BR112016020290B1 - Embarcação de perfuração fora da costa, e, método de perfuração de um furo de poço marítimo - Google Patents

Abstract

EMBARCAÇÃO DE PERFURAÇÃO FORA DA COSTA, E, MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE UM FURO DE POÇO MARÍTIMO Uma embarcação de perfuração fora da costa (1) compreende um casco de flutuação sujeito ao movimento com levantamento. O casco compreende um poço central (5) e uma torre de perfuração (4) próxima do poço central. Uma pilha de armazenamento de tubulares de perfuração (10, 11) é provido para armazenamento de tubulares de perfuração (15). A embarcação compreende um suporte de compensação de movimento com levantamento que é adaptado para suportar um dispositivo de deslizamento (30) enquanto realiza movimento de compensação com levantamento relativo ao movimento com levantamento da embarcação. Um dispositivo de empilhamento (140) é provido com um sistema de sincronização de movimento com levantamento (200) que é adaptado para trazer um tubular recuperado a partir da pilha de armazenamento em movimento com levantamento em um movimento vertical que é sincronizado com o movimento de compensação com levantamento do dispositivo de deslizamento de coluna. O dispositivo de empilhamento compreende um trilho vertical (145) e pelo menos dois conjuntos de braços de movimento separado (141, 142) montados nos ditos trilhos verticais. Cada conjunto de braços de movimento separado compreende seu próprio acionamento vertical (161, 161) que está eletricamente conectado ao sistema de sincronização de movimento com levantamento.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma embarcação de perfuração fora da costa e método de seu uso.

[002] Muitas atividades de perfuração fora da costa são realizadas a partir de embarcações de perfuração fora da costa que têm um casco flutuante que é sujeito ao movimento com levantamento. Em designs comuns, por exemplo, em um design de monocasco ou como um semissubmersível, o casco é provido com um poço central através do qual a perfuração é realizada. A embarcação de perfuração tem uma torre de perfuração que é disposta sobre o casco no ou próxima ao poço central. Por exemplo, a torre é um mastro tendo uma base conectada ao casco e disposta acima ou adjacente ao poço central. Em outro design conhecido, a torre é uma torre de perfuração, por exemplo, com uma estrutura de torre de perfuração de treliça, a torre de perfuração sendo colocada através do poço central.

[003] Geralmente, uma ou mais cremalheiras de armazenamento de tubulares de perfuração são providas, por exemplo, cada uma incorporada como um carrossel de eixo geométrico vertical. A cremalheira de armazenamento é adaptada para armazenamento de tubulares de perfuração, por exemplo, suportes de tubo de perfuração, suportes de tubos de revestimento, etc, em orientação vertical.

[004] A cremalheira ou cremalheiras de armazenamento são comumente montadas no casco a fim de serem sujeitas a movimento com levantamento ao longo do casco.

[005] Para realizar uma tarefa de perfuração, a embarcação é comumente provida com um dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, no qual o dispositivo de deslizamento é adaptado para suportar o peso de uma coluna de tubulares, por exemplo, uma coluna de perfuração, suspensa do mesmo ao longo de uma linha de disparo. Na técnica, um tubo vertical é comumente arranjado entre o furo de poço e a embarcação, e a coluna de tubular estende-se para o tubo vertical e para a formação subterrânea.

[006] As embarcações são comumente equipadas com um sistema um sistema empilhador de tubo que está adaptado para mover um tubular entre a cremalheira de armazenamento e uma posição na linha de disparo acima do dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, a fim de permitir realizar uma conexão entre um tubular novo e a coluna de tubular suspensa, ou a remoção de um tubular a partir da coluna de tubular durante percurso.

[007] Em um primeiro aspecto de acordo com a invenção, a embarcação compreende um suporte de compensação de movimento com levantamento que está adaptado para suportar o dispositivo de deslizamento enquanto realiza movimento de compensação com levantamento relativo ao casco de levantamento da embarcação, por exemplo, uma plataforma de trabalho compensada por movimento com levantamento, e em que o dispositivo de empilhamento é provido com um sistema de sincronização de movimento com levantamento que está adaptado para trazer um tubular recuperado de uma cremalheira de armazenamento para um movimento vertical, que é sincronizado com o movimento de compensação com levantamento do dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, permitindo assim a conexão do tubular à coluna de tubulares suspensa, enquanto o dispositivo de deslizamento realiza movimento de compensação com levantamento relativo ao casco de levantamento da embarcação.

[008] Deste modo, um tubular novo ou o tubular a ser removido pode ser manipulado pelo sistema empilhador de tubo enquanto o dispositivo de deslizamento está em modo de compensação por levantamento relativo ao casco da embarcação. Para um tubular novo ser fixado à coluna de tubulares suspensa, isto envolve agarrar o tubular, por exemplo, diretamente da cremalheira de armazenamento, ou primeiro transportá-lo para um local de coleta por outro mecanismo de avanço de tubular, e então partir para trazer o tubular agarrado em um padrão de movimento vertical, a fim de finalmente chegar a um padrão de movimento vertical que seja suficientemente sincronizado com o dispositivo de deslizamento. Esta sincronização, em seguida, permite trazer o tubular próximo, acima da extremidade superior da coluna de tubular suspensa, e finalmente trazê-lo nas imediações de sua conexão, tudo isto enquanto o movimento de compensação com levantamento continua.

[009] O mesmo aplica-se à remoção de um tubular da coluna suspensa, por exemplo, durante percurso, porém então em ordem inversa. Assim, em seguida, um ou mais agarradores do sistema empilhador de tubo são trazidos no padrão de movimento vertical sincronizado, após o que o tubular ainda conectado é agarrado e, em seguida, desconectado da coluna de tubulares suspensa. Em seguida, o tubular desconectado é movido para o lado, em direção à cremalheira de armazenamento, e basicamente trazido para uma imobilização em direção vertical relativa ao casco para a transferência para a cremalheira de armazenamento.

[0010] A US 6.000.480 descreve uma embarcação de perfuração fora da costa, incluindo um sistema para perfurar um poço de óleo. O sistema compreende uma estrutura semelhante a armação, também chamada um módulo de acesso, que é estacionária em relação a uma embarcação flutuante. O sistema ainda compreende uma estrutura de suporte. Entre a estrutura estacionária e a estrutura de suporte, o sistema inclui dois compensadores, que são montados para prover potência de compensação. O sistema ainda compreende um manipulador de tubo. O manipulador de tubo é provido com agarradores telescópicos. O manipulador de tubo compreende um trole, que é conectado a um fio que é guiado através de um guincho jigger para elevar o manipulador de tubo. O manipulador de tubo é projetado para operar em dois modos. Em um primeiro modo, um tubo é manipulado sem movimento relativo entre o manipulador de tubo e a plataforma da embarcação. Isto permitirá ao manipulador de tubo permanecer sustentado na plataforma da embarcação desde que o manipulador de tubo colete um tubo da plataforma. Em um segundo modo, um tubo é manipulado sem movimento relativo entre o manipulador de tubo e a estrutura de suporte compensada, de modo que o manipulador de tubo se mova sincronicamente com a estrutura de suporte compensada.

[0011] É um objetivo da presente invenção aumentar a versatilidade das embarcações de perfuração de flutuação, por exemplo, em vista de permitir técnicas de perfuração que ganhem tempo de perfuração, o que permite perfurar através de formações difíceis (p.ex., à vista das necessidades de pressão do furo de poço), etc. Particularmente, é um objetivo prover um dispositivo de empilhamento que contribua para ganhar tempo de perfuração.

[0012] Em um primeiro aspecto, a presente invenção provê uma embarcação de perfuração fora da costa, de acordo com os preâmbulos da reivindicação 1, que é caracterizada pelo fato de que o dispositivo de empilhamento compreende: - um trilho vertical - pelo menos dois conjuntos de braços de movimento separado montados em ditos trilhos verticais, em que cada conjunto de braços de movimento compreende uma base própria, que é verticalmente móvel ao longo de ditos trilhos verticais por um acionamento vertical posicionado em dita base, cujo acionamento vertical inclui um motor e um braço de movimento conectado a dita base, o braço de movimento de pelo menos um conjunto de braços sendo provido com um membro de garra de tubular conectado a dito braço, em que cada motor de acionamento vertical de pelo menos um conjunto de braços de movimento é eletricamente conectado ao controlador de compensação de movimento com levantamento do sistema de sincronização de movimento com levantamento.

