BR112016020291B1 - Sistema de perfuração fora da costa, e, método de perfuração de um furo de poço marítimo - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE PERFURAÇÃO FORA DA COSTA, E, MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE UM FURO DE POÇO MARÍTIMO. Sistema de perfuração fora da costa para realizar atividades relacionadas ao furo de poço marítimo compreendendo uma embarcação de perfuração (1), com um caso de flutuação (2) sujeito a levantar movimento. Uma roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30, 31) é provida para compensação com levantamento de um bloco de deslocamento (24). Uma roldana de compensação com levantamento de cabo de conexão (66, 67) é provida entre um guincho de cabo de conexão (61, 62) e um conjunto de roldanas superiores (64) suportado no casco da embarcação no ou acima do poço central. A roldana de cabo de compensação com levantamento de cabo principal e a roldana de compensação com levantamento de cabo de conexão estão mecanicamente interconectadas de modo a permitir movimento sincronizado das mesmas.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de perfuração fora da costa, para realizar atividades relacionadas com poço submarino, por exemplo, perfuração de um poço submarino, compreendendo uma embarcação de perfuração flutuante, que é submetida a um movimento de arfagem devido às ondas.

[002] A presente invenção também se refere a uma embarcação de perfuração flutuante, adaptada para uso no sistema e a métodos que são realizados usando-se o sistema.

[003] Na técnica, por exemplo, como comercializado pelo presente requerente, embarcações de perfuração fora da costa são conhecidas que compreendem: - um casco flutuante submetido a movimento de arfagem, o casco compreendendo um poço central, - uma torre de perfuração na ou próximo do poço central, - um dispositivo de içamento de coluna tubular, a coluna tubular, por exemplo, sendo uma coluna de perfuração, - dispositivo de içamento compreendendo: o um guincho de içamento principal e cabo principal conectado a dito guincho, o um bloco coroa e um bloco de deslocamento suspenso por dito bloco coroa em um múltiplo arranjo de queda de dito cabo principal, bloco de deslocamento este sendo adaptado para suspender uma coluna tubular, por exemplo, uma coluna de perfuração, a partir dali ao longo de uma linha de disparo, por exemplo, com um mecanismo de topo intermediário adaptado para prover um mecanismo rotativo para uma coluna de perfuração, - um sistema de compensação de arfagem adaptado para prover compensação de arfagem do bloco de deslocamento, o sistema de compensação de arfagem compreendendo uma roldana de compensação de arfagem do cabo principal no trajeto entre dito guincho de içamento principal e o bloco de deslocamento, um dispositivo compensador de movimento de arfagem passivo e/ou ativo, conectado a dita roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal, - um sistema de tensionamento ascendente, adaptado para conectar-se a um tubo de subida estendendo-se ao longo da linha de disparo entre o poço submarino e a embarcação, o sistema de tensionamento ascendente compreendendo anel de tensão e membros tensionadores conectados a dito anel de tensão.

[004] Em uma modalidade conhecida, por exemplo, como descrito na US6595494, um sistema de compensação de arfagem de bloco compreende duas roldanas de compensação de arfagem de cabo principal, cada uma no trajeto entre um dos ditos guinchos de içamento principais e o bloco de deslocamento. Cada uma destas roldanas é montada sobre a vara de um cilindro compensador, com estes cilindros conectados, possivelmente via um cilindro separador de gás hidráulico intermediário, a um amortecedor de gás, como é sabido na técnica.

[005] No campo de perfuração fora da costa é também sabido fazer uso de uma junta deslizante, também referida como junta telescópica. Comumente a junta deslizante tem um barrilete de junta deslizante externa principal e um barrilete de junta deslizante interna superior, em que o barrilete externo inferior é adaptado para ser conectado a uma seção de comprimento fixo do tubo de subida estendendo-se para o poço submarino para o tubo de subida. Em modalidades conhecidas, a junta corrediça é provida com um mecanismo de travamento, por exemplo, com grampos hidraulicamente ativados, que é adaptado para travar a junta corrediça em uma posição colapsada. As juntas corrediças conhecidas proveem um mais elevado grau de pressão na posição colapsada e travada do que no modo de curso dinâmico. Por exemplo, as juntas corrediças são sabidas terem uma ou mais vedações de pressão elevada metal-com-metal que são operativas na posição colapsada e travada, enquanto que no modo dinâmico uma vedação ou vedações de baixa pressão hidraulicamente ativadas são operativas.

[006] No campo de perfuração fora da costa é sabido que o anel de tensão do sistema de tensionamento de tubo de subida é conectado ao barrilete externo da junta corrediça. Os sistemas de tensionamento conhecidos incluem sistemas de tensionamento com fio, em que os fios se estendem do anel de tensionamento para os tensionadores a bordo da embarcação. Também conhecidos são sistemas esticadores de tubo de subida de ação direta, em que múltiplas unidades de cilindro diretamente engatam no anel de tensão.

[007] No campo de perfuração, os chamados métodos de circulação fechada tornam-se crescentemente atrativos, por exemplo, em vista do aperfeiçoado controle de pressão dentro do poço, por exemplo, durante a perfuração. Para este fim, um dispositivo de controle rotativo, RCD, é arranjado, comumente acima da junta corrediça, para fechamento da coroa anular entre um membro ascendente superior e a coluna tubular estendendo-se através do tubo de subida. Um ou mais membros de cabeça de fluxo embaixo do RCD, ou integrado com ele, permite conexão de uma ou mais mangueiras, de modo que o fluxo de fluido anular, p.ex., a lama de retorno, pode ser transferido para a embarcação. Devido à vedação da coroa anular pelo controle RCD a pressão de fluido na coroa anular é possível, por exemplo, em vista de técnicas tais como Perfuração por Pressão Gerenciada.

[008] É um objetivo da invenção prover um sistema aperfeiçoado. Por exemplo, a invenção objetiva prover controle de pressão de poço aperfeiçoado durante a perfuração do poço submarino. Outro objetivo da invenção é melhorar o uso prático do equipamento como dito acima, por exemplo, em vista da eficiência do projeto de perfuração, esforços do pessoal de perfuração etc.

[009] A presente invenção provê um sistema que é caracterizado pelo fato de que a embarcação é ainda provida com um sistema de conexão de cabo, que compreende: o um conector de barrilete de junta corrediça interno, que é adaptado para ser preso ao barrilete de junta corrediça interno, o um guincho de cabo de conexão e cabo de conexão, o um conjunto de roldana de topo suportado em posição operativa estacionária no casco da embarcação dentro ou acima do poço central, e um conjunto de roldanas de base deslocando-se preso ao barrilete de junta corrediça interno, em que o cabo de conexão se estende entre o conjunto de roldana de topo e o conjunto de roldana de base em um múltiplo arranjo de queda. o uma roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão no trajeto entre o guincho de cabo de conexão e o conjunto de roldana de topo, em que a roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal e a roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão são mecanicamente interconectados de modo a permitir seu movimento síncrono.

[0010] No sistema inventivo, com a junta corrediça destravada, as operações relacionadas com o poço submarino podem ser realizadas com a junta corrediça absorvendo o movimento de arfagem da embarcação. Isto é preferivelmente feito de uma plataforma de trabalho de piso de perfuração mantido em posição estacionária acima do poço central.

[0011] Com a junta corrediça em posição colapsada e travada, o conjunto de roldana de base deslocando-se tornou-se estacionário em relação ao tubo de subida e, assim, ao leito do mar. Quando a embarcação é submetida a arfagem, a distância entre o conjunto de roldanas de topo e o conjunto de roldanas de base variará devido ao movimento de arfagem. Como resultado, o cabo de conexão superporá seu movimento sobre o sistema de compensação de arfagem que provê compensação de arfagem do bloco deslocando-se. Assim, com a junta corrediça travada uma compensação de arfagem precisa e confiável do bloco de deslocamento é operativa. Uma vez destravado, este sistema de compensação está ainda presente e operável, embora não com o benefício do efeito superposto causado pelo cabo de conexão ligado ao barrilete interno da junta corrediça.

