojamento (17) oposta da extremidade aberta (20) para engate com pelo menos um conduto (28), o pelo menos um conduto (28) sendo acoplado ao alojamento (17), em que o pelo menos um conduto (28) se estende da cabeça de poço (24) através do volume interior da câmara de sucção (18), e em que, quando o furo de poço (12) é instalado no leito marítimo (14), o aparelho (10) provê uma barreira ou barreira de poço, que é capaz de isolar e/ou manter uma pressão de furo de poço (12); abaixar o aparelho (10) no engate com o leito marítimo (14); e, criar um diferencial de pressão entre um interior e um exterior do aparelho (10) para forçar ou acionar o aparelho (10) no leito marítimo (14).

29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que compreende cimentar o aparelho (10) no leito marítimo (14).