BR112017009890B1 - Método de compensação de arfagem - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um método de compensação de arfagem entre uma instalação flutuante (11A), que tem um piso de perfuração (11), e pelo menos um tubo ascendente (13), ou uma tubulação (7), se estendendo para baixo para, possivelmente através de, um controlador preventivo de erupção (16), o método incluindo as etapas de - instalar um acionador eletromecânico (1) com pontos de acoplamento, na forma de um tampão de extremidade (23) e um ponto de ancoragem (37), entre a instalação flutuante (11A) e um dispositivo de suspensão (3) para o tubo ascendente (13) ou a junta (7); - conectar o acionador eletromecânico (1) a um suprimento de força (46) e um sistema de controle (42); e - compensar a arfagem para o deslocamento relativo entre a instalação flutuante e o tubo ascendente (13) ou a tubulação (7), deixando o sistema de controle ajustar o comprimento e saída de força do acionador eletromecânico (1).

Description

[001] A presente invenção refere-se à um método de compensa ção de arfagem entre uma instalação flutuante, que tem um piso de perfuração e pelo menos um tubo ascendente, ou um tubo estendendo-se para baixo em direção a, possivelmente através de, um controlador preventivo de erupção (BOP). As ondas do oceano dão um movimento para cima e para baixo de uma instalação flutuante, conhecida como arfagem. Para compensar isso, diferentes soluções são usadas para a compensação da arfagem, entre a instalação flutuante e os componentes, que são presos no fundo do mar, ou devem ter o menor deslocamento possível vertical involuntário. Muitas vezes, existem aci- onadores associados com um sistema de compensação de arfagem ativo ou passivo. Convencionalmente, acionadores desse tipo têm sido cilindros hidráulicos. A compensação passiva é depois feita através de um sistema hidráulico/pneumático.

[002] A fraqueza dos sistemas de compensação de arfagem pode causar interrupções nas operações em mau tempo, e problemas durante as operações. O controle inadequado da saída de força, quando compensando um sistema de ancoragem de tubo de subida, pode dar problemas de desgaste no tubo de subida e na cabeça de poço. Durante a perfuração, variação no peso da broca de perfuração pode resultar em variação no torque, que pode causar maior desgaste e dano na broca de perfuração, e taxa de penetração reduzida quando perfurando.

[003] Melhoramentos para o sistema de compensação da arfa- gem podem, desse modo, contribuir para uma janela meteorológica operacional aumentada, para vasos de perfuração de intervenção do poço, e controle melhorado de saída de força e movimentos.

[004] A compensação da arfagem é feita ativamente, semi- ativamente ou passivamente.

[005] Na compensação de arfagem ativa, a energia hidráulica é ativamente suprida para o sistema como uma função de medições da arfagem. Compensação de arfagem ativa ou semiativa com cilindros é usada para isolar movimentos de uma carga de suspensão dos movimentos do aparelho, entre outras coisas, quando abaixando o equipamento através da zona de quebra-ondas na superfície do mar, aterrando o equipamento no solo marinho, ou durante as operações de perfuração, em que é desejável manter um peso constante na broca de perfuração.

[006] Para a compensação de arfagem de uma carga suspensa, são usados cilindros entre o bloco de coroamento e a torre, ou entre o bloco de propagação e a cabeça. Sistemas de compensação de arfa- gem hidráulica/pneumática passiva têm em comum o fato de que o lado de compressão do pistão de cilindro de um cilindro hidráulico, é hidraulicamente conectado a um volume de gás de pressão alta, que funciona como uma mola pneumática. O outro lado do pistão do cilindro é conectado a um volume de gás de pressão baixa. A movimentação da carga própria para arfagem é amortecida pela compressão ou expansão de um gás.