[0012] O sistema da invenção - com a junta corrediça travada - por exemplo permite compensação de arfagem altamente precisa no caso de um RCD vedar a coroa anular entre o tubo de subida e a coluna de perfuração ou outra coluna tubular. Como nesta situação, com a junta corrediça e o RCD travados, o volume de fluido dentro do tubo de subida eficazmente tornou-se um volume fixo, qualquer movimento de arfagem ou movimento de arfagem residual resultará em maiores variações de pressão do fluido neste volume fixo. O presente sistema inventivo permite manter tais variações de pressão, se alguma, a um nível limitado e aceitável.

[0013] Em uma modalidade a embarcação é provida com uma plataforma de trabalho verticalmente móvel, que é verticalmente móvel dentro de uma faixa de movimento incluindo uma posição estacionária inferior, em que a plataforma de trabalho é usada coma plataforma de piso de perfuração estacionário, com a junta corrediça destravada, e a faixa de movimento incluindo ainda uma faixa de movimento de compensação de arfagem, que se situa mais elevado do que dita posição estacionária mais baixa. Nesta faixa de movimento de compensação de arfagem, a plataforma de trabalho pode realizar movimento de compensação de arfagem relativo ao casco da embarcação.

[0014] Em uma modalidade, o sistema compreende uma seção ascendente superior que é adaptada para ser montada sobre o tubo de subida e estender-se para cima a partir da junta corrediça, pelo menos acima da posição estacionária mais baixa da plataforma de trabalho, preferivelmente para a faixa de movimento de compensação de arfagem.

[0015] Preferivelmente, a plataforma de trabalho é adaptada para repousar sobre a seção ascendente superior, preferivelmente com dita seção ascendente superior sendo o único suporte de carga vertical da plataforma de trabalho. A última modalidade é vantajosa quando acesso ótimo à seção ascendente superior está disponível, por exemplo, para linhas de fluxo ou outras linhas (elétricas) conduzindo a qualquer equipamento em ditas seções ascendentes superiores, para linhas de lama etc. Por exemplo, tal equipamento pode ser um ou mais de um RCD, um desviador, um BOP etc.

[0016] Preferivelmente, a embarcação é provida com uma plataforma de cabina de perfuradores e uma cabina de perfuradores sobre ela, com a posição estacionária inferior da plataforma de trabalho estando em dito nível de plataforma de cabina de perfuradores. Isto, por exemplo, permite que o pessoal de perfuração de dita cabina tenha uma vista direta sobre o equipamento na seção ascendente superior e linhas fixadas nele quando operado com a junta corrediça colapsada e travada, e com a plataforma de trabalho em movimento de arfagem em dita faixa de compensação de movimento de arfagem elevado.

[0017] O sistema inventivo pode também ser corporificado de modo que a plataforma de trabalho, em modo de compensação de movimento de arfagem, não repouse com seu peso e, se presente, ou carregue sobre ou inteiramente sobre a seção ascendente superior. Em seguida a plataforma de trabalho e provido com uma estrutura de plataforma pendendo para baixo, o conjunto de roldana de base deslocando-se sendo conectado a uma extremidade inferior de dita estrutura de plataforma pendendo para baixo. Tal estrutura de plataforma pode, por exemplo, incluir reforços verticais, um trabalho de treliça etc.

[0018] Como é preferido, a plataforma de trabalho tem uma abertura que é alinhada com a linha de disparo, a abertura sendo dimensionada para pelo menos permitir passagem da coluna tubular que se estende para dentro e através do tubo de subida.

[0019] Como é preferido, a plataforma de trabalho é provida com um dispositivo de suspensão de coluna tubular, por exemplo, um dispositivo conhecido como uma corrediça no campo de perfuração.

[0020] A plataforma de trabalho pode ser provida com uma mesa rotativa.

[0021] Como é preferido o conjunto de roldana de topo é arranjado em sua posição operativa estacionária em um nível abaixo da plataforma de trabalho, por exemplo, embaixo da plataforma de trabalho, quando em sua posição estacionária inferior. Se desejado, o conjunto de roldana de topo pode ser móvel entre sua posição operativa estacionária e uma posição retraída, por exemplo, retraída lateralmente, não operativa. Por exemplo, o conjunto de arfagem de topo é montado sobre uma estrutura móvel abarcando o poço central, por exemplo, móvel sobre trilhos ao longo do poço central. Ou o conjunto de roldana de topo pode ser suspenso de uma estrutura de plataforma aérea, por exemplo, com trilhos permitindo mover o conjunto de arfagem de topo entre uma posição operativa e uma retraída. A provisão da arfagem de topo embaixo do piso de plataforma de trabalho permite acesso desimpedido à plataforma de trabalho, por exemplo, do lado em operações entre a linha de disparo e uma prateleira de armazenagem de tubular.

[0022] Como é sabido na técnica, em uma modalidade preferida, o principal dispositivo de içamento compreende um primeiro guincho de içamento principal e um segundo guincho de içamento principal, em que o cabo principal é conectado em uma de suas extremidades a um respectivo dos primeiro e segundo guinchos de içamento. Isto, por exemplo, permite redundância dos guinchos no dispositivo de içamento principal.

[0023] Em uma modalidade, o dispositivo de compensação de movimento de arfagem compreende uma primeira roldana de compensação de arfagem de cabo principal no trajeto entre o primeiro guincho de içamento principal e o bloco de deslocamento, um passivo e/ou ativo primeiro dispositivo compensador de movimento de arfagem conectado a dita primeira roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal, e o dispositivo de compensação de movimento de arfagem compreende uma segunda roldana de compensação de arfagem de cabo principal no trajeto entre o segundo guincho de içamento principal e o bloco de deslocamento, um segundo dispositivo compensador de movimento de arfagem passivo e/ou ativo conectado a dita segunda roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal.

[0024] Em uma modalidade, cada dispositivo compensador de movimento de arfagem compreende um cilindro hidráulico tendo uma haste de pistão, a roldana de compensação de arfagem de cabo principal sendo conectada a dita haste de pistão. O cilindro hidráulico é conectado a um cilindro separador hidráulico/gás, uma sua câmara sendo conectada a um buffer de gás como é sabido na técnica. Por exemplo, o cilindro compensador tem um curso entre 5 e 15 metros, por exemplo, de 6 metros.

[0025] Em uma modalidade, guinchos de dois cabos conectores são providos, cada um conectado a uma extremidade do cabo conector. Este arranjo provê redundância de ditos guinchos de cabo conector.

[0026] Em uma modalidade, uma roldana de compensação de arfagem de cabo de primeiro conector é arranjada no trajeto entre o primeiro guincho de cabo conector e o conjunto de roldanas de topo, em que uma segunda roldana de compensação de arfagem de cabo de conector é arranjada no trajeto entre o conjunto de roldana de topo e o segundo guincho de cabo conector. Em uma alternativa, dita segunda extremidade é conectada a um terminal extremo estacionário. Neste arranjo, a primeira e segunda roldanas de compensação de arfagem de cabo conector são mecanicamente conectadas às primeira e segunda roldanas de compensação de arfagem de cabo principal, respectivamente, para permitir seu movimento síncrono, a fim de obter a desejada superposição.

[0027] Em uma modalidade, os conjuntos de roldana de topo e de base têm, cada um, conjunto esquerdo com uma ou múltiplas roldanas e um conjunto direito com uma ou múltiplas roldanas, os conjuntos esquerdo e direito sendo arranjados em lados opostos da linha de disparo e sendo afastados entre si para permitir a passagem de um membro ascendente na linha de disparo e entre ditos conjuntos, preferivelmente as roldanas de ditos conjuntos tendo um eixo geométrico de roldana comum, que intersecta a linha de disparo.

[0028] Em uma modalidade, os conjuntos da unidade de roldana de base são montados sobre uma estrutura ou viga de transporte, que também contém o conector de barrilete interno. Por exemplo, a estrutura ou meio de transporte tem um rebaixo central de abertura, permitindo a passagem da seção ascendente superior.

[0029] Em uma modalidade, uma ou mais roldanas de cabo principal, conectadas ao bloco de deslocamento, têm um dispositivo de trinco inferior individual, permitindo conectar e desconectar a roldana individual ao bloco de deslocamento. Preferivelmente, estas uma ou mais roldanas também têm um dispositivo de trinco superior, permitindo prender a roldana ao bloco coroa se a roldana for desconectada do bloco de deslocamento. Este arranjo de “bloco divisível” é conhecido na técnica.