[0013] A formulação de meios separados que o conjunto de braços de movimento pode mover ao longo dos trilhos verticais independe do outro conjunto de braços de movimento. Os conjuntos de braços de movimento não são posicionados em uma base comum, porém cada um tem uma própria base individual que pode deslizar ao longo de ditos trilhos verticais, que são preferivelmente trilhos verticais comuns. A presença de conjuntos de braços de movimento separados pode prover várias vantagens que serão explicadas a seguir.

[0014] Cada conjunto de braços de movimento separado inclui seu próprio acionamento vertical, que é posicionado na base do conjunto de braços de movimento. Deste modo, cada conjunto de braços de movimento forma uma unidade independente, que pode ser operada independente dos outros conjuntos de braços de movimento. Os conjuntos de braços de movimento separado podem prover uma vantagem operacional, pelo fato de que durante operação os conjuntos de braços de movimento separado podem ser afastados entre si em uma distância que é determinada por um operador. A distância entre os dois conjuntos de braços de movimento não é fixada por sua estrutura. Na dependência de um comprimento tubular a ser manuseado, um operador pode determinar um agarramento do tubular em uma pluralidade de posições de agarramento, que são afastadas a uma certa distância distantes entre si. Um operador pode determinar uma quantidade operacional de membros de garra e pode determinar uma distância entre os dois membros de garra.

[0015] Vantajosamente, os conjuntos de braços de movimento separado proveem um sistema modular, pelo fato de que a quantidade de conjuntos de braços de movimento montados pode ser adaptada para ocorrer em circunstâncias ou em um comprimento desejado de tubulares que tenham que ser manipulados. Preferivelmente, o dispositivo de empilhamento compreende pelo menos três conjuntos de braços de movimento separado montados em ditos trilhos verticais para manipular um tubular de pelo menos 30 m, em particular, 36 m. Mais preferivelmente, o dispositivo de empilhamento compreende pelo menos quatro conjuntos de braços de movimento separado preferivelmente montados em um trilho vertical comum, para manipular um tubular de pelo menos 40 m, em particular, 48 m. vantajosamente, o dispositivo de empilhamento incluindo conjuntos separados pode ser facilmente configurado para diferentes fins.

[0016] Provendo-se conjuntos independentes, a confiabilidade operacional do dispositivo de empilhamento é aumentada. Um mal funcionamento para um dos conjuntos independentes não causa necessariamente uma paralisação completa do dispositivo de empilhamento. Sob circunstâncias, uma operação pode ainda ser realizada por conjuntos remanescentes, por exemplo, mudando-se para um tubular mais curto.

[0017] Vantajosamente, por causa da presença de múltiplos conjuntos de braços de movimento a bordo de uma embarcação que inclui componentes comuns, as possibilidades técnicas para um reparo e manutenção dos conjuntos são aumentadas. Os conjuntos de braços de movimento separado múltiplos incluem um monte de componentes comuns, que contribuem para uma logística mais simples de partes sobressalentes a bordo de uma embarcação e que aumentam as possibilidades técnicas em caso de um mal funcionamento de um dos conjuntos, por exemplo, um componente comum pode ser trocado entre os dois conjuntos. Assim, os múltiplos conjuntos de braços de movimento independentemente configurados contribuem para uma flexibilidade operacional e uma operação de perfuração mais confiável, em que o tempo de perfuração pode ser poupado.

[0018] A embarcação de perfuração inventiva, por exemplo, permite que uma operação de perfuração seja realizada, em que o dispositivo de deslizamento é mantido acima de um tubo vertical de comprimento fixo entre a embarcação e o leito do mar, por exemplo, com uma junta de deslizamento em dito tubo vertical estando em posição colapsada e travada, para permitir um grau de pressão aumentado da junta de deslizamento em comparação com o seu grau de pressão quando em modo de movimento dinâmico. Por exemplo, um dispositivo de controle rotativo, chamado RCD no campo, é empregado para obter uma vedação de coroa anular entre o tubo vertical e a coluna tubular, por exemplo, precisamente permitir controlar a pressão de fluido de retorno através da coroa anular. O último é, por exemplo, usado em técnicas como Perfuração em Pressão Administrada.

[0019] Em um segundo aspecto de acordo com a invenção, a invenção se refere a uma embarcação de perfuração fora da costa, a embarcação compreendendo: - um casco de flutuação sujeito a movimento com levantamento, o casco sendo provido com um poço central, - uma torre de perfuração no ou próxima ao poço central, - uma cremalheira de armazenamento de tubulares de perfuração, por exemplo, um carrossel adaptado para estocagem de tubulares de perfuração, por exemplo, suportes de tubo de perfuração em orientação vertical do mesmo, a cremalheira de armazenamento sendo montada no casco de modo a estar sujeita a movimento com levantamento ao longo do casco, - um dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, no qual o dispositivo de deslizamento é adaptado para suportar o peso de uma coluna de tubulares, por exemplo, uma coluna de perfuração, suspensa do mesmo ao longo de uma linha de disparo, - um dispositivo de empilhamento compreendendo: - um sistema empilhador de tubo, que está adaptado para mover um tubular entre a cremalheira de armazenamento e uma posição na linha de disparo acima do dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, a fim de permitir realizar uma conexão entre um tubular novo e a coluna de tubular suspensa, ou a remoção de um tubular a partir da coluna de tubular durante percurso.

[0020] No segundo aspecto da invenção, o dispositivo de empilhamento compreende um sistema de movimento, incluindo um controlador que é adaptado para trazer um tubular recuperado da cremalheira de armazenamento para um movimento vertical em direção ao dispositivo de deslizamento de coluna de tubulares, desse modo permitir a conexão do tubular com a coluna de tubulares suspensa. A embarcação ainda compreende um suporte que é adaptado para suportar dito dispositivo de deslizamento, por exemplo, uma plataforma de trabalho.

[0021] De acordo com o segundo aspecto da invenção, o dispositivo de empilhamento compreende: - um trilho vertical, - pelo menos dois conjuntos de braços de movimento separado montados em ditos trilhos verticais, em que cada conjunto de braços de movimento compreende: - uma base própria que é verticalmente móvel ao longo de ditos trilhos verticais por um acionamento vertical, incluindo um motor cujo acionamento vertical é posicionado em dita base, e - um braço de movimento conectado à dita base, o braço de movimento de pelo menos um conjunto de braços sendo provido com um membro de garra de tubular conectado a dito braço, em que cada motor do acionamento vertical de pelo menos um conjunto de braços de movimento está eletricamente conectado ao controlador do sistema de movimento.

[0022] Assim, de acordo com o segundo aspecto da invenção, o sistema de sincronização é um exemplo de um sistema de movimento. De acordo com o segundo aspecto, um movimento de um conjunto de braços de movimento pode ser qualquer movimento desejado. As modalidades apresentadas a seguir podem ser configuradas de acordo com o primeiro aspecto, o que inclui um sistema de sincronização, e de acordo com o segundo aspecto da invenção, que é arranjado sem tal sistema de sincronização.