[007] Um sistema passivo não será capaz de compensar movi mentos de arfagem suficientemente, principalmente por causa de fricção, perda de pressão hidráulica e variação de pressão no sistema pneumático. A compensação ativa vai trabalhar melhor, mas requer uma grande quantidade de energia hidráulica. Em um sistema semiati- vo, um sistema passivo cuida da maior parte dos movimentos e o requisito de energia hidráulica é reduzido, enquanto que um sistema suplementarmente hidráulico, ativo, cuida dos movimentos remanescentes. O sistema passivo é também um sistema alternativo para possíveis falhas no sistema de compensação de arfagem ativo, e o sistema absorve um pouco da movimentação da arfagem.

[008] Uma perfuração submarina, conclusão e recuperação de poço, um sistema de tubo ascendente de arfagem compensada é usado com a extremidade inferior conectada a um controlador preventivo de erupção (BOP) no equipamento de leito marinho. O sistema de ten- sionamento é para manter um tensionamento que mantém o tubo ascendente estável, enquanto, ao mesmo tempo, compensando passivamente a movimentação vertical da embarcação. Quando não há ondas, o pistão está em uma posição média. Quando a sonda é levantada, o fluido hidráulico é dirigido para fora do cilindro e comprime o volume de gás de depressão alta, enquanto o gás se expande e dirige o fluido de gás de volta para dentro do cilindro, quando a sonda está in-do para baixo. A tensão no cilindro hidráulico é para manter o tubo ascendente aproximadamente alinhado, garantir a desconexão segura do BOP, e não transmitir tensão para a cabeça do poço, a última sendo evitada por meio do peso do BOP. Diretrizes para o mínimo de tensão de topo do tubo ascendente são fornecidas pelo American Petroleum Institute (Instituto de Petróleo Americano) (API 16Q).

[009] O sistema de tensionamento para o tubo ascendente é acoplado a um anel de tensão. Nas operações de perfuração e com- pletação do poço, o anel de tensão é acoplado à parte externa de uma junta telescópica, na sua extremidade inferior, é conectado ao próprio tubo ascendente (tubo ascendente marinho). Em sua extremidade superior, a parte interna da junta telescópica é acoplada a uma junta flexível superior. A junta telescópica absorve movimentos verticais entre a sonda e a ponta de suspensão do tubo ascendente. Alternativamente, um tubo ascendente mais delgado (tubo ascendente de recuperação de água aberto) é usado para a recuperação de poços submarinos, conectado ao topo de uma árvore de Natal submarina, com o sistema de recuperação incluindo válvulas de barreira de poço e um dis- positivo desconectando. Nesse caso, o anel de tensão é acoplado a uma junta de tensão do tubo ascendente.

[0010] Existem diversas soluções técnicas para sistemas de tensi- onamento de tubo ascendente. Convencionalmente, eles têm sido baseados em cabos de aço, que são conectados através de blocos de fragmentos para o anel de tensão do tubo ascendente, e acoplados aos cilindros de compensação. Uma solução mais recente, que é usada em uma grande extensão nos anéis de água profunda, é conectar cilindros hidráulicos diretamente ao anel de tensão. Isso contribui para melhor acesso e espaço para outros equipamentos a bordo da embarcação, custo reduzido, peso reduzido, maior capacidade, melhor resposta, recurso controlado do tubo ascendente em desconexão, necessidade reduzida de manutenção e sem desgaste do cabo de aço com um risco de ruptura do cabo de aço. Tipicamente, seis cilindros são conectados ao anel de tensão e o sistema é dimensionado de tal maneira que será operacional, se até dois cilindros se tornarem inoperantes.

[0011] Fadiga em cabeças de poços submarinos, por causa da tensão de BOPs, tornou-se um desafio à integridade do poço. A cabeça do poço e a parte superior de revestimento do poço são afetadas pelas forças da sonda através do tubo ascendente. Primariamente, são as forças laterais que causam problemas. A histerese do sistema de tensionamento pode contribuir para a tensão na cabeça do poço. Modelos de tubos ascendentes globais, usados na indústria para análise de tubo ascendente, geralmente não tem incluídas as dinâmicas do sistema de tensionamento, incluída somente a tensão de topo através de uma abordagem simplificada. A tensão varia porque a resistência ao fluxo, através do sistema de tubo hidráulico, laminar ou fluxo turbulento do meio depende da velocidade, da viscosidade do meio, temperatura, dinâmica de gás, fricção do pistão (que varia com a velo- cidade do pistão) e forças de inercia no sistema.