[0030] Em uma modalidade, preferivelmente em combinação com um bloco divisível para o bloco de deslocamento, uma ou mais das roldanas do conjunto de roldana de base têm um dispositivo de trinco inferior individual permitindo conectar e desconectar a roldana individual no e do conector de barrilete interno. Preferivelmente, estas uma ou mais roldanas também têm um dispositivo de trinco superior, permitindo prender a roldana no conjunto de roldana de topo, se a arfagem for desconectada do conector de barrilete interno.

[0031] Em uma modalidade, a torre é um mastro tendo um topo e uma base, a base adjacente ao poço central, em que um ou mais cilindros hidráulicos do um ou mais dispositivos compensadores de movimento de arfagem são arranjados dentro de dito mastro, p.ex., em sua orientação vertical.

[0032] Em uma modalidade, o conector capaz estende-se de uma roldana em uma posição elevada ao longo do mastro ao longo de uma face do mastro, por exemplo, ao longo do exterior de uma face externa do mastro, até uma roldana de base na base do mastro e de dita roldana de base até um conjunto de roldana de topo, preferivelmente embaixo da posição estacionária inferior da plataforma de trabalho.

[0033] Em uma modalidade, a embarcação é provida com um sistema de tensionamento de fio com um ou mais fios que pendem das respectivas roldanas de fio e conectam-se ao anel de tensão que é conectável ao barrilete externo da junta corrediça. Ou o tensionador ascendente pode ser um tensionador ascendente telescópico de ação direta, com múltiplos pernos tensionadores telescópicos, que conectam-se ao anel de tensão.

[0034] A presente invenção também refere-se uma embarcação de perfuração compreendendo: - um casco flutuante submetido a movimento de arfagem, o casco compreendendo um poço central, - uma torre de perfuração no ou próximo do poço central, - um dispositivo de içamento de coluna tubular, a coluna tubular, por exemplo, sendo uma coluna de perfuração, o dispositivo de içamento compreendendo: o um guincho de içamento e cabo principal conectado a dito guincho, o um bloco coroa e um bloco de deslocamento suspenso de dito bloco coroa em um múltiplo arranjo de queda de dito cabo principal, bloco de deslocamento este sendo adaptado para suspender uma coluna tubular, por exemplo, uma coluna de perfuração, a partir dali ao longo de uma linha de disparo, por exemplo, com um dispositivo de topo intermediário adaptado para prover um mecanismo rotativo para uma coluna de perfuração. - um sistema de compensação de arfagem, adaptado para prover compensação de arfagem do bloco de deslocamento, o sistema de compensação de arfagem compreendendo uma roldana de compensação de arfagem de cabo principal no trajeto entre dito guincho de içamento principal e o bloco de deslocamento, um dispositivo compensador de movimento de arfagem passivo e/ou ativo conectado a dita roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal, - um sistema de tensionamento ascendente, adaptado para conectar-se a um tubo de subida estendendo-se ao longo da linha de disparo entre o poço submarino e a embarcação, o sistema de tensionamento ascendente compreendendo um anel de tensão e membros tensionadores conectados a dito anel de tensão, em que o anel de tensão do sistema tensionador ascendente é adaptado para ser conectado ao barrilete externo de uma junta corrediça, caracterizado pelo fato de que a embarcação é ainda provida com um sistema de conexão de cabo, sistema de conexão de cabo este compreendendo: - um conector de barrilete de junta corrediça interna que é adaptado para ser preso a um barrilete de junta corrediça interna, - um guincho de cabo de conexão e cabo de conexão, - um conjunto de roldanas de topo suportado em posição operativa estacionária sobre o casco da embarcação no ou acima do poço central, e um conjunto de roldanas de base de deslocamento preso ao conector de barrilete de junta corrediça interna, em que o cabo de conexão estende-se entre o conjunto de roldana de topo e o conjunto de roldana de base em um arranjo de queda múltipla, - uma roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão no trajeto entre o guincho de cabo de conexão e o conjunto de roldana de topo, em que a roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal e a roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão são mecanicamente interconectadas, a fim de permitir seu movimento síncrono.

[0035] Como será observado, a embarcação inventiva é mais vantajosa quando a embarcação tem a bordo uma junta corrediça tendo um barrilete de junta corrediça externa inferior e um barrilete de junta corrediça interna superior, em que o barrilete externo é adaptado para ser conectado a uma seção de comprimento fixo do tubo de subida estendendo-se até o poço submarino, e em que a junta corrediça é provida com um mecanismo de travamento adaptado para travar a junta corrediça em uma posição colapsada.

[0036] A presente invenção também refere-se a uma embarcação de perfuração compreendendo: - um casco flutuante submetido a movimento de arfagem, o casco compreendendo um poço central, - uma torre de perfuração na ou próximo do poço central, - um dispositivo de içamento de coluna tubular, a coluna tubular, por exemplo, sendo uma coluna de perfuração, o dispositivo de içamento compreendendo: o um guincho de içamento principal e cabo principal conectado a dito guincho o um bloco coroa e um bloco de deslocamento suspenso de dito bloco coroa em um arranjo de múltiplas quedas de dito cabo principal, bloco de deslocamento este sendo adaptado para suspender um tubo tubular, por exemplo, uma coluna de perfuração dali ao longo de uma linha de disparo, por exemplo, com um dispositivo de topo intermediário adaptado para prover um mecanismo rotativo para uma coluna de perfuração. - um sistema de compensação de arfagem adaptado para prover compensação de arfagem do bloco de deslocamento, o sistema de compensação de arfagem compreendendo uma roldana de compensação de arfagem de cabo principal no trajeto entre dito guincho de içamento principal e o bloco de deslocamento, um dispositivo compensador de movimento de arfagem passivo e/ou ativo conectado a dita roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal, - plataforma de trabalho verticalmente móvel, provendo um piso tendo uma abertura através da qual as linhas de disparo passam, - um sistema de tensionamento ascendente adaptado para conectar-se a um tubo de subida estendendo-se ao longo da linha de disparo entre o poço submarino e a embarcação, o sistema de tensionamento ascendente compreendendo um anel de tensão e membros tensionadores conectados a dito anel de tensão. caracterizado pelo fato de que a plataforma de trabalho é provida com uma estrutura de plataforma de trabalho pendendo para baixo embaixo do piso, e em que a embarcação é ainda provida com um sistema de conexão de cabo, que compreende: - um guincho de cabo de conexão e cabo de conexão, - um conjunto de roldana de topo suportado em posição operativa estacionária sobre o casco da embarcação na ou acima do poço central, embaixo do piso da plataforma de trabalho, e um conjunto de roldanas de base de deslocamento preso a uma extremidade inferior da estrutura de plataforma de trabalho, em que o cabo de conexão estende-se entre o conjunto de roldana de topo e o conjunto de roldana de base em um múltiplo arranjo de queda, - uma roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão no trajeto entre o guincho de cabo de conexão e o conjunto de roldana de topo, em que a roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal e a roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão são mecanicamente interconectadas, a fim de permitir seu movimento síncrono.

[0037] Por exemplo, a plataforma de trabalho é provida com um conector ascendente para assegurar a plataforma de trabalho em um tubo de subida estendendo-se na linha de disparo, por exemplo, na extremidade de topo do tubo de subida ou em um barrilete interno de uma junta corrediça no tubo de subida.

[0038] O arranjo permite prover movimento de compensação de arfagem síncrono do bloco de deslocamento e da plataforma de trabalho, enquanto mantendo o piso da plataforma de trabalho totalmente acessível. Isto, por exemplo, permite operações piperacking ser realizadas entre a linha de disparo e uma prateleira de armazenagem tubular sem qualquer obstáculo. Por exemplo, esta é uma solução favorável em comparação com as soluções descritas no WO 2013/169099. Na modalidade simples descrita ali a plataforma de trabalho é suspensa diretamente por varas, cabos ou correntes do bloco de deslocamento, de modo que segue seu movimento de compensação de arfagem. O documento WO2013/169099 descreve que equipamento de entrada de poço, por exemplo, uma unidade de cabeça injetora de tubulação espiralada é colocada sobre a plataforma de trabalho. Enquanto para tal operação, qualquer dispositivo de suspensão direta entre a plataforma de trabalho e o bloco de deslocamento pode não ser problemático, tal dispositivo de suspensão não limita o acesso à linha de disparo e pode, por isso, limitar a capacidade operacional da embarcação em vista da variedade de atividades a serem realizadas.