[0023] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, cada acionamento vertical de cada conjunto de braços de movimento compreende uma unidade de potência hidráulica que é dedicada a cada conjunto de braços de movimento. A unidade de potência hidráulica inclui uma bomba, que é acionada por um motor elétrico, um tanque, que forma um reservatório para líquido hidráulico, e válvulas para controlar a unidade. Em comparação com uma unidade de potência hidráulica centralmente provida para controlar diversos conjuntos de braços de movimento, uma unidade de potência hidráulica dedicada provê uma vantagem na redução de condutos hidráulicos. A extensão de condutos hidráulicos pode ser vulnerável a tornar-se avariada, o que pode resultar em vazamentos de óleo a bordo da embarcação. Devido às unidades de potência hidráulica individuais, condutos hidráulicos que se estendem através de uma longa distância de uma bomba central para um particular conjunto de braços de movimento não são mais necessários. Provendo-se cada conjunto de braços de movimento com sua própria unidade de potência hidráulica que é posicionada na base do conjunto de braços de movimento, o risco de vazamentos de óleo é muito reduzido, o que provê uma vantagem ambiental.

[0024] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, a unidade de potência hidráulica é conectada ao controlador por pelo menos um cabo umbilical, que é um cabo elétrico. O cabo umbilical se estende entre o controlador e o conjunto de braços de movimento. Uma extremidade do cabo umbilical é conectada ao controlador em uma posição fixa sobre o casco de flutuação e a outra extremidade é conectada à unidade de potência hidráulica a bordo do conjunto de braços de movimento.

[0025] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, o cabo umbilical é enrolado em torno de um dispositivo de compensação de comprimento de cabo, para compensar um comprimento variante do cabo umbilical, entre o controlador e a unidade de potência hidráulica, causado por um movimento de um conjunto de braços de movimento. De acordo com o primeiro aspecto, o movimento do conjunto de braços de movimento pode ser um movimento sincronizado. De acordo com o segundo aspecto, o movimento do conjunto de braços de movimento pode ser um movimento arbitrário.

[0026] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, o dispositivo de compensação de comprimento de cabo é posicionado dentro de um espaço interno de mastro. Vantajosamente, o cabo umbilical está situado em uma região protegida, que torna o cabo umbilical menos vulnerável a ficar avariado.

[0027] Preferivelmente, uma parte intermediária do cabo umbilical é enrolada em torno de uma polia umbilical, que é uma polia móvel, para compensar um comprimento de cabo umbilical variante entre o controlador e a unidade de potência hidráulica durante o movimento do conjunto de braços de movimento.

[0028] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, a polia umbilical móvel é provida com um contrapeso, para manter uma tensão no cabo umbilical durante um movimento do conjunto de braços de movimento.

[0029] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, o motor elétrico é conectado a um supercapacitor, em que o supercapacitor permite um armazenamento de eletricidade temporário. A eletricidade pode ser gerada por dito motor elétrico durante um movimento descendente do conjunto de braços de movimento.

[0030] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, o motor elétrico da unidade de potência hidráulica é posicionado a uma distância distante do membro de agarramento, de modo que o motor seja mantido fora de uma zona externa durante operação. Uma zona externa é um ambiente com uma atmosfera explosiva. A zona externa pode ser definida por uma diretiva dedicada a uma certa região. Na dependência de uma selecionada região para operação da embarcação, o posicionamento do motor elétrico pode ser tal a cumprir àquela diretiva particular. Para países Europeus, a zona externa pode ser definida por uma diretiva ATEX (ATmosferas EXplosivas), em particular diretiva de local de trabalho ATEX número 137. Para os USA, a zona externa pode ser definida por API RP 505 denominada ‘Prática recomendada para classificação de locais para recursos elétricos em instalações de petróleo classificadas como classe 1, zona 0, zona 1 e zona 2. Vantajosamente, o posicionamento do motor elétrico fora da zona externa permite uma configuração mais simples do mesmo sem de outro modo serem necessárias exigências de alta segurança para a operação.

[0031] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, a torre de perfuração compreende um mastro, em que um lado do mastro faceia o poço central, em particular, a plataforma de trabalho, e é provido com dois dispositivos de empilhamento, cada um compreendendo pelo menos dois conjuntos de braços de movimento em uma simetria substancialmente espelhada. Um primeiro dispositivo de empilhamento compreende pelo menos dois conjuntos de braços de movimento em uma versão de fixação à esquerda. O segundo dispositivo de empilhamento compreende pelo menos dois conjuntos de braços de movimento em uma versão de fixação à direita. A versão de fixação à esquerda é substancialmente uma versão espelhada em um plano vertical da versão de fixação à direita. A disponibilidade da versão espelhada do conjunto de braços de movimento provê uma vantagem e aumento de componentes comuns dos conjuntos de braços de movimento, que contribuem para uma logística simplificada em reparar e manter serviços a bordo da embarcação.

[0032] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, a versão de fixação à esquerda e à direita do conjunto de braços de movimento inclui uma base comum. A base permite uma afixação de um braço de movimento em respectivamente um lado esquerdo ou direito da base. A base tem, por exemplo, um flange provido com furos atravessantes para mecanicamente conectar o braço de movimento.

[0033] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, os trilhos verticais compreendem uma cremalheira vertical. Cada base móvel dos pelo menos dois conjuntos de braços de movimento compreende um ou mais pinhões de acionamento de motor que se encaixam na referida cremalheira. Em comparação com uma suspensão de fio dos pelo menos dois conjuntos de braços de movimento, a provisão do encaixe cremalheira/pinhão contribui para um rígido posicionamento dos conjuntos de braços de movimento em ambas as direções ascendentes e descendentes. Além disso, o encaixe cremalheira/pinhão em vez de uma suspensão de fio requer menos espaço de trabalho. Devido ao encaixe cremalheira/pinhão, nenhuma direção dos fios de suspensão estendendo-se para cima é necessária.

[0034] Em uma modalidade, os trilhos verticais compreendem um trilho guia vertical, sobre o qual correspondentes membros guia, por exemplo, rolos, da base de cada conjunto de braços de movimento, se encaixam, e em que os trilhos ainda compreendem dita cremalheira vertical disposta paralela a ditos trilhos guia verticais, em que a base do conjunto de braços de movimento é provida com um ou mais pinhões encaixando em dita cremalheira vertical, a base sendo provida com um ou mais motores acionando ditos um ou mais pinhões, preferivelmente, um ou mais motores elétricos.

[0035] Preferivelmente, a cremalheira é montada sobre o trilho vertical. Em particular, a cremalheira é montada na região média dos trilhos verticais, em que os trilhos verticais compreendem um membro de trilhos guia em duas bordas laterais opostas.

[0036] Se a cremalheira for fixamente montada no casco, por exemplo, no mastro, como é uma modalidade preferida, o motor do conjunto de braços de movimento será operacional para realizar a totalidade do movimento de compensação com levantamento, quando o braço pode somente articular em torno de um eixo geométrico vertical relativo a base do conjunto. Se o braço também for capaz de pivotar em torno de um eixo geométrico horizontal relativo a base, com um acionador sendo provido para causar dito pivotamento em movimento para cima e para baixo, então pelo menos algum do movimento requerido, para se obter o movimento com levantamento sincronizado, pode ser derivado de dito acionador pivotante.

[0037] Em outra solução, a cremalheira é verticalmente móvel, a fim de realizar um movimento de compensação com levantamento ou pelo menos uma parte dele. Por exemplo, a cremalheira é verticalmente deslizável relativa ao mastro. A cremalheira verticalmente móvel poderia ser conectada a um acionamento vertical dedicado da cremalheira. Na alternativa, a cremalheira poderia ser conectada a outro componente da embarcação de perfuração, que é ou pode ser trazido em movimento de compensação com levantamento, por exemplo, para uma plataforma de trabalho compensada com levantamento ou um bloco de guinchos de perfuração compensados com levantamento.

[0038] Em uma modalidade, a embarcação compreende uma plataforma de trabalho compensada por movimento com levantamento, que forma o suporte de compensação de movimento com levantamento adaptado para suportar o dispositivo de deslizamento. O movimento de compensação com levantamento pode ser provido por um sistema dedicado para a plataforma de trabalho ou conectando-se a plataforma de trabalho a outro componente da embarcação que é compensado com levantamento, por exemplo, um bloco de deslocamento compensado com levantamento ou um dispositivo compensador com levantamento em linha, entre o bloco de deslocamento e a coluna de perfuração.