[0012] O tubo ascendente é desconectado do BOP, quando o tempo está ruim ou em situações imprevistas. O recuo do tubo ascendente ocorre quando a energia elástica no tubo ascendente montado é liberada. Cabos de aço em um sistema de tensionamento baseado em aço, automaticamente afrouxam no recuo do tubo ascendente.

[0013] As forças em desconexão aumentam com a profundidade da água, e isso torna maiores as demandas no controle ideal do recuo. Para sondas de água profunda, é comum ter cilindros acoplados direto, que permitem um freio controlado do tubo ascendente. O sistema hidráulico do sistema de tensão é provido com uma válvula de recuo. Durante a operação normal, a válvula de recuo está totalmente aberta, mas durante a desconexão, ela é operada através de um sistema de controle, de maneira que ela afoga o fluxo de fluido do acionador. A freagem evita que o tubo ascendente recue para dentro da plataforma de perfuração, e deve ser controlada para evitar deformação dos comprimentos de tubos por compressão e encurvamento da parte superior do tubo ascendente, por causa das forças de inercia na parte inferior. O movimento deve ser interrompido antes da junta telescópica interna destruir a externa. Ao mesmo tempo, a extremidade inferior do tubo ascendente deve ser puxada para cima, alto o suficiente para evitar o impacto entre o conjunto do tubo ascendente marinho inferior (LMRP) e o BOP, depois da desconexão.

[0014] Uma limitação com as soluções de hoje em dia é o fato de que, por causa do seu peso, os acionadores hidráulicos devem ser armazenados a montante para evitar pressão sobre a caixa de gaxeta, e o pistão lacra e elimina possíveis problemas de vazamento durante a operação por causa da deformação da vedação.

[0015] WO 2013/119127 A1 descreve um acionador eletromecâni- co para uso sob a água em atividade de petróleo. A invenção é desti- nada para a operação de um dispositivo de acoplamento, ou um elemento de barreira anular, em ambos os casos através de pistão anular, dentro de um alojamento de acionador.

[0016] US 8.157.013 B1 descreve um sistema de tensão hidráuli- ca/pneumática acoplado direto a um tubo ascendente, com uma válvula de recuo instalada localmente e volume hidráulico.

[0017] US 5.209.302 A descreve um sistema de compensação de arfagem semiativo.

[0018] WO 2008/068445 A1 descreve um sistema de controle para compensação de arfagem ativa.

[0019] US 5894895 A revela um compensador de arfagem para um navio sonda com uma torre de perfuração e um sistema de iça- mento fornecido com um guincho de perfuração, uma linha energiza- da, um bloco de coroamento, linhas de trabalho, e um bloco de deslocamento com um gancho H. Ademais, uma linha desenergizada se estende entre o bloco de deslocamento e um reservatório de linha, alternando para compensar a arfagem para uma carga de gancho. O reservatório de linha é expandido ou contraído por mudanças na pressão do lastro para contrabalancear a carga de gancho. Para compensar pela arfagem e pelo atrito no sistema de içamento, uma fonte de pressão é fornecida para aumenta a pressão do lastro para carga de gancho e controle de posição. Sensores e controles são fornecidos para antecipar e compensar excursões de arfagem iminentes. Um reservatório de linha desenergizada é fornecido com cilindros principais hidráulicos conectados à fonte de pressão, passivamente ou ativamente controlando e ajustando a distância entre conjuntos de roldanas, fornecendo assim um reservatório de armazenamento de linha de capacidade variável. Um cilindro de atuação dupla fornece um recurso de alimentação de transportador usado em conjunto com a compensação de arfagem lenta, uma válvula permitindo que os cilindros principais ultrapassem a taxa de alimentação do cilindro quando a linha é alimentada rapidamente em uma direção planejada. O cilindro de ação dupla é conectado a um motor e arranjo de bomba. Nenhum atuador eletro- mecânico é instalado entre o navio sonda e um dispositivo de suspensão para um tubo ascendente ou um tubo.