[0039] Os sistemas inventivos permitem obter movimento de compensação de arfagem síncrono da plataforma de trabalho e do bloco de deslocamento em uma maneira simples, com alta precisão e confiabilidade. Em virtude do guincho de cabo de conexão pode-se posicionar a plataforma de trabalho independente da posição do bloco de deslocamento, por exemplo, com a provisão de escolher uma seção ascendente superior do comprimento correto, por exemplo, por adição de elementos ascendentes de pequeno comprimento.

[0040] Por controle adequado do guincho de cabo conector pode ser possível trazer a plataforma de trabalho em uma posição estacionária relativa ao casco, por exemplo, com a junta corrediça destravada, por exemplo, em uma posição de parada mais baixa, possivelmente a plataforma de trabalho sendo travado em dita posição de parada, enquanto que o bloco de deslocamento pode ser continuado a operar em modo de compensação de arfagem.

[0041] Em uma modalidade muito prática, a roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal e a roldana de compensação de arfagem de cabo de conector são montadas em um carregador rígido comum, por exemplo, o carregador sendo preso à vareta de um cilindro de compensação.

[0042] O sistema inventivo pode ser corporificado de modo que o guincho de conector e o sistema de cabo sejam adaptados para suportar uma carga vertical, enquanto em movimento de compensação de arfagem de pelo menos 300 toneladas métricas, por exemplo, entre 400 e 800 toneladas métricas.

[0043] Como será explicado em mais detalhes abaixo, é contemplado, em uma modalidade, com a junta corrediça travada e um RCD em lugar, a perfuração é realizada por meio de um mecanismo de topo fixado ao bloco de deslocamento e pela adição de tubos de perfuração à coluna de perfuração, que se estende através do tubo de subida suspenso. A plataforma de trabalho é então provida com um dispositivo de corrediça de coluna de perfuração adaptado para suportar a coluna de perfuração quando um novo tubo de perfuração é fixado à coluna de perfuração, ou quando uma coluna de perfuração é removida durante desengate. Durante esta operação tanto o bloco de deslocamento como a plataforma de trabalho estão em modo de compensação de arfagem relativo ao casco da embarcação. Devido à precisão provida pelo sistema inventivo, mesmo com o volume de fluido no tubo de subida sendo constante devido ao RCD, as variações de pressão dentro do poço são limitadas, assim intensificando as técnicas de perfuração como Perfuração por Pressão Gerenciada. A atividade de perfuração de pressão controlada pode então ser realizada sem a limitação de pressão da de outro modo junta corrediça dinamicamente golpeando.

[0044] Em uma modalidade é contemplado que o sistema inventivo seja corporificado de modo a permitir perfuração em dito processo adicionando novo tubo de perfuração à coluna de perfuração, enquanto a junta corrediça está em posição colapsada e travada, por exemplo, com a plataforma de trabalho estando em modo de compensação de arfagem, por exemplo, repousando sobre a extremidade de topo do tubo de subida.

[0045] Em uma modalidade, a embarcação é provida com uma prateleira de armazenagem de tubos de perfuração, por exemplo, um carrossel, adaptado para armazenagem de tubos de perfuração na orientação vertical, a prateleira de armazenagem de tubo de perfuração sendo montada sobre o casco, a fim de ser submetida a movimento de arfagem juntamente com o casco. A embarcação é ainda provida com um sistema prateleira de tubo que é adaptado para mover uma seção de tubo entre a prateleira de armazenagem de tubo de perfuração e uma posição da linha de disparo entre a plataforma de trabalho e o bloco de deslocamento. Uma corrediça de coluna de perfuração é provida que suporta a coluna de perfuração suspensa dentro do tubo de subida quando a coluna de perfuração é desconectada do bloco de deslocamento, por exemplo, o mecanismo de topo, em vista da conexão de um novo tubo de perfuração à coluna de perfuração suspensa.

[0046] Este sistema prateleira de tubo é provido com um sistema de sincronização de movimento de arfagem que é adaptado para trazer um tubo de perfuração recuperado da prateleira de armazenagem de tubo de perfuração para um movimento vertical síncrono com o movimento de arfagem da coluna de perfuração suspensa em relação ao casco da embarcação na posição colapsada e travada da junta corrediça. Se uma plataforma de trabalho verticalmente móvel for provida, é julgado vantajoso se o dispositivo corrediço for montado sobre ou dentro de dita plataforma de trabalho, com a plataforma estando em movimento de arfagem, por exemplo, quando ele repousa sobre a extremidade de topo do tubo de subida.

[0047] O sistema prateleira de tubo assim permite que operações de perfuração sejam realizadas com a extremidade de topo do tubo de subida e o dispositivo corrediço de coluna de perfuração, possivelmente também uma plataforma de trabalho suportando o dispositivo corrediço, em movimento de arfagem relativo ao casco da embarcação. Isto permite que dita operação de perfuração seja realizada com a junta corrediça travada e, por exemplo, permite o uso de um dispositivo RCD para vedar a coroa anular e então obter uma pressão controlada dentro do tubo de subida, por exemplo, em vista de Perfuração por Pressão Gerenciada.

[0048] Na modalidade a embarcação é provida com um dispositivo de plataformista de ferro arranjado sobre a plataforma de trabalho, por exemplo, sobre a plataforma de trabalho verticalmente móvel. Isto, por exemplo, permite o uso da plataforma de plataformista de ferro para compor ou romper a conexão roscada entre tubos de perfuração ou outros tubulares.

[0049] Em uma modalidade alternativa, a embarcação tem um dispositivo de plataformista de ferro que não é montado sobre a plataforma de trabalho, porém é, em vez disso, independentemente suportado pelo casco da embarcação, por exemplo, verticalmente móvel ao longo de um trilho montado na torre por meio de um mecanismo vertical. O dispositivo de plataformista de ferro é então provido com um mecanismo vertical de movimento de arfagem adaptado para mover o dispositivo plataformista de ferro em movimento de arfagem em sincronicidade com o movimento de arfagem da coluna de perfuração suspensa, de modo que o dispositivo de plataformista de ferro pode operar enquanto em movimento de arfagem.

[0050] O sistema prateleira de tubo de compensação de movimento de arfagem pode ser usado para mover os tubos de perfuração, por exemplo, duplo ou triplos estrados de tubo, entre a prateleira de armazenagem de tubo de perfuração e a linha de disparo, a fim de conectar um novo tubo de perfuração à coluna de tubo mantida pelo dispositivo corrediço enquanto em movimento de arfagem. É contemplado que isto pode ser de grande valor para perfuração de pressão controlada, em que controle altamente preciso da pressão do furo de sondagem é desejado.

[0051] Os aspectos da invenção serão agora explicados com referência aos desenhos. Nos desenhos: A Fig.1 mostra esquematicamente em seção transversal vertical uma embarcação de perfuração de acordo com a presente invenção, A Fig. 2 mostra uma porção da embarcação com o mastro de perfuração com um cilindro compensador e plataforma de trabalho móvel, bem como a junta corrediça para ilustrar a invenção, A Fig. 3 mostra esquematicamente o mastro da figura 1, A Fig. 4 mostra uma porção da figura 3 para ilustrar os cilindros compensadores de arfagem, A Fig. 5 mostra esquematicamente o dispositivo de içamento principal e o sistema de conexão de cabo da embarcação da figura 1, A Fig. 6 mostra uma porção da figura 5 para ilustrar o sistema de conexão de cabo, A Fig. 7 ilustra a junta corrediça com o sistema tensionador ascendente e o sistema de conexão de cabo, A Fig. 8 mostra a situação da figura 7 de um diferente ângulo, A Fig. 9 ilustra o sistema de conexão de cabo em uma posição mais baixa do modo de compensação de arfagem, A Fig. 10 ilustra o sistema de conexão de cabo em uma posição superior do modo de compensação de arfagem, A Figura 11 ilustra o mastro da embarcação da figura 1, com a plataforma de trabalho móvel, o mastro sendo provido com um trilho vertical, sobre o qual duas unidades de braço agitador de tubo móvel e um dispositivo de plataformista de ferro móvel são móveis no modo de compensação de arfagem, e com carrosséis de armazenagem de tubo montados sobre o casco. A Fig. 12 ilustra a montagem de um novo tubo de perfuração na coluna ascendente em movimento de arfagem, A Fig. 13 ilustra uma unidade de braço de movimento da figura 11 e 12 contendo um membro agarrador tubular, A Fig. 14 ilustra o mastro, o poço central e o equipamento de linha de disparo de perfuração da embarcação da figura 1.