[0039] A plataforma de trabalho pode, por exemplo, ser guiada ao longo de um ou mais trilhos verticais montados em uma face de um mastro de perfuração.

[0040] Por exemplo, um dispositivo de plataformista de ferro é arranjado sobre a plataforma de trabalho compensada por movimento com elevação, para auxiliar na construção e quebra de conexões roscadas com parafuso entre o tubular novo e o tubular a ser removido sobre uma mão e a coluna tubular suspensa sobre a outra mão.

[0041] Em uma modalidade alternativa, o dispositivo de plataformista de ferro não é montado sobre o suporte compensado de movimento com elevação, por exemplo, plataforma de trabalho, porém é independentemente sustentado sobre o casco da embarcação por um dispositivo de suporte de plataformista de ferro. Por exemplo, o dispositivo de plataformista de ferro é sustentado por um conjunto de braços de movimento móvel ao longo de um trilho vertical, como descrito aqui.

[0042] Em uma modalidade, a embarcação compreende um sistema de plataformista que não é integrado com o sistema empilhador de tubos, e que compreende um trilho de plataformista vertical, e um conjunto de braços de movimento montado em ditos trilhos verticais, em que o conjunto de braços de movimento compreende uma base que é verticalmente móvel ao longo de ditos trilhos por um acionamento vertical, incluindo um motor e um braço de movimento conectado a dita base, o braço de movimento de pelo menos um conjunto de braços sendo provido com um plataformista, em que o motor de acionamento vertical é conectado a um controlador de compensação de movimento com levantamento do sistema de sincronização de movimento com levantamento. Em uma modalidade, o braço de movimento é um braço extensível telescópico, o braço tendo um primeiro segmento de braço que é conectado à base, via um mancal de eixo geométrico vertical permitindo que o braço de movimento gire em torno de dito eixo geométrico vertical. Em uma modalidade estruturalmente simples, o eixo geométrico vertical forma somente o eixo geométrico de revolução do braço. O braço ainda compreende um ou mais segmentos de braço adicionais telescópicos, por exemplo, com interposição de um cilindro hidráulico para ocasionar a extensão e retração do braço.

[0043] Em uma modalidade, o dispositivo de deslizamento, ou plataforma de trabalho sustentando o dispositivo de deslizamento, é suspenso a partir de um componente compensado com levantamento da embarcação, por exemplo, um bloco de deslocamento compensado com levantamento, como descrito no WO2013/169099. Pode-se também considerar que o dispositivo de deslizamento, ou plataforma de trabalho sustentando o dispositivo de deslizamento, é suspenso diretamente de um bloco de coroa compensado com levantamento. Uma tal suspensão pode, por exemplo, ser feita com múltiplos membros de suspensão, por exemplo, hastes, cabos, correntes, ou mesmo com a cremalheira mencionada como membro de suspensão.

[0044] Em uma modalidade, a embarcação compreende uma estrutura de armazenamento de ferramentas de centro de poço que é adaptada para armazenar nela a uma ou mais ferramentas de centro de poço que são conectáveis ao braço de movimento do conjunto de braços de movimento mais inferior.

[0045] Em uma modalidade da embarcação de acordo com a invenção, a cremalheira de armazenamento é uma cremalheira de armazenamento rotativa, também chamada de um carrossel para estocagem, que é, em particular, rotável montado sobre a embarcação, em particular, rotativo em torno de um eixo geométrico vertical. Preferivelmente, a cremalheira de armazenamento rotativa é montada na torre de perfuração.Mais particularmente, a torre de perfuração é provida com um par de cremalheiras de armazenamento rotativas, que são posicionadas em lados a estibordo e a bombordo da torre de perfuração.

[0046] A presente invenção também se refere a um método de acordo com o primeiro e segundo aspectos, em que uso é feito de uma embarcação de perfuração de acordo com a invenção.

[0047] Nos desenhos: a Fig. 1 mostra um exemplo de uma embarcação de perfuração fora da costa, de acordo com a invenção, em vista em seção transversal vertical, a Fig. 2 mostra uma vista mais detalhada do lado de perfuração do mastro, a Fig. 3 mostra o lado de perfuração do mastro, bem como partes do casco, a Fig. 4 mostra o lado de perfuração do mastro e de carrosséis para estocagem, com a plataforma de trabalho em movimento de compensação com levantamento, a Fig. 5 mostra um detalhe da situação da Figura 4, a Fig. 6 ilustra uma parte superior do tubo vertical das Figuras 4 e 5, incluindo uma junta de deslizamento em posição travada e colapsada, a Fig. 7A mostra, em uma vista em perspectiva, uma base do conjunto de braços de movimento; a Fig. 7B mostra, em uma vista de topo, a base da Fig. 7A juntamente com um trilho vertical; a Fig. 7C mostra, em uma vista em perspectiva, um braço de movimento do conjunto de braços de movimento; a Fig. 7D mostra, em uma vista de topo, um conjunto da base, trilhos, e braço de movimento fora da Fig. 7A-7C; a Fig. 8 mostra, em uma vista de topo, uma montagem de uma versão de braço esquerdo e braço direito do braço de movimento à base; a Fig. 9A mostra, em uma vista em perspectiva, um conjunto empilhador do sistema da Figura 2; a Fig. 9B mostra o conjunto empilhador da Figura 9A em uma vista lateral, parcialmente como estrutura de fio, a Fig. 9C mostra o conjunto empilhador da Figura 9A em uma vista de topo, a Fig. 10 ilustra a manipulação de um tubular por meio de conjuntos empilhadores, com o conjunto inferior sustentando um dispositivo de plataformista de ferro; e a Fig. 11 mostra, em uma vista esquemática, uma suspensão de um grupo de cabos elétricos estendendo-se em paralelo em torno de uma polia umbilical em direção a diversos conjuntos de braços de movimento.

[0048] Como mostrado na Fig. 1, a embarcação 1 aqui é uma embarcação de monocasco tendo um casco 2 sujeito a movimento com levantamento. O casco tem um poço central 5 estendendo-se através dele, aqui com uma linha d’água dentro do poço central. Em uma modalidade como embarcação semissubmersível, o poço central pode ser arranjado em uma estrutura de caixa de plataforma de linha d’água que é sustentada por colunas em um ou mais pontões, por exemplo, um pontão circular, em caso de um design ártico da embarcação, é considerado.

[0049] Uma torre de perfuração, aqui mastro 4, é montada no casco, aqui acima do poço central 5. O mastro 4 é associado com meios de içamento, na técnica chamado guincho de perfuração, na modalidade mostrada formando duas linhas de disparo 6, 7 ao longo e no exterior do mastro, aqui de proa à popa do mastro 4, que se estende através das respectivas partes de proa à popa 5a, 5b do poço central 5.

[0050] A linha de disparo 6 é projetada para realizar perfuração, e aqui inclui um acionamento rotativo de coluna de perfuração, um acionamento de topo 17 ou outro acionamento rotativo, adaptado para acionamento rotativo de uma coluna de perfuração.

[0051] Como mostrado em mais detalhes na Fig. 2 e 3, é provida uma plataforma de trabalho móvel 25, tendo um centro de poço ou abertura 27 nela através da qual passa uma coluna de perfuração ao longo da linha de disparo 6.

[0052] A embarcação 1 é equipada com duas cremalheiras de armazenamento rotativas de tubulares de perfuração 10, 11, adaptadas para armazenar múltiplos tubulares de perfuração 15 em orientação vertical, preferivelmente, suportes de tubular multiunidos.

[0053] Preferivelmente, cada cremalheira de armazenamento rotativa de tubulares de perfuração é giratória montada sobre a embarcação, a fim de girar em torno de um eixo geométrico vertical.