[0020] US 4962817 A revela um sistema de compensação de mo vimento fornecido para uso em um navio sonda que está sujeito a ar- fagem, e em que um compensador de movimento associado a uma torre de perfuração sustenta uma coluna de perfuração que se estende do navio para baixo através do leito do mar e para um orifício perfurado. O sistema inclui um primeiro codificador para detectar o movimento de arfagem vertical do navio e para produzir um sinal elétrico que varia em resposta a tal detecção, um dispositivo sobre o navio para produzir deslocamento de fluido hidráulico correspondente a variações do sinal e um manipulador responsivo de fluido hidráulico na forma de um cilindro ou cilindros hidráulicos transportados pela torre de perfuração para elevar e baixar o compensador em correspondência a tal deslocamento de fluido hidráulico, de modo a manter a coluna de perfuração substancialmente imóvel, verticalmente. Alternativamente, uma cabeça de compensação flutua em um sistema de orientação na estrutura de perfuração de torre fixa e sustenta a coluna de perfuração. A cabeça é mantida em posição por porcas que passam em parafuso(s) de avanço. As porcas são acopladas a suportes de flutuação que permitem algum movimento relativo entre os parafusos e a cabeça de compensação. Nenhum atuador eletromecânico é instalado entre o navio sonda e um dispositivo de suspensão para um tubo ascendente ou um tubo.

[0021] A invenção tem como seu objetivo remediar ou reduzir pelo menos um dos inconvenientes da técnica anterior, ou pelo menos prover uma alternativa útil para a técnica anterior.

[0022] O objetivo é alcançado através das características, que são dadas na descrição abaixo e nas reivindicações que seguem.

[0023] Por causa dos inconvenientes mencionados, e outros co nectados com sistemas hidráulicos/peneumáticos para compensação de arfagem, acionadores eletromecânicos têm sido desenvolvidos para ancorar o tubo ascendente ativamente controlado, e para compensação ativa de arfagem de uma carga suspensa, respectivamente. Diversos acionadores paralelos são controlados a partir de um sistema de controle eletrônico, com software adaptado para saída de energia ideal, compensação de arfagem e reajuste da operação quando requerida. Os acionadores são montados de uma maneira correspondente àquela dos cilindros hidráulicos dos dias atuais, adaptados para o equipamento da embarcação e a aplicação relevante. Os acionadores são supridos com energia elétrica, meio de refrigeração, meio de lubrificação e comunicação de sinal, através de mangueiras flexíveis e conexões de cabo para o equipamento a bordo designado.

[0024] Quando a sonda é levantada, os motores são forçados a girar em uma direção na ordem inversa, enquanto devem manter uma saída de energia controlada através de freio regenerador. Nessa situação, os motores funcionam como geradores e carregam uma carga de bateria associada com o sistema de suprimento de energia elétrica.

[0025] Abaixo, um acionador eletromecânico, preferivelmente para compensação de arfagem ativa, será descrito. O acionador eletrome- cânico tem, pelo menos, um motor de acionamento elétrico, incluindo um estator e um rotor, em um revestimento de motor. Através de elementos de transmissão, o motor de acionamento elétrico é disposto para deslocar um elemento de acionamento, com uma extremidade externa e uma extremidade interna, suportadas internamente em um alojamento de acionador. O pelo menos um motor de acionamento é elaborado e dimensionado para dar um torque alto, combinado com uma velocidade rotativa alta. Durante uma operação normal, a energia requerida é inferior àquela para a qual o equipamento é dimensionado, e a energia do motor redundante é desligada. O(s) motor(es) de acionamento pode(m) incluir pelo menos dois conjuntos separados de bobinas para dar redundância.