[0052] Com referência aos desenhos, um exemplo de um sistema de perfuração fora da costa para realizar atividades relacionadas com poço submarino, por exemplo, perfuração de um poço submarino, de acordo com a presente invenção, será discutido.

[0053] O sistema compreende uma embarcação de perfuração 1 tendo um casco flutuante 2 submetido a movimento de arfagem, o casco compreendendo um poço central 5, aqui o poço central tendo uma porção de proa 5 e uma porção de popa 5b.

[0054] Como é preferido, a embarcação é uma embarcação de monocasco com o poço central estendendo-se através da linha de água de projeto da embarcação. Em outra modalidade, por exemplo, a embarcação é uma embarcação semissubmersível, tendo plataformas flutuantes submersíveis (possivelmente uma plataforma flutuante anular) com colunas sobre ele, que suportam uma estrutura de caixa de plataforma acima da linha d’água. O poço central pode então ser arranjado na estrutura de caixa da plataforma.

[0055] A embarcação é equipada com uma torre de perfuração 10 na ou próximo do poço central. Neste exemplo, como é preferido, a torre é um mastro tendo uma parede externa fechada e tendo um topo e uma base. A base do mastro é presa ao casco 2. Neste exemplo, o mastro é montado acima do poço central 5 com a base abarcando o poço central na direção transversal.

[0056] Em outra modalidade, a torre pode ser corporificada como uma torre de perfuração, por exemplo, com uma estrutura de torre de perfuração em treliça posicionada sobre o poço central.

[0057] A embarcação 1 é provida com um dispositivo de içamento principal de coluna tubular, a coluna tubular por exemplo sendo uma coluna ascendente 15.

[0058] O principal dispositivo de içamento compreende: - um guincho de içamento principal, aqui primeiro e segundo guinchos 20, 21 e um cabo principal l22, que é conectado a ditos guinchos 20, 21. - um bloco coroa 23, aqui na extremidade de topo do mastro 10, e um bloco de deslocamento 24 que é suspenso pelo bloco coroa 23 em um múltiplo arranjo de queda do cabo principal 22.

[0059] O bloco de deslocamento 24 é adaptado para suspender uma coluna tubular, por exemplo, uma coluna de perfuração 15, dali ao longo de uma linha de disparo 6, aqui mostrada (como preferido) com um mecanismo de topo intermediário 18, que é suportado pelo bloco de deslocamento 24 e que é adaptado para prover um mecanismo rotativo para a coluna de perfuração.

[0060] A embarcação 1 é provida com um sistema de compensação de arfagem adaptado para prover compensação de arfagem do bloco de deslocamento 24. Este sistema de compensação de arfagem compreende uma roldana de compensação de arfagem de cabo principal, aqui duas roldanas 30, 32, uma no trajeto entre cada um dos guinchos de içamento principal 20, 21 e o bloco de deslocamento 24. Estas roldanas 30, 32 são conectadas a um dispositivo compensador de movimento de arfagem passivo e/ou ativo, aqui incluindo cilindros hidráulicos 32,33, que são conectados a uma respectiva roldana de cabo de compensação de arfagem de cabo principal 30, 31. Como é sabido na técnica, cada cilindro 32, 33 é conectado a um cilindro separador de gás/hidráulico, uma sua câmara sendo conectada a um buffer de gás como é conhecido na técnica. Também como é preferido, os cilindros 32, 33 são montados dentro do mastro em orientação vertical.

[0061] Em uma modalidade, cada dispositivo compensador de movimento de arfagem compreende um cilindro hidráulico tendo uma vareta de pistão, a roldana de compensação de arfagem de cabo principal sendo conectada a dita vareta de pistão. Por exemplo, os cilindros compensadores 32, 33 têm um curso entre 5 e 15 metros, por exemplo, de 6 metros.

[0062] As figuras 3 e 4 são principalmente incluídas para ilustrar uma montagem preferida destes cilindros compridos 32, 33, verticalmente dentro do mastro 10 e a posição totalmente estendida e retraída de suas varetas de pistão.

[0063] A embarcação é além disso provida com um sistema tensionador ascendente que é adaptado para conectar a um tubo de subida19 estendendo-se ao longo da linha de disparo 16 entre um poço submarino, p.ex., um BOP sobre a boca de poço submarina, e a embarcação 1. O sistema de tensionamento ascendente compreende um anel de tensão 40 e membros de tensionamento 41 conectados ao anel de tensão 40. No exemplo representado, um sistema de tensionamento de fio é mostrado, com os membros 41 sendo fios que correm do anel 40 para cima para as roldanas 42 e então para um arranjo de tensionamento, por exemplo, incluindo cilindros 43 e um buffer de gás.

[0064] Os desenhos mostram ainda a presença de uma junta corrediça 50 tendo um barrilete de junta corrediça externa mais em baixo 51 e um barrilete de junta corrediça interna mais em cima 52. Como é sabido na técnica, o barrilete externo 52 é adaptado para ser conectado em sua extremidade de torre, por exemplo, vias parafusos, a uma seção de comprimento fixo do tubo de subida 19 estendendo-se para o leito do mar. Como é sabido na técnica e não mostrado em detalhes aqui, a junta corrediça é provida com um mecanismo de travamento 53, por exemplo, incluindo grampos de travamento hidraulicamente ativados, que são adaptados para travar a junta corrediça em uma posição colapsada. Como explicado na introdução, a junta corrediça tem uma classificação de pressão mais elevada quando colapsada e travada, que no modo de curso dinâmico, por exemplo, quando na posição travada, inclui uma vedação de metal-com-metal operativa na junta corrediça.

[0065] Como é sabido na técnica, o anel de tensão 40 do sistema de tensionamento ascendente é adaptado para ser conectado ao barrilete externo 52 da junta deslizante 50, desse modo permitindo absorver o peso efetivo do tubo de subida.

[0066] A embarcação 1 é ainda provida com um sistema de conexão de cabo, cujo sistema de conexão de cabo compreende: - um conector de barrilete de junta deslizante interna 60 que é adaptado para prender no barrilete de junta corrediça interna 52, - um guincho de cabo de conexão, aqui dois guinchos 61, 62, e cabo de conexão 63 conectado a ditos dois guinchos 61, 62 em cada extremidade do cabo, - um conjunto de roldanas de topo 64 suportado em posição operativa estacionária sobre o casco da embarcação na ou acima do poço central 5, e um conjunto de roldanas de base de deslocamento 65 preso ao conector de barrilete de junta corrediça interna 60.

[0067] O cabo de conexão 63 estende-se entre o conjunto de roldanas de topo 64 e o conjunto de roldanas de base 65 em um arranjo de múltipla queda, entretanto, em uma modalidade simples, um único arranjo de queda pode também ser possível.

[0068] No sistema de conexão de cabo é arranjada uma roldana de compensação de arfagem de cabo de conexão 66, 67 no trajeto entre cada um dos guinchos de cabo de conexão 61, 62 e no conjunto de roldanas de topo 64.

[0069] Como pode ser visto, cada uma das roldanas de cabo de compensação de arfagem de cabo principal 30, 31 é mecanicamente interconectada com uma das roldanas de compensação de arfagem de cabo de conexão 66, 67, a fim de permitir seu movimento síncrono.

[0070] A embarcação 1 é provida com uma plataforma de trabalho verticalmente móvel 70, que é verticalmente móvel dentro de uma faixa de movimento incluindo uma posição estacionária mais baixa 71, em que a plataforma de trabalho é usada coma plataforma de piso de perfuração estacionário com a junta corrediça 50 destravada e a faixa de movimento incluindo ainda uma faixa de movimento de compensação de arfagem 72, que se situa mais elevada do que a posição estacionária mais baixa 71. Neste movimento de compensação de arfagem, a plataforma de trabalho 70 pode realizar movimento de compensação de arfagem relativo ao casco da embarcação.

[0071] Por exemplo, a faixa de movimento de compensação de arfagem é entre 5 e 10 metros, por exemplo, 6 metros. Por exemplo, a altura média da plataforma de trabalho em movimento de arfagem acima da plataforma de cabina de perfurador 73 com cabina 74 da embarcação é de cerca de 10 metros.