[0054] Como é sabido na técnica, cada cremalheira de armazenamento rotativa de tubulares de perfuração 10, 11 inclui fendas para o armazenamento de múltiplos tubulares em cada cremalheira de armazenamento rotativa de tubulares de perfuração em orientação vertical. Como é sabido na técnica, as cremalheiras 10, 11 incluem aqui uma coluna vertical central e múltiplos membros em disco em diferentes alturas da coluna, pelo menos um disco sendo um disco de braço tendo fendas de armazenamento de tubulares, cada fenda tendo uma abertura em uma circunferência externa do disco de braço, permitindo introduzir e remover um tubular da fenda de armazenamento. É considerado que, em uma modalidade preferida, os tubulares repousam com sua extremidade inferior em um membro de disco mais inferior. No exemplo mostrado considera-se que suportes triplos são armazenados nas cremalheiras 10, 11. O diâmetro de cada cremalheira 10, 11 é de cerca de 8 metros.

[0055] Motores de acionamento estão presentes em cada uma da primeira e segunda cremalheira de armazenamento rotativa de tubulares de perfuração 10, 11, que permitem girar a cremalheira de armazenamento de tubulares de perfuração em torno de seu eixo geométrico vertical.

[0056] Como mostrado na Fig. 3, a embarcação 1 também inclui uma máquina de passarela horizontal 80 sobre a plataforma e alinhada com a relevante linha de disparo, e permitindo trazer tubulares de uma posição remota para a linha de disparo ou para um local de construção de suporte, por exemplo, de espera para armazenamento horizontal dos tubulares de perfuração na parte de popa do casco e/ou o armazenamento de plataforma.

[0057] A embarcação 1 também inclui uma cabine do sondador 85 em uma plataforma de cabine de sondadores 86.

[0058] No lado do mastro 4, faceando a plataforma de trabalho verticalmente móvel 25, dois dispositivos de empilhamento de tubulares 140 e 140’ são montados, cada um em um canto do mastro 4. Se nenhum mastro estiver presente, por exemplo, com uma torre de perfuração de treliça, uma estrutura de suporte pode ser provida para chegar a um arranjo similar dos dispositivos de empilhamento 140 e 140’ em relação à plataforma 25 e centro de poço 27.

[0059] Como é preferido, cada dispositivo de empilhamento 140, 140’ tem múltiplos, aqui três, conjuntos de braços de movimento. Aqui, um primeiro conjunto de braços de movimento de empilhador inferior 141, 141’, um segundo conjunto de braços de empilhador 142, 142’, operável em uma altura maior do que o primeiro conjunto de empilhador de tubular, e um terceiro conjunto de braços de movimento de ferramenta central de poço 143, 143’.

[0060] Cada grupo de conjuntos de braços de movimento é arranjado em um trilho vertical comum 145, 145’, que é fixado ao mastro 4, aqui cada um deles em seu canto.

[0061] Na Figura 6, como pode ser melhor observado na representação da Figura 10, um tubular multiunido de tubos de perfuração 15 é mantido por conjuntos empilhadores 142’ e 141’ na linha de disparo acima do centro de poço 27, desse modo permitindo conectar o tubular 15 à coluna de perfuração sustentada, por exemplo, pelo dispositivo de deslizamento de coluna de perfuração 30 dentro ou sobre a plataforma 25. Cada um de ditos conjuntos 142’ e 141’ transporta um membro de garra de tubular 142’t e 141’t na extremidade do braço de movimento do conjunto. Em vez de ambos os conjuntos transportarem um membro de garra, também é possível que somente um braço seja provido com um membro de garra que suporta o peso do tubular agarrado, e o outro braço transporta um centralizador que mantém o tubular na posição vertical.

[0062] Como mostrado na Fig. 5, o conjunto de braços de movimento inferior 143 do dispositivo de empilhamento 140 transporta um dispositivo de plataformista de ferro 150, aqui com um rotor 151 nele também.

[0063] As Figs. 7A-7D mostram o conjunto de braços de movimento 141 em outro detalhe. A Fig. 7A mostra uma base 141b do conjunto de braços de movimento. A base 141b forma um subconjunto que pode ser montado juntamente com um braço de movimento, como mostrado na Fig. 7C. A base 141b é configurada para permitir diferentes configurações do conjunto de braços de movimento, em particular, uma configuração esquerda e direita.

[0064] Como mostrado nas Figs. 7A e 7B, a base 141b compreende um flange em uma região de base que é provida com dois pares de furos de montagem e pinos conectores 156. Em uma região de topo, a base 141b ainda compreende montar furos e pinos que correspondem com os respectivos primeiro e segundo par de furos de montagem da região de base. Cada par de furos de montagem da base 141b corresponde a um par de furos de montagem do conjunto de braços, como mostrado nas Figs. 7D e 8.

[0065] Como mostrado na Fig. 8, o primeiro par de furos de montagem é provido para obter uma afixação à esquerda “L” do braço de movimento, o segundo par de furos de montagem é provido para obter uma afixação à direita “R” do braço de movimento (ilustrado por linhas tracejadas na Fig. 8).

[0066] Uma viga de suspensão 157 é provida para conectar o braço de movimento à região de topo da base 141b. A viga de suspensão 157 compreende dois pernos. Os dois pernos da viga de suspensão 157 divergem em uma direção distante da base 141b. Uma extremidade proximal de cada perno é conectada à base 141b, e uma extremidade distal é conectada ao braço de movimento. A extremidade distal da viga de suspensão 157 é substancialmente posicionada em um centro de gravidade do braço de movimento. Em particular, a extremidade distal da viga de suspensão 157 é conectada a uma posição de mancal de eixo geométrico vertical 147. Deste modo, a viga de suspensão 157 contribui para um comportamento dinâmico ótimo do conjunto de braços de movimento, pelo fato de que um peso do braço de movimento é substancialmente compensado em seu centro de gravidade.

[0067] Como pode ser observado nas Figs. 9A-9C, o braço de movimento 141 é aqui incorporado como um braço extensível telescópico, o braço tendo um primeiro segmento de braço 141m - 1, que é conectado à base 141b, via um mancal de eixo geométrico vertical 147, permitindo que o braço de movimento 141m gire em torno de seu eixo geométrico vertical. Como é preferido, este eixo geométrico vertical forma somente o eixo geométrico de revolução do braço de movimento. O braço de movimento tem dois segmentos de braço adicionais telescópicos 141m-2 e 141m-3, com o segmento de braço externo sendo provido com um conector 148 para uma garra tubular 141’t e/ou uma ferramenta de centro de poço (p.ex. dispositivo de plataformista de ferro 150).

[0068] O braço telescópico é giratório a partir de uma posição neutra, como ilustrado na Fig. 7D, em uma direção horária através do ângulo α e em uma direção anti-horária através do ângulo β. Na posição neutra, o braço telescópico - observado em uma vista de topo - estende-se em uma direção paralela com um eixo geométrico de rolo da embarcação. O braço telescópico é rotativo através do ângulo α, para agarrar um tubular de uma cremalheira de armazenamento 10. O braço telescópico é rotativo através do ângulo β, para trazer o tubular agarrado para a linha de disparo 6. O mancal de eixo geométrico vertical 147 é posicionado com respeito à base 141b, de modo que o ângulo α se estenda da posição neutra a pelo menos 70°, em particular, pelo menos 90°, mais particularmente, pelo menos 100°, e o ângulo β se estenda da posição neutra a pelo menos -70°, em particular, cerca de 90°. Deste modo, o braço telescópico pode ter uma configuração compacta com um ótimo alcance.

[0069] Na Figura 2, o número de referência 55 representa uma estrutura de armazenamento de ferramentas de centro de poço, que é adaptada para armazenar nela a uma ou mais ferramentas de centro de poço, p.ex. um dispositivo de plataformista de ferro 150, 150’, que são conectáveis ao braço de movimento do conjunto de braços de movimento mais inferior 143, 143’. Como preferido, um tal armazenamento está presente em cada lado do poço central.

[0070] Como visível na Fig. 9B do exemplo mostrado, um cilindro hidráulico 152 está presente entre o primeiro e segundo segmentos do braço, e um outro cilindro 153 entre o segundo e o terceiro segmentos do braço. Cada cilindro 152, 153 é operável para causar a extensão e retração do braço. Por exemplo, o conjunto empilhador é provido com uma unidade hidráulica autocontida 154, incluindo uma bomba de acionamento de motor elétrico, um tanque, e válvulas.