[0026] O sistema de suprimento de energia elétrica é mais vanta josamente disposto para freagem regeneradora durante a movimentação para cima da sonda, e para armazenamento da energia elétrica que é gerada da energia cinética da sonda.

[0027] O alojamento do acionador é provido com um primeiro pon to de ancoragem, em uma extremidade superior e um revestimento de motor, com uma porca de acionador rotativo com operação de motor elétrico em uma extremidade inferior. A extremidade externa de um elemento de acionamento, que se projeta do revestimento do motor, é provida com um segundo ponto de ancoragem.

[0028] A direção de movimentação do elemento de acionamento é paralela ao eixo rotativo do motor. O acionador é caracterizado pelo rotor do pelo menos um motor de acionamento circundando, e é conectado através de elementos de transmissão para uma porca de aci- onador que está em engajamento rosqueado com o elemento de acionamento através de diversos roletes rosqueados. A estrutura permite uma forma compacta de elaboração, em que forças de acionamento relativamente grandes podem ser realizadas. A solução, conhecida a partir de catálogos de SKF, por exemplo, pode ser adaptada para o acionador, e constitui um elemento de máquina em que forças relativamente grandes podem ser transmitidas com fricção relativamente pequena entre os elementos de máquina.

[0029] O revestimento de motor pode ser provido com uma primei ra jaqueta de refrigeração, que circunda o estator. Um segundo elemento de refrigeração pode ser colocado internamente no elemento de acionamento cilíndrico.

[0030] O revestimento de motor irá tipicamente ser certificado para uso em uma área perigosa. Por exemplo, o princípio de Exp pode ser usado. O recinto é purgado antes de começar, e pressurizado com gás protetor durante a operação, por exemplo, ar puro ou gás inerte; alternativamente, líquido é usado. A parte de dentro do recinto é definida como uma zona segura.

[0031] O(s) motor(es) é/são preferivelmente provido(s) com pelo menos dois indicadores de posição independentes, os quais, através de conexão e processamento de sinal em um sistema de controle, fornece informações sobre a posição relativa do elemento de acionamento no acionador. A força de acionamento exercida no elemento de acionamento pelo(s) motor(es) é controlada, ajustando o suprimento de força. A saída de força é medida através da saída de motor aplicada e possivelmente também pela medição de um parafuso de carga em um ponto de ancoragem do alojamento do acionador, com comunicação de sinal através de uma conexão de cabo para o sistema de controle. Um sistema de controle pode, desse modo, continuamente ajustar a força e controlar a posição relativa do sistema de acionamento no aci- onador. Histerese e outras limitações, que são conhecidas a partir dos sistemas hidráulico/pneumático, são evitadas.

[0032] O acionador é provido com conectores para cabos e man gueiras, conectando o equipamento a um suprimento de força, ar, meio de refrigeração, meio de lubrificação e sistema de controle.

[0033] É possível compensar a perda de um, possivelmente mais, acionador(es) dimensionando os acionadores com capacidade de alternar, de maneira que a saída nos acionadores ativos pode ser aumentada para compensar a perda de tensão dos acionadores considerados inativos.

[0034] Para uma suspensão de muito tempo do tubo ascendente, o acionador pode ser provido com um freio eletronicamente ativado.

[0035] De acordo com a invenção, um método de compensação de arfagem entre uma instalação flutuante, que tem um piso de perfuração, e pelo menos um tubo ascendente, ou um tubo que se estende em erupção para baixo, possivelmente direta, um BOP é provido, o método sendo caracterizado por incluir as etapas de - instalar um sistema de tensionamento de tubo ascendente ativo com uma suspensão superior para o acoplamento de um número de acio- nadores eletromecânicos com pontos de acoplamentos na forma de uma extremidade capeadora, respectivamente um ponto de ancoragem, entre a instalação flutuante e um anel de tensão do tubo ascendente ou tubulação sendo que o anel de tensão do tubo ascendente é acoplado à parte externa de uma junta telescópica, cada atuador tem um alojamento, o alojamento sendo disposto entre um respectivo tampão de extremidade e um revestimento de motor, o revestimento de motor incluindo pelo menos um motor elétrico com um estator externo e um rotor interno, o estator se encaixando no revestimento de motor e sendo acoplado ao mesmo de modo a ser impedido de se mover em relação ao revestimento de motor;