[0072] O sistema compreende ainda uma seção ascendente superior 80, que é montada no topo do tubo de subida e estende-se para cima a partir do barrilete 52 da junta corrediça 50, pelo menos a acima da posição estacionária inferior 71 da plataforma de trabalho, preferivelmente para a faixa de movimento de compensação de arfagem da plataforma 70.

[0073] Um membro de seção inferior 81 aqui forma a conexão rígida entre a extremidade real do barrilete interno 52 e o conector 60, aqui com dito membro 81 tendo um colar 82 que repousa sobre o conector 60. De dito membro para cima um outro membro ascendente 83 estende-se para cima para acima do nível 71, mesmo na mesma situação de movimento de arfagem mais inferior, representado na Figura 9. Acima de dito membro ascendente 83 são montados equipamento a ser integrado com o topo ascendente, tal como preferivelmente pelo menos um dispositivo de controle rotativo (RCD) 84, e um conector de linha de lama 85. Por exemplo, outro equipamento integrado ascendente como um BOP anular 86 pode ser arranjado aqui também.

[0074] No exemplo representado, a plataforma de trabalho 70 repousa sobre a seção ascendente superior 80 e esta seção ascendente superior 80 é o único suporte de cargas verticais da plataforma de trabalho 70.

[0075] Como melhor visto na figura 12, a altura do tubo de subida acima da plataforma da cabina de perfuradores 73 com a cabina de perfuradores 74 permite que o pessoal de perfuração desta cabina tenha uma vista direta do equipamento da seção ascendente superior 80 e todas as linhas fixadas nela quando operado com a junta corrediça 50 em posição colapsada e travada, com a plataforma de trabalho em movimento de arfagem na faixa de compensação de movimento de arfagem elevado.

[0076] O sistema inventivo pode também ser corporificado de modo que a plataforma de trabalho 70, em modo de compensação de movimento de arfagem, não repouse com seu peso e, se presente, qualquer carga sobre ele (por exemplo, da coluna de perfuração suspensa por um dispositivo corrediço sobre a plataforma de trabalho 70) sobre ou inteiramente sobre a seção ascendente superior. Em seguida a plataforma de trabalho é provido com uma estrutura de plataforma pendente para baixo, o conjunto de roldanas de base deslocando-se 65 sendo conectado a uma extremidade inferior de dita estrutura de plataforma pendendo para baixo. Tal estrutura de plataforma pode, por exemplo, incluir braçadeiras verticais, um trabalho de treliça etc.

[0077] Os desenhos mostram que a plataforma de trabalho 70 tem uma abertura 75, que é alinhada com a linha de disparo 16, a abertura 75 sendo dimensionada para pelo menos permitir a passagem da coluna tubular 15 que se estende para dentro e através do tubo de subida 19, 80. A plataforma de trabalho é provida com um dispositivo de suspensão de coluna tubular, por exemplo, um dispositivo conhecido como uma corrediça 77 no campo de perfuração.

[0078] A plataforma de trabalho pode ser provida com uma mesa rotativa.

[0079] O conjunto de roldanas de topo 64 é arranjado em sua posição operativa estacionária em um nível abaixo da plataforma de trabalho 70, aqui, como é preferido, abaixo a plataforma de trabalho quando em sua posição estacionária mais baixa 71. Se desejado, o conjunto de roldana de topo 64 pode ser móvel entre sua posição operativa estacionária e uma posição não operativa retraída, por exemplo, retraída lateralmente. Por exemplo, o conjunto de roldana de topo é montado sobre uma estrutura móvel abarcando o poço central 5, por exemplo, móvel sobre trilhos ao longo do poço central. Ou o conjunto de roldana de topo pode ser suspenso de uma estrutura de plataforma aérea 12 (aqui também formando a plataforma de cabina de perfuradores), por exemplo, com trilhos permitindo mover o conjunto de roldana de topo entre uma posição operativa e uma retraída. A provisão do conjunto de roldanas de topo 64 embaixo da plataforma de trabalho permite acesso desimpedido para a plataforma de trabalho, p.ex., do lado em operações piperacking entre a linha de disparo e uma prateleira de armazenagem tubular.

[0080] Como melhor mostrado nas figuras 5 e 6, os conjuntos de roldana de topo e de base 64, 65 têm um conjunto esquerdo 64, 65a com uma ou múltiplas roldanas e um conjunto esquerdo 64b, 65b com uma ou múltiplas roldanas, os conjuntos de esquerda e de direita sendo arranjados em lados opostos da linha de disparo e sendo afastados entre si para permitir passagem de um membro ascendente 80 na linha de disparo e entre os conjuntos. Como é preferido, as roldanas destes conjuntos têm um eixo geométrico de roldana comum que intersecta a linha de disparo 16.

[0081] Uma roldana de transição 66 do conjunto de roldanas de topo é arranjada em ângulos retos com e geralmente entre os conjuntos 64a, b.

[0082] Os conjuntos 65a,b do conjunto de roldanas de base são montados sobre a estrutura transportadora ou em outra modalidade representada na figura 6 uma viga, que também transporta ou forma o conector de barrilete interno 60. Por exemplo, a estrutura de transportador ou meio tem um rebaixo central ou abertura permitindo a passagem da seção ascendente superior.

[0083] Em uma modalidade, uma ou mais roldanas de cabo principais conectadas ao bloco de deslocamento 24 têm um dispositivo de fechamento inferior individual permitindo conectar e desconectar a roldana individual no e do bloco de deslocamento. Preferivelmente, estas uma ou mais roldanas também têm um dispositivo de fechamento permitindo fechar a roldana para o bloco coroa se a roldana for desconectada do bloco de deslocamento. Este arranjo de “bloco separável” é conhecido na técnica.

[0084] Em uma modalidade, preferivelmente em combinação com um bloco separável para o bloco de deslocamento, uma ou mais das roldanas do conjunto de roldanas de base 65 têm um dispositivo de fechamento inferior permitindo conectar e desconectar a roldana individual no e do conector de barrilete interno 60. Preferivelmente, estas uma ou mais roldanas também têm um dispositivo de fechamento superior permitindo fechar a roldana no conjunto de roldana de topo 64 se a roldana for desconectada do conector de barrilete interno.

[0085] Como mostrado aqui, o cabo conector 63 estende-se de uma roldana 68a, b em uma posição elevada ao longo do mastro 10 ao longo para baio de uma face do mastro, por exemplo, ao longo do exterior de uma face externa do mastro, até uma roldana de base 69a, b na base do mastro, e de dita roldana de base 69a, 69b até um conjunto de roldanas de topo 64, preferivelmente embaixo da posição estacionária inferior 71 da plataforma de trabalho.

[0086] Na fig. 11 o mastro da embarcação da figura 1 é ilustrado em uma vista em perspectiva, em que elementos iguais são indicados com os mesmos numerais.

[0087] A embarcação é provida com uma plataforma de trabalho verticalmente móvel 70 que é verticalmente móvel dentro de uma faixa de movimento incluindo uma posição estacionária inferior, em que a plataforma de trabalho é usada coma plataforma de piso de perfuração estacionário com a junta corrediça destravada e a faixa de movimento incluindo ainda uma faixa de movimento de compensação de arfagem, que se situa mais elevada do que dita posição estacionária inferior. Tal posição é mostrada na fig. 11. A embarcação é provida com uma plataforma de cabina de perfuradores 73 com uma cabina de perfuradores (não mostrada) sobre ela, e a posição estacionária inferior da plataforma de trabalho está em dito nível de plataforma de cabina de perfuradores.

[0088] A embarcação é além disso provida com um sistema de tensionamento ascendente (não mostrado) que é adaptado para conectar-se a um tubo de subida estendendo-se ao longo da linha de disparo 16 entre um poço submarino, por exemplo, um BOP na boca de poço submarina, e a embarcação. O sistema de perfuração compreende ainda uma seção ascendente superior 80 que é montada sobre o barrilete interno (não mostrado) de uma junta corrediça, e se estende para cima a partir de tal junta corrediça pelo menos para acima da posição estacionária inferior 71 da plataforma de trabalho, preferivelmente para a faixa de movimento de compensação de arfagem, como visível na fig. 11.