[0071] Nas Figs. 2-4 e 10 pode ser reconhecido que cada dispositivo de empilhamento de tubular compreende um trilho guia vertical 145, 145’ sobre o qual correspondentes membros guia da base 141b de cada conjunto empilhador de tubular se encaixa. Como mostrado na Fig. 9C, neste exemplo a base 141b transporta quatro grupos de cada três rolos 149, cujos dois rolos 149 andam ao longo de faces opostas de um flange dos trilhos 145, e um rolo anda ao longo de um lado lateral do flange.

[0072] Como mostrado na Fig. 7B e nas Figs. 9A, B e C, o dispositivo de empilhamento 140 ainda compreende uma cremalheira vertical 160 arranjada paralela a estes trilhos guias verticais 145. Aqui, a cremalheira 160 é montada sobre o trilho 145, em uma placa frontal do trilho, entre os dois flanges do trilho 145.

[0073] A base 141b do conjunto empilhador de tubular 141 é provida com um ou mais, aqui dois, pinhões 161 encaixando nesta cremalheira vertical 160. A base é provida com um ou mais motores 162, aqui dois, acionando os pinhões, a fim de permitir um movimento vertical controlado do conjunto empilhador 141.

[0074] Como é preferido, o um ou mais motores 162 acionando o um ou mais pinhões 161 são motores elétricos. Em uma modalidade, um supercapacitor 201 é incluído em um circuito de força elétrica alimentando dito um ou mais motores de movimento vertical, que permite o armazenamento temporário de eletricidade que pode ser gerado por dito um ou mais motores durante um movimento descendente do conjunto. Esta energia pode, em seguida, ser usada para o movimento ascendente novamente.

[0075] Em vista de uma redução do número de pares, é preferido que todos os braços de movimento sejam idênticos, de modo que partes sobressalentes limitadas sejam necessárias. Por exemplo, um único braço de movimento completo, ou um único conjunto empilhador completo é armazenado a bordo da embarcação.

[0076] Como mostrado na Fig. 9B, em vista da redução do número de partes, é preferido que o mancal de eixo geométrico vertical 147, entre a base 141b e o braço de movimento 141m, seja arranjado em um recinto de mancal 147a que é liberável afixado à base 141b do conjunto empilhador. Como representado na Fig. 8, aqui, a base 141b provê tanto uma posição de afixação à esquerda “L”, como indicado na Fig.7D, como uma posição de afixação à direita “R”, como mostrado no uso da Figura 9A, para o recinto de mancal 147a que permite usar a mesma base em cada um dos dispositivos de empilhamento 140 e 140’. Como é preferido e mostrado na Fig. 8, as posições de afixação são formadas por elementos na base tendo furos e o recinto 147a tendo furos emparelhados, de modo que um ou mais pinos conectores 156 possam ser usados para fixar o recinto à base.

[0077] Como mostrado na Figura 10, o conjunto de braços de movimento 143 mantêm o dispositivo de plataformista de ferro 150 acima do centro de poço, para construção ou quebra de conexões entre os tubulares na linha de disparo 5. Ao mesmo tempo o outro conjunto de braços de movimento 143’ pode ser equipado com um segundo dispositivo de plataformista de ferro, que é então já preparado para manipular diferentes diâmetros de tubulares.

[0078] Deve, por exemplo, o conjunto 141’ deixar de operar, essa tarefa pode ser tomada através do conjunto 143’ sobre o mesmo trilho 145’, uma vez que pode ser rapidamente equipado com uma garra de tubulares e trazido ao nível apropriado para empilhamento de tubulares. Por exemplo, o conjunto 141’ é então levantado para abrir espaço para o conjunto 143’.

[0079] A embarcação compreende um controlador de compensação de movimento com levantamento elétrico 200, por exemplo, um controlador computadorizado ligado a um sistema detector de movimento com levantamento. Este controlador 200 é ligado ao acionamento vertical das bases dos conjuntos de braços de movimento verticalmente móveis.

[0080] O controlador de movimento com levantamento 200 provê a estes um ou mais acionamentos verticais, por exemplo, aos motores de acionamento de pinhão, um sinal de controle representando um movimento de compensação com levantamento do um ou mais conjuntos de braços de movimento. Isto permite obter-se compensação de movimento com levantamento da garra de tubular ou ferramenta de centro de poço mantida pelo respectivo braço de movimento.

[0081] Esta modalidade é, por exemplo, de uso em combinação com uma plataforma de trabalho compensada por movimento com levantamento, por exemplo, como descrita no WO2013/169099. Por exemplo, um conjunto de braço de movimento pode então ser empregado para manter um componente de um dispositivo injetor de tubulação espiralado em uma posição acima do centro de poço, enquanto o piso de perfuração está em modo de compensação com levantamento. Naturalmente outros arranjos de compensação de movimento com levantamento do piso de perfuração podem também ser considerados em combinação com a presente invenção.

[0082] Todos os conjuntos de braços de movimento da modalidade representada são conectados ao controlador de compensação de movimento com levantamento elétrico 200, permitindo que todas as suas operações sejam feitas enquanto realizando movimento de compensação com levantamento, por exemplo, em combinação com uma plataforma de trabalho 25 realizando movimento com levantamento.

[0083] A Fig. 11 é uma vista esquemática de um suprimento de força elétrica 170. O suprimento de força elétrica 170 é conectado ao controlador 200 que, em um primeiro aspecto da invenção, pode fazer parte do sistema de sincronização de movimento com levantamento ou, de acordo com um segundo aspecto da invenção, de outro sistema de movimento. O suprimento de força elétrico 170 compreende pelo menos um cabo umbilical 171, 172 que se estende do controlador 200 para os conjuntos de braços de movimento 141, 142. Como mostrado na Fig. 11, uma pluralidade de cabos umbilicais 171, 172 pode ser arranjada em paralelo para eletricamente conectar uma pluralidade de conjuntos de braços de movimento 141, 142. O cabo umbilical 171 é um cabo elétrico para alimentar componentes elétricos, em particular, o motor elétrico 162, a bordo do conjunto de braços de movimento. O cabo umbilical 171 estende-se ao longo do mastro 4. Durante um movimento de um conjunto de braços de movimento, o comprimento do cabo umbilical 171 ao longo do mastro 4 varia. Preferivelmente, o suprimento de força elétrica 170 compreende um dispositivo de compensação de comprimento de cabo 176 para compensar o comprimento variante ao longo do mastro 4. Preferivelmente, o dispositivo de compensação de comprimento de cabo 176 é posicionado dentro de um espaço interno 4a do mastro 4.

[0084] Aqui, o cabo umbilical 171 estende-se para cima do conjunto de braços de movimento para uma região de topo do mastro 4. Na região de topo do mastro 4, o cabo umbilical 171 é enrolado em torno de uma polia 179, que é fixada em posição com respeito ao mastro 4. O mastro 4 é um mastro oco, que inclui um espaço interno de mastro 4a. O cabo umbilical 171 estende-se da polia fixada 179 em uma direção descendente para o espaço interno de mastro 4a. O cabo umbilical 171 se estende para dentro do espaço interno de mastro e é enrolado em torno de pelo menos uma polia móvel 178 do dispositivo de compensação de comprimento de cabo 176. A polia 178 é móvel com respeito ao mastro 4. A polia móvel 178 serve para compensar um comprimento variante do cabo umbilical 171 durante um movimento do conjunto de braços de movimento. A polia móvel 178 compreende um contrapeso 177 para manter uma certa força de tensão sobre o cabo umbilical 171 durante movimento do conjunto de braços de movimento. Preferivelmente, a polia móvel 178 e o contrapeso 177 são arranjados para moverem-se ao longo de uma distância de polia em uma região de base do mastro 4, para contribuir com um centro de gravidade posicionado inferior.