[0036] - conectar cada acionador eletromecânico a um pacote de mangueiras e cabos com uma suspensão flexível, o pacote de mangueiras e cabos sendo conectado a um suprimento de força e um sistema de controle; e

[0037] - compensar a arfagem para o deslocamento relativo, entre a instalação flutuante e o tubo ascendente ou a tubulação, deixando o sistema de controle ajustar o comprimento e a saída de força do acio- nador eletromecânico controlando o motor elétrico disposto no atuador eletromecânico.

[0038] O método pode ainda incluir as etapas de:

[0039] - frear de modo controlado o recuo do tubo ascendente ou tubulação quando na desconexão do tubo ascendente do controlador preventivo de erupção;

[0040] içando o dito tubo ascendente ou tubulação para a posição superior; e

[0041] travando o tubo ascendente ou tubulação na posição supe rior através de engajamento eletronicamente controlado de um freio.

[0042] O método pode ainda incluir a etapa de

[0043] - regenerar a energia aplicada para o compensador de ar- fagem na forma de carga mecânica que está sendo deslocada por re-generativamente frear o motor elétrico do compensador de arfagem.

[0044] Quando o método está sendo implementado, os a seguir são tipicamente feitos:

[0045] - a porca do acionador está em engajamento rosqueado com o elemento de acionamento;

[0046] - o revestimento do motor e o elemento de acionamento são supridos com um meio de lubrificação;

[0047] - o revestimento do motor e o elemento de acionamento são supridos com um meio de refrigeração;

[0048] - o revestimento do motor é pressurizado com ar ou gás inerte;

[0049] - acionadores eletromecânicos são conectados em paralelo para compensação de arfagem ativa de uma carga suspensa;

[0050] - acionadores eletromecânicos são conectados em paralelo para compensação de arfagem ativa e ajuste da tensão de topo de um tubo ascendente;

[0051] a fim de, através de freagem do motor regenerador,

[0052] - converter a energia cinética do movimento para cima da embarcação em energia elétrica;

[0053] - armazenar e retirar a energia elétrica gerada em/de bate rias associadas com o sistema de suprimento de energia elétrica;

[0054] - medindo a entrada de energia e a comunicação de sinal de acionadores, através de uma conexão de cabo a um sistema de controle, e trocando dados com outros sistemas de controle e instrumentos, por exemplo, um sistema de gerenciamento do tubo ascendente (RMS)

[0055] - controlar a energia de acionamento exercida no elemento de acionamento pelos motores, por meio da entrada de energia;

[0056] - calcular uma saída de energia da entrada de energia do motor,

[0057] - medir a carga aplicada para o ponto de ancoragem do alo jamento do acionador,

[0058] - controlar a energia e as posições relativas dos elementos de acionamento nos acionadores, para a compensação de arfagem de uma carga suspensa;

[0059] - controlar a energia e as posições relativas dos elementos de acionamento dos acionadores, para a compensação e ajuste ideal do tensionamento de topo de um tubo ascendente;

[0060] - controladamente frear o recuo do tubo ascendente em desconexão;

[0061] - içar o tubo ascendente para a posição superior, quando desconectando o tubo ascendente;

[0062] - travar o tubo ascendente na posição superior pelo enga jamento eletronicamente controlado de um freio;

[0063] - ajustar para cima a saída de energia, quando há uma per da de acionadores, de maneira que a saída da produção total é mantida; e

[0064] - armazenar dados da operação quando requerido.