[0089] A embarcação é além disso provida com uma torre de perfuração, aqui corporificada como um mastro 10, de uma construção oca fechada. A seção de topo incluindo os equipamentos e mecanismo de topo foi removida no desenho. Também mostradas são as prateleiras de armazenagem 110, 111 para tubulares, por exemplo, tubos de perfuração e tubos de revestimento, aqui tubulares de multijuntas. Tais prateleiras são também referidas como carrosséis.

[0090] No lado do mastro 10, faceando a linha de disparo 16, o sistema de perfuração é provido com um sistema de tubos, aqui compreendendo dois dispositivos de prateleira tubular 140 e 140’, cada um montado em um canto do mastro 10. Se nenhum mastro estiver presente, por exemplo, com uma torre de perfuração de treliça, uma estrutura de suporte pode ser provida para chegar-se a um arranjo similar dos dispositivos de prateleira 140 e 140’ relativo à linha de disparo 16.

[0091] Na modalidade mostrada, cada dispositivo de trasfega 140, 140’ tem múltiplos conjuntos de três prateleiras. Aqui, um primeiro conjunto de primeira prateleira tubular 141, 141’, um segundo conjunto de prateleira tubular 142,1421, operável em uma maior altura do que o primeiro conjunto de prateleira tubular, e um terceiro conjunto de prateleira tubular 143, 143’.

[0092] Cada conjunto de conjuntos de prateleira é arranjado em um trilho vertical comum 145, 145’ que é fixado ao mastro, aqui cada um em seu canto.

[0093] Na modalidade da figura 11, um tubular de multijuntas de tubo de perfuração pode ser retido por conjuntos de prateleira 142’ e 141’ na linha de disparo acima do centro do poço 27, desse modo permitindo conectar o tubular à seção ascendente superior 80. Cada um de ditos conjuntos 142’ e 141’ contém um membro de agarramento de tubular 142’t e 141’t na extremidade do braço de movimento do conjunto.

[0094] O conjunto de prateleira inferior 143 do outro dispositivo de prateleira 140 contém um dispositivo de plataformista 150, opcionalmente com uma fiandeira sobre ele também.

[0095] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o sistema prateleira de tubo é provido com um sistema de sincronização de movimento de arfagem, adaptado para trazer um tubo de perfuração recuperado de uma prateleira de armazenagem de tubo de perfuração em um movimento vertical síncrono com o movimento de arfagem da extremidade superior do tubo de subida, p.ex., da plataforma de trabalho repousando sobre ele, desse modo permitindo interconectar o tubo de perfuração com uma coluna de tubo de perfuração suspensa por um dispositivo corrediço. Em consequência, na modalidade mostrada, os dois dispositivos de prateleira 140 e 140’, cada um com três conjuntos de prateleira, são móveis em modo de compensação.

[0096] É tanto concebível que os conjuntos de prateleira sejam móveis em modo de compensação de arfagem com respeito a seus trilhos verticais comuns 145, 145’ e que os trilhos verticais comuns 145,145’ com os conjuntos prateleira sejam móveis em modo de compensação de arfagem com respeito ao mastro 10.

[0097] Na fig. 12, o conjunto de um novo tubo de perfuração 15, retido pelo sistema de prateleira de tubo da fig. 11, compreendendo conjuntos de prateleira montados sobre trilhos verticais, sistema de prateleira de tubo este sendo provido com um sistema de sincronização de movimento de arfagem, que traz o tubo de perfuração 15 recuperado de uma prateleira de armazenagem de tubo de perfuração (não mostrada) para um movimento vertical síncrono com o movimento de arfagem da extremidade superior do tubo de subida, desse modo permitindo interconectar o tubo de perfuração 15 com uma coluna de tubo de perfuração suspensa por um dispositivo de corrediça, para a coluna de perfuração em movimento de arfagem, é mostrado em uma vista em perspectiva detalhada. Na fig. 12, os conjuntos de prateleira 143 e 143’ e 141 e 141’ são visíveis, em que o conjunto de prateleira 141’ agarra o tubo de perfuração 15.

[0098] No exemplo representado, a plataforma de trabalho 70 repousa sobre a seção ascendente superior 80 e esta seção ascendente superior 80 é o único suporte de carga vertical da plataforma de trabalho 70.

[0099] A seção ascendente superior 80 compreende equipamento a ser integrado com o topo do tubo de subida, tal como preferivelmente pelo menos um dispositivo de controle rotativo (RCD) 84, e um conector de linha de lama 85.

[00100] A altura do tubo de subida acima da plataforma de cabina de perfuradores (não mostrado) com a cabina de perfuradores 74 permite que o pessoal de perfuração desta cabina tenha uma vista direta sobre o equipamento na seção ascendente superior 80 e todas as linhas fixadas nela, com a plataforma de trabalho 70 em movimento de arfagem na faixa de compensação de movimento de arfagem elevado.

[00101] Na fig. 13, um braço de movimento 141m de um conjunto de prateleira 141 da figura 11 e 12, adaptado para transportar um membro de agarramento tubular, é mostrado em mais detalhes. O braço de movimento 141m é aqui corporificado por um braço extensível telescópico, o braço tendo um primeiro segmento de braço 141m - 1 que é conectado à base 141b via um suporte de eixo geométrico vertical 147 permitindo que o braço de movimento 141m revolva em torno deste eixo geométrico vertical. Como é preferido, este eixo geométrico vertical forma o único 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 um agarrador tubular 141’t e/ou uma ferramenta de centro de poço (por exemplo, um dispositivo de plataformista, ferramenta de torque de multipinos, ferramenta centralizadora ou guia).

[00102] A base 141b do conjunto de prateleira tubular 141 é provida com um ou mais, aqui dois, pinhões (não mostrados) encaixando com uma prateleira dentada vertical (não mostrada). 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 de prateleira 141.

[00103] Como é preferido, o um ou mais motores 162 acionando o um ou mais pinhões 161 são motores elétricos. Em uma modalidade, um supercapacitor é incluído em um circuito de força elétrico alimentando dito um ou mais motores de movimento vertical, o que permite a armazenagem temporária de eletricidade que pode ser gerada pelo dito um ou mais motores durante um movimento descendente do conjunto. Esta energia pode então ser usada para o movimento ascendente novamente.

[00104] Em vista de uma redução do número de porções é preferido que todos os braços de movimento sejam idênticos, de modo que porções sobressalentes limitadas são necessárias. Por exemplo, um único braço de movimento completo, ou um único conjunto de prateleira completo é armazenado a bordo da embarcação.

[00105] Em vista da redução do número de porções 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 liberavelmente fixado à base 141b do conjunto de prateleira. Como representado aqui, a base 141b provê tanto uma posição de fixação esquerda “L”, como indicado na fig. 13, e uma posição de fixação direita, como mostrado em uso na figura 13, para o recinto de mancal 147a que permite o uso da mesma base em cada um dos dispositivos de prateleira 140 e 140’. Como é preferido, as posições de fixação são formadas por elementos sobre a base tendo furos nela e no recinto 147a tendo furos de união, de modo que um ou mais pinos conectores 156 podem ser usados para prender o recinto na base.

[00106] Na fig. 14, uma porção pertinente da embarcação da figura 1 é mostrada em uma vista em perspectiva. Em particular, o casco flutuante 2 com o poço central 5 e o mastro 10 na ou próximo do poço central 5. Uma coluna de perfuração 15 é mantida por um dispositivo de içamento compreendendo o bloco coroa 23 e o bloco de deslocamento 24. Em particular, o bloco de deslocamento 24 é adaptado para suspender a coluna de perfuração 15 ao longo de uma linha de disparo 16, aqui mostrada (como preferido) com um mecanismo de topo intermediário 18, que é suportado pelo bloco de deslocamento 24 e que é adaptado para prover um mecanismo rotativo para a coluna de perfuração.

[00107] A plataforma de trabalho 70 repousa sobre a seção ascendente superior 80 e esta seção ascendente superior 80 e o único suporte de carga vertical da plataforma de trabalho 70.

[00108] A altura do tubo de subida acima da plataforma de cabina de perfuradores 73 com a cabina de perfuradores 74 permite que o pessoal de perfuração desta cabina tenha uma vista direta sobre o equipamento da seção ascendente superior 80 e de todas as linhas fixadas nela, com a plataforma de trabalho 70 em movimento de arfagem na faixa de compensação de movimento de arfagem elevado.