[0085] Em uma modalidade alternativa, em vez da polia móvel 178 incluir o contrapeso 177 como um dispositivo de compensação de comprimento de cabo 176, um guincho pode ser provido para compensar o comprimento variante do cabo umbilical 171 durante operação.

[0086] Em particular, quando o modo de compensação de movimento com levantamento de um ou mais dos conjuntos de braços de movimento móveis é considerado, o suprimento de força elétrica 170 pode incluir um supercapacitor 201, nivelado, tal como um capacitor montado na base de cada conjunto próprio, para armazenamento temporário de energia elétrica no movimento descendente e seu uso no movimento ascendente. Preferivelmente, um único capacitor é usado para o dispositivo de empilhamento 140, em que o capacitor é posicionado em uma posição que é fixa com respeito ao casco 2 da embarcação 1. Preferivelmente, o capacitor 201 é colocado na plataforma da embarcação.

[0087] Em uma modalidade em que a base móvel de cada conjunto de braços de movimento 141, 142 encaixa-se com um pinhão 161 em uma cremalheira vertical, pode-se prover compensação de movimento com levantamento também trazendo-se dita cremalheira vertical 160 para movimento de compensação com levantamento, por exemplo, a cremalheira sendo deslizável ao longo da torre ou mastro 4, e com um acionamento de movimento com levantamento vertical conectado ao trilho 145, 145’ ou com o trilho sendo conectado a outro objeto que é trazido para o modo de compensação com levantamento. Por exemplo, pode-se considerar que a cremalheira é conectada à plataforma de trabalho 25, com a plataforma de trabalho 25 sendo operável em modo de compensação com levantamento, de modo que a cremalheira siga a plataforma de trabalho 25.

[0088] A embarcação 1 também inclui um dispositivo de içamento principal compreendendo um guincho de içamento principal e cabo principal conectado a dito guincho, e um bloco de deslocamento 40 suspenso de dito cabo principal 41, p.ex., com um arranjo de queda múltiplo entre o bloco de coroa 42 e o bloco 40. A partir do bloco de deslocamento, a coluna de tubular 15a é suspensa quando o dispositivo de deslizamento 30 é liberado da coluna de perfuração. Um acionamento de topo intermediário 17 em seguida provê o acionamento rotativo para a coluna de perfuração.

[0089] Como é preferido, um sistema de compensação com levantamento de coluna de perfuração é provido para efetuar compensação com levantamento da coluna de perfuração, aqui, o bloco de deslocamento 40, por exemplo, no modo como descrito na US 659594, em que um sistema de compensação com levantamento de bloco de deslocamento compreende duas roldanas de compensação com levantamento de cabo principais, cada uma no trajeto entre guinchos de içamento principais e o bloco de deslocamento. Cada uma destas roldanas é montada sobre a haste de um cilindro compensador, com estes cilindros conectados, possivelmente via um cilindro hidráulico/separador de gás, a um tampão de gás como é conhecido na técnica.

[0090] A Fig. 6 mostra a plataforma de trabalho verticalmente móvel 25, que é verticalmente móvel dentro de uma faixa de movimento incluindo uma posição estacionária inferior 86, em que a plataforma de trabalho é usada como plataforma de piso de perfuração estacionária com a junta de deslizamento 50 destravada, e a faixa de movimento ainda incluindo uma faixa de movimento de compensação com levantamento 72, que se situa mais elevada do que a posição estacionária inferior 86. Nesta faixa de movimento de compensação com levantamento, a plataforma de trabalho 25 pode realizar movimento de compensação com levantamento relativo ao casco da embarcação.

[0091] Por exemplo, a faixa de movimento de compensação com levantamento é entre 5 e 10 metros, por exemplo, 6 metros. Por exemplo, a altura média da plataforma de trabalho em movimento com levantamento acima da plataforma de camarote de sondador 86 com camarote 85 da embarcação é de cerca de 10 metros.

[0092] A Figura 6 ainda mostra uma seção de tubo vertical superior 90, que é montada no topo do tubo vertical e se estende para cima do barril interno 52 da junta de deslizamento 50, pelo menos acima da posição estacionária inferior 86 da plataforma de trabalho, preferivelmente, na faixa de movimento de compensação com levantamento da plataforma 25.

[0093] Um membro de seção inferior 91 forma aqui uma conexão rígida entre a extremidade real do barril interno 52 e o conector de cabo de conexão 100 de um arranjo de compensação com levantamento, aqui, com dito membro 91 tendo um colar 92 que repousa sobre o conector 100. A partir de dito membro 91 ascendente, um outro membro de tubo vertical 93 estende- se ascendente acima do nível 86. Acima de dito membro de tubo vertical 93, o equipamento a ser integrado com o topo do tubo vertical, tal como, preferivelmente, pelo menos um dispositivo de controle rotativo (RCD) 94 e um conector de linha de pasta fluida 95, é montado. Por exemplo, outro equipamento integrado de tubo vertical como um BOP 96 anular pode ser integrado aqui também.

[0094] Com a junta de deslizamento 50 em posição colapsada e travada, como aqui, a plataforma de trabalho 25 que repousa no topo da seção de tubo vertical 90 realiza um movimento de compensação com movimento de levantamento em relação ao casco da embarcação, uma vez que o tubo vertical é agora um tubo vertical de comprimento fixo, devido ao travamento da junta de deslizamento 50.

[0095] Os conjuntos de braços de movimento descritos permitem perfuração e percurso, uma vez que são capazes de sincronizar seu movimento vertical com o movimento de levantamento, de modo que, do ponto de vista da plataforma de trabalho, perfuração e percurso podem ser realizados em um modo apropriado.

[0096] Assim, a invenção provê uma embarcação de perfuração fora da costa compreendendo um casco de flutuação sujeito a movimento com levantamento. O casco compreende um poço central e uma torre de perfuração próxima ao poço central. Uma cremalheira de armazenamento de tubulares de perfuração é provida para armazenamento dos tubulares de perfuração. A embarcação compreende um suporte de compensação de movimento com levantamento, que é adaptado para sustentar um dispositivo de deslizamento enquanto realiza movimento de compensação com levantamento relativo ao movimento de levantamento da embarcação. Um dispositivo de empilhamento é provido com um sistema de sincronização de movimento com levantamento que é adaptado para trazer um tubular recuperado, a partir da cremalheira de armazenamento que está em um movimento de levantamento, para um movimento vertical que é sincronizado com o movimento de compensação com levantamento do dispositivo de deslizamento de coluna. O dispositivo de empilhamento compreende um trilho vertical e pelo menos dois conjuntos de braços de movimento separado montados em ditos trilhos verticais. Cada conjunto de braços de movimento separado compreende seu próprio acionamento vertical, que está eletricamente conectado ao sistema de sincronização de movimento com levantamento. Lista de Referência: 1 embarcação 4 mastro 5 poço central 5a, 5b de proa à popa do exterior do mastro 4 6 , 7 linha de disparo 10 cremalheira de armazenamento rotativa 11 cremalheira de armazenamento rotativa 17 acionamento de topo 25 plataforma de trabalho móvel 27 centro de poço 30 dispositivo de deslizamento 40 bloco de deslocamento 41 cabo principal 42 bloco de coroa 50 junta de deslizamento 52 barril interno 72 faixa de movimento de compensação com levantamento 80 máquina de passarela 85 camarote do sondador 86 posição estacionária inferior 90 seção de tubo vertical superior 91 membro de seção inferior 92 colar 93 membro de tubo vertical 94 dispositivo de controle rotativo 95 conector de linha de pasta fluida 96 BOP 100 conector de cabo 140 dispositivo de empilhamento 141, 142 conjunto de braços de movimento 141b, 142b base 141t, 142t garra de tubular 141m, 142m segmento de braço 143 conjunto de braços de movimento da ferramenta de centro de poço 145 trilhos verticais 147 mancal de eixo geométrico vertical 147a recinto de mancal L posição de afixação à esquerda R posição de afixação à direita 148 conector para garra ou ferramenta de centro de poço 149 rolo 150 dispositivo de plataformista de ferro 152, 153 cilindro hidráulico 154 unidade hidráulica 156 pino conector 157 viga de suspensão 160 cremalheira 161 pinhão 162 motor 170 suprimento de força elétrica 171, 172 cabo umbilical 179 polia fixa 178 polia móvel 177 contrapeso 200 controlador 201 supercapacitor