[0065] No que segue, exemplos de modalidades preferidas são descritos, que são visualizados nos desenhos em anexo, em que:

[0066] Figura 1 ilustra esquematicamente um exemplo do uso dos acionadores para a compensação de uma carga suspensa e tensio- nando o sistema de ancoramento de um tubo ascendente;

[0067] Figura 2 mostra um sistema de tensão par um tubo ascen dente com um acessório superior de diversos acionadores que, em suas extremidades inferiores, são acoplados ao anel de tensão do tubo ascendente;

[0068] Figura 3 mostra uma vista lateral e um acionador eletrome- cânico;

[0069] Figura 3a mostra um plano de fundo do acionador eletro- mecânico; e

[0070] Figura 4 mostra as seções axiais I-I e II-II, de acordo com a figura 3a do acionador eletromecânico com detalhes do revestimento do motor e o elemento de acionamento.

[0071] Nos desenhos, o numeral de referência 1 indica um aciona- dor eletromecânico para compensação de arfagem ativa. Na figura 1, o acionador eletromecânico 1 é mostrado como sendo conectado a um bloco de propagação 2 e um dispositivo de suspensão 3, para a parte externa 4A de uma junta telescópica. O dispositivo de suspensão 3 é também chamado um anel de tensão de tubo ascendente no que segue.

[0072] O bloco de propagação 2 é içado para cima e para baixo por meio de um guincho de içamento 5. A partir do bloco de propagação 2, um dispositivo rotativo 6 para um tubo 7, mostrado aqui como um tubo de perfuração, é suspenso em um gancho/tornel 8 e hastes de suspensão 9. O bloco de propagação 2 e o dispositivo rotativo 6 são movimentados para cima e para baixo ao longo de um dispositivo de guiar vertical 10. O tubo de perfuração 7 passa verticalmente através da junta de flexão 12 rotativa/dispersora/superiora de um piso de perfuração 11, a parte interna 4B da junta telescópica, a parte externa 4A, um tubo ascendente 13, uma junta de flexão inferior 14, um con- junto de tubo ascendente marinho inferior 15, um BOP 16, uma cabeça de poço 17 e um revestimento 18 e, no fundo, o tubo de perfuração 7 termina na broca de perfuração 19. O piso de perfuração 11 é tipicamente parte de uma instalação flutuante 11A.

[0073] Figura 2 mostra um sistema de tensão de tubo ascendente ativo com uma suspensão superior 20 para o acoplamento de um número de acionadores 1, os acionadores 1 sendo acoplados em suas extremidades ao anel de tensão do tubo ascendente 3. O anel de tensão 3 é acoplado à parte externa da junta telescópica 4A (a junta telescópica 4A não é mostrada na figura 2). Cada acionador 1 é conectado a um pacote de mangueiras e cabos 21 com uma suspensão flexível, que são conectados ao equipamento associado na instalação flutuante 11A, entre outras coisas um suprimento de força 46 e um sistema de controle 42.

[0074] Referência é agora feita à figura 4 em particular. O aloja mento do acionador 22 é disposto entre uma extremidade capeadora 23, que constitui um primeiro ponto de acoplamento, e um revestimento de motor 24, ao qual ele é acoplado por meio dos feixes 25.

[0075] O revestimento de motor 24 inclui, pelo menos, um motor elétrico 26 com um estator externo 27 e um rotor interno 28. O estator 27 se encaixa no revestimento de motor 24 e é acoplado a este de tal maneira que é prevenido do movimento relativo para o revestimento de motor 24.

[0076] O motor 26 é provido com um, possivelmente diversos, con juntos de estatores 27 que são, cada um, supridos com corrente elétrica através de um respectivo cabo 29, o cabo 29 se estendendo de uma maneira de vedação através de uma respectiva bucha de cabo 30 no tampão da extremidade 31A do revestimento de motor 24.

[0077] Uma porca de acionador 32 é disposta internamente no ro tor 28 e é conectada a esse através de uma engrenagem planetária 28A. O rotor 28 é apoiado na direção radial por meio dos mancais 28B, 28C, que são dispostos nas porções da extremidade do rotor 28. A porca do acionador 32 é apoiada nas direções axial e radial por meio dos mancais 33A, 33B que são dispostos nas porções finais da porca do acionador 32.