Claims (16)

1. Sistema de perfuração fora da costa para realizar atividades relacionadas ao furo de poço marítimo, em que o sistema de perfuração compreendendo uma embarcação de perfuração, a embarcação de perfuração (1) compreendendo: um casco de flutuação (2) sujeito a levantar movimento, o casco compreendendo um poço central (5, 5a, 5b), - uma torre de perfuração (10) no ou próximo do poço central, - um dispositivo de içamento principal de coluna tubular, a coluna tubular, por exemplo, sendo uma coluna de perfuração (15), o dispositivo de içamento principal compreendendo: um guincho de içamento principal (10, 21) e cabo principal (22) conectado ao guincho, um bloco de coroa (23) e um bloco de deslocamento (24) suspenso do bloco de coroa em um arranjo de múltiplas quedas do cabo principal, no qual o bloco de deslocamento é adaptado para suspender uma coluna tubular, a partir daí ao longo de uma linha de disparo (16), - um sistema de compensação com levantamento adaptado para prover compensação com levantamento do bloco de deslocamento, o sistema de compensação com levantamento compreendendo uma roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30, 31) no trajeto entre o guincho de içamento principal (20, 21) e o bloco de deslocamento (24), um dispositivo compensador (32, 33) de movimento com levantamento ativo e/ou passivo conectado a roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30, 31), um sistema de tensionamento de tubo ascendente (40, 41, 42, 43) adaptado para conectar a um tubo ascendente que se estende ao longo da linha de disparo entre o furo de poço marítimo e a embarcação, o sistema de tensionamento de tubo ascendente compreendendo um anel de tensão (40) e membros tensionadores (41) conectados ao anel de tensão, em que o sistema de perfuração compreende adicionalmente: uma junta de deslizamento (50) tendo um barrilete de junta de deslizamento externo inferior (51) e um barrilete de junta de deslizamento interno superior (52), em que o barrilete externo é adaptado para ser conectado a uma seção de comprimento fixo do tubo ascendente (19) se estendendo para o furo de poço marítimo, e em que a junta de deslizamento é provida com um mecanismo de travamento (53) adaptado para travar a junta de deslizamento em uma posição colapsada, em que o anel de tensão (40) do sistema de tensionamento de tubo ascendente é adaptado para ser conectado com o barrilete externo (51) da junta de deslizamento, caracterizado pelo fato de que a embarcação (1) é provida adicionalmente com um sistema de conexão de cabo, no qual o sistema de conexão de cabo compreende: um conector de barrilete de junta de deslizamento interno (60) que é adaptado para ser seguro ao barrilete de junta de deslizamento interno (52), um guincho de cabo de conexão (61, 62) e cabo de conexão (63), um conjunto de roldanas superiores (64) suportado em posição operativa estacionária no casco da embarcação em ou acima do poço central (5), e um conjunto de roldanas de fundo de deslocamento (65) preso ao conector de barrilete de junta de deslizamento interno (60), em que o cabo de conexão (63) se estende entre o conjunto de roldanas superiores (64) e o conjunto de roldanas de fundo (65) em um arranjo de múltiplas quedas, uma roldana de compensação com levantamento de cabo de conexão (66, 67) no trajeto entre o guincho de cabo de conexão (61, 62) e o conjunto de roldanas superiores (64), em que a roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30, 31) e a roldana de compensação com levantamento de cabo de conexão (66, 67) estão mecanicamente interconectadas de modo a permitir movimento sincronizado das mesmas.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a embarcação é provida com uma plataforma de trabalho verticalmente móvel (70) que é verticalmente móvel dentro de uma gama de movimento incluindo uma posição estacionária baixa (71), em que a plataforma de trabalho é usada como plataforma de piso de perfuração estacionária com a junta de deslizamento destravada, e a gama de movimento incluindo adicionalmente uma gama de movimento de compensação com levantamento (72) que fica mais alta do que a posição estacionária baixa.

3. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma seção de tubo ascendente superior (80) que é montada no barrilete interno (52) da junta de deslizamento e se estende para cima a partir da junta de deslizamento (50) pelo menos para cima da posição estacionária baixa (71) da plataforma de trabalho, preferivelmente com a gama de movimento de compensação com levantamento.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a plataforma de trabalho (70) é adaptada para ficar na seção de tubo ascendente superior (80), preferivelmente com a seção de tubo ascendente superior sendo o único suporte de cargas vertical da plataforma de trabalho.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a embarcação é provida com uma plataforma de cabine com perfuradores (73) e uma cabine com perfuradores (74) na mesma, com a posição estacionária baixo da plataforma de trabalho estando no nível de plataforma de cabine com perfuradores.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de roldanas superiores (64) é arranjado em sua posição operativa estacionária em um nível abaixo da plataforma de trabalho (70).

7. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de içamento principal compreende um primeiro guincho de içamento principal (20) e um segundo guincho de içamento principal (21), em que o cabo principal (22) é conectado tanto da extremidade da mesma para uma respectiva dos primeiro e segundo guinchos de içamento principal.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de compensação de movimento com levantamento compreende uma primeira roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30) no trajeto entre o primeiro guincho de içamento principal (20) e o bloco de deslocamento (24), um primeiro dispositivo compensador de movimento com levantamento passivo e/ou ativo (32) conectado a primeira roldana de compensação com levantamento de cabo principal (30), e o dispositivo de compensação de movimento com levantamento compreende uma segunda roldana de compensação com levantamento de cabo principal (31) no trajeto entre o segundo guincho de içamento principal (21) e o bloco de deslocamento (24), um segundo dispositivo compensador de movimento com levantamento passivo e/ou ativo (33) sendo conectado a segunda roldana de compensação com levantamento de cabo principal (31).

9. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os conjuntos de roldanas de fundo e superiores (64, 65), cada um tem uma série de mão esquerda (64a, 65a) com uma ou múltiplas roldanas e uma série de mão direita (64b, 65b) com uma ou múltiplas roldanas, as séries de mão esquerda e direita sendo arranjadas em lados opostos da linha de disparo e sendo espaçadas para permitir passagem de um membro de tubo ascendente (80) na linha de disparo e entre as séries, preferivelmente as roldanas das séries têm um eixo geométrico de roldana comum que intersecta a linha de disparo.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as séries (65a,b) do conjunto de roldanas de fundo são montadas em uma armação transportadora (60) ou viga que também transporta ou forma o conector de barrilete interno

11. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a torre é um mastro (10) tendo um topo e uma base, a base adjacente ao poço central (5a), em que um ou mais cilindros hidráulicos (32, 33) de um ou mais dispositivos compensadores de movimento com levantamento são arranjados dentro do mastro (10).

12. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o cabo conector (63) se estende a partir de uma roldana (68) em uma posição elevada ao longo do mastro, para baixo ao longo de uma face do mastro, para uma roldana de base (69a,b) na base do mastro, e a partir da roldana de base para um conjunto de roldanas superiores (64), preferivelmente abaixo da posição estacionária baixa (71) da plataforma de trabalho.

13. Método de perfuração de um furo de poço marítimo, caracterizado pelo fato de que o uso é feito de um sistema como definido em uma ou mais das reivindicações 1 a 12, em que o método compreende: arranjar uma coluna de tubo ascendente (19, 50) entre uma cabeça de poço marítima e a embarcação de perfuração, na qual a coluna de tubo ascendente inclui a junta de deslizamento (50), em que em um modo a junta de deslizamento é destravada, e em que em outro modo a junta de deslizamento é colapsada e travada, de modo que o sistema de cabo de conector (10) seja operativo.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a embarcação tem uma plataforma de trabalho verticalmente móvel que fica no tubo ascendente, e em que a plataforma de trabalho realiza um movimento com levantamento relativo à embarcação em uma gama de compensação de movimento com levantamento conforme a junta de deslizamento é travada.

15. Método de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a coluna de tubo ascendente é provida com um dispositivo de controle rotativo (RCD).

16. Método de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que a embarcação compreende um sistema de cremalheira de tubo que é provido com um sistema de sincronização de movimento com levantamento adaptado para trazer um tubo de perfuração recuperado de uma pilha de armazenamento de tubo de perfuração em um movimento vertical sincronizado com o movimento com levantamento da extremidade superior do tubo ascendente, permitindo assim interconectar o tubo de perfuração a uma coluna de tubo de perfuração suspensa a partir de um dispositivo de deslizamento (77).

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