Claims (17)

1. Embarcação (1) de perfuração fora da costa, compreendendo: - um casco (2) de flutuação sujeito a um movimento com levantamento, o casco (2) sendo provido com um poço central (5); - uma torre de perfuração (4) em ou próxima do poço central; - uma cremalheira de armazenamento de tubulares de perfuração (10, 11) adaptada para armazenamento de tubulares de perfuração, em orientação vertical nela, a cremalheira de armazenamento (10, 11) sendo montada no casco (2) de modo a estar sujeita a movimento com levantamento juntamente com o casco (2); - um dispositivo de deslizamento (30) de coluna de tubulares, cujo dispositivo de deslizamento (30) é adaptado para suportar o peso de uma coluna de tubulares suspensa do mesmo ao longo de uma linha de disparo, - um suporte de compensação de movimento com levantamento (25) que é adaptado para suportar o dispositivo de deslizamento (30) enquanto realiza movimento de compensação com levantamento em relação ao casco (2) em levantamento da embarcação (1); - um dispositivo de empilhamento (140) que é adaptado para mover um tubular (15) entre a cremalheira de armazenamento e uma posição na linha de disparo acima do dispositivo de deslizamento (30) de coluna de tubulares para permitir realizar uma conexão entre um tubular novo e a coluna de tubular suspensa (115) ou a remoção de um tubular a partir da coluna de tubular durante percurso; - um sistema de movimento que é um sistema de sincronização de movimento com levantamento (200, 160, 161, 162) que é adaptado para trazer um tubular (15) recuperado a partir da cremalheira de armazenamento em um movimento vertical que é síncrono com o movimento de compensação com levantamento do dispositivo de deslizamento (30) de coluna de tubulares, com isso permitindo a conexão do tubular com a coluna de tubulares suspensa enquanto o dispositivo de deslizamento (30) realiza movimento de compensação com levantamento em relação ao casco (2) em levantamento da embarcação (1); em que o dispositivo de empilhamento (140) compreende: - trilhos verticais (145, 145’), - pelo menos dois conjuntos de braços de movimento separado (141, 142, 143; 141’, 142’, 143’) montados nos trilhos verticais, em que cada conjunto de braços de movimento compreende: - uma base própria (141b, 142b,143b; 141’b, 142’b, 143’b), e - um braço de movimento (141m; 142m) conectado à base, o braço de movimento de pelo menos um conjunto de braços sendo provido com um membro de garra de tubular (141t; 142t) conectado ao braço, e caracterizado pelo fato de que a base própria é verticalmente móvel ao longo dos trilhos verticais por um acionamento vertical, incluindo um motor (162) cujo acionamento vertical é posicionado na base, em que cada motor (162) do acionamento vertical de pelo menos um conjunto de braços de movimento (141, 142, 143) é eletricamente conectado a um controlador (200) do sistema de movimento.

2. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada acionamento vertical de cada conjunto de braços de movimento individual compreende uma própria unidade de potência hidráulica (HPU) dedicada incluindo uma bomba acionada por um motor elétrico (162), um tanque e válvulas.

3. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a unidade de potência hidráulica (154) está conectada ao controlador (200) por pelo menos um cabo umbilical (171), em que uma extremidade do cabo umbilical está conectada ao controlador em uma posição fixa no casco flutuante e a outra extremidade está conectada à unidade de potência hidráulica (154) no quadro do conjunto de braços de movimento, em que o cabo umbilical está enrolado em torno de um dispositivo de compensação de comprimento de cabo (176) para compensar um comprimento variante do cabo umbilical entre o controlador e a unidade de potência hidráulica.

4. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de compensação de comprimento de cabo (176) está posicionado dentro de um espaço interno do mastro (4a).

5. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de que o motor elétrico (162) está conectado com um supercapacitor (201) que permite um armazenamento temporário de eletricidade.

6. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizada pelo fato de que o motor elétrico (162) da unidade de potência hidráulica (154) está posicionado em uma distância para fora do membro de preensão (141t; 142t), de modo que o motor seja posicionado fora de uma zona externa.

7. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a torre de perfuração (10) compreende um mastro (4), em que um lado do mastro (4) é voltado para o poço central (5) é provido com dois dispositivos de empilhamento (140, 140’) cada um compreendendo pelo menos dois conjuntos de braços de movimento (141, 142; 141’,142’) em uma simetria substancialmente espelhada, isto é, uma versão de fixação à esquerda e direita.

8. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que os trilhos verticais compreendem uma cremalheira vertical (160), com cada base móvel tendo um ou mais pinhões de acionamento de motor (161) engatando a cremalheira (160).

9. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os trilhos verticais compreendem um trilho de guia vertical no qual membros de guia correspondentes (149) da base de cada conjunto de braços de movimento engatam, e em que a cremalheira vertical (160) é arranjada paralela aos trilhos de guia verticais, em que a base do conjunto de empilhamento tubular é provido com um ou mais pinhões (161) engatando a cremalheira vertical (160), a base sendo provida com um ou mais motores acionando o um ou mais pinhões.

10. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a cremalheira (160) é verticalmente móvel de modo a realizar um movimento de compensação com levantamento.

11. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que compreende um dispositivo de plataformista de ferro, cujo dispositivo de plataformista é suportado de forma independente com relação ao casco de flutuação por um dispositivo de suporte de plataformista de ferro.

12. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o braço de movimento é um braço extensível telescópico, o braço tendo um primeiro segmento de braço (141m - 1) que é conectado à base através de um mancal de eixo geométrico vertical (147) permitindo que o braço de movimento gire em torno do eixo geométrico vertical, e em que o braço compreendendo um ou mais segmentos de braço adicional telescópicos (141m-2 e 141m-3).

13. Embarcação (1) de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o braço de movimento está conectado à base através de um mancal de eixo geométrico horizontal permitindo que o braço de movimento para gire em torno de um eixo geométrico horizontal para prover um movimento de pivotamento para cima e para baixo, de modo que pelo menos algum do movimento requerido para obter o movimento com levantamento sincronizado possa ser derivado do pivotamento.

14. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a cremalheira de armazenamento é uma cremalheira de armazenamento rotativa que é, em particular, montada de forma rotacionável na embarcação (1).

15. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: - um dispositivo de içamento principal de coluna de perfuração compreendendo: - um guincho de içamento principal e cabo principal (41) conectado ao guincho, - um bloco de deslocamento (40) suspenso a partir do cabo principal, no qual bloco de deslocamento (40) é adaptado para suspender uma coluna de perfuração da mesma ao longo de uma linha de disparo de perfuração (6, 7), - um sistema de compensação com levantamento de coluna de perfuração adaptado para prover compensação com levantamento da coluna de perfuração.

16. Embarcação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que é plataforma de trabalho móvel provida (25) com um sistema de compensação com levantamento de plataforma de trabalho dedicada adaptado para prover movimento de compensação com levantamento da plataforma de trabalho.

17. Método de perfuração de um furo de poço marítimo, onde é feito uso de uma embarcação (1) de perfuração como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o método envolve - com o dispositivo de deslizamento (30) suportando uma coluna de tubulares suspensa e estando em movimento de compensação com levantamento em relação ao casco (2) da embarcação (1), as etapas de: - recuperar um tubular da cremalheira de armazenamento (10, 11) com o sistema empilhador de tubo; - trazer o tubular recuperado num padrão de movimento vertical em relação ao casco (2) da embarcação (1) que está sincronizado com o movimento de compensação com levantamento do dispositivo de deslizamento (30), assim como mover o tubular na linha de disparo acima do dispositivo de deslizamento (30); e, - conectar o tubular à coluna de tubulares suspensa (15a) a partir do dispositivo de deslizamento (30).