[0078] Nessa modalidade exemplar preferida, a porca do aciona- dor 32 é provida com um número de roletes rosqueados suportados 34, dispostos axialmente e distribuídos ao redor de um elemento de acionamento cilíndrico 35. Os roletes rosqueados 34, que são dispostos para girar livremente ao redor de seus próprios eixos longitudinais na porca do acionador 32, são em engajamento com roletes externos 36 no elemento de acionamento 35. A porca do acionador 32, os role- tes rosqueados 34, a engrenagem planetária 28A e o elemento de acionamento 35 consequentemente constituem o elemento de transmissão para transmitir energia do motor 26 para o elemento de acionamento 35, que é provido com um segundo ponto de acoplamento 37 na extremidade externa.

[0079] O revestimento de motor 24 é provido com uma primeira jaqueta de refrigeração 38 circundando os estatores 27. A afluência (influxo) e escoamento de um meio de refrigeração não são mostrados. Um segundo elemento de refrigeração 39 é colocado internamente no elemento de acionamento cilíndrico 35. O elemento de refrigeração 39 e a afluência e o escoamento de um meio de refrigeração não são mostrados.

[0080] O revestimento de motor 24 tipicamente será certificado para uso em uma área perigosa. Por exemplo, o princípio de Exp é usado. O revestimento de motor 24 é purgado com gás protetor, antes do início, e pressurizado com ar puro ou gás inerte durante a operação. Possivelmente, líquido é usado. A parte interna do revestimento de motor 24 é depois definida como uma zona de segurança. O tam- pão da extremidade 31A é provido com uma porta para suprimento de ar 40, e uma porta 41 para medir a superpressão no revestimento de motor 24.

[0081] O motor 26 é provido com, pelo menos, dois indicadores de posição independentes, não mostrados, os quais, através de conexão e processamento de sinal em um sistema de controle 42, dão informações sobre a posição relativa do elemento de acionamento 35 no acio- nador 1.

[0082] A porção interna do alojamento do acionador 22 constitui um guia para o elemento de acionamento 35 e é provido com luvas de suporte 43 e tubos espaçadores 44.

[0083] O revestimento de motor é provido com luvas de suporte 45A, 45B, em qualquer extremidade, para o elemento de acionamento 35.

[0084] O acionador pode ser provido com um freio 47 ativado ele tronicamente, que mantém o tubo ascendente em uma posição içada depois da desconexão.

[0085] Os sistemas são conectados através de conexões de man gueira e cabo flexíveis 21 ao equipamento associado, provendo comunicação de sinal, o suprimento de força 46, o sistema de controle 42, um meio de refrigeração, um meio de lubrificação e ar comprimido.

[0086] O suprimento de força para os acionadores será comple mentado com um condicionador de bateria (não mostrado), suprindo corrente para a operação do motor ativo, e armazenando energia elétrica que é gerada através de freagem regeneradora com os motores 26, quando a instalação flutuante 11A é elevada.

[0087] Deverá ser notado que todas as modalidades mencionadas acima ilustram a invenção, mas não a limitam, e as pessoas versadas na técnica podem elaborar muitas modalidades alternativas, sem se afastar do escopo das reivindicações em anexo. Nas reivindicações, números de referência entre parêntesis não são para ser considerados como restritivos. O uso do verbo "compreender" e suas formas diferentes, não excluem a presença de elementos ou etapas que não são mencionadas nas reivindicações. No artigo indefinido "um" ou "uma" antes de um elemento, não exclui a presença de diversos tais elementos.

[0088] O fato de que algumas características são estabelecidas em reivindicações diferentes, mutuamente dependentes, não indica que uma combinação dessas características não pode ser usada com vantagem.

Claims (3)

1. Método de compensação de arfagem entre uma instalação flutuante (11A), que tem um piso de perfuração (11) e pelo menos um tubo ascendente (13) ou uma tubulação (7), se estendendo para baixo em direção a, possivelmente através do, controlador preventivo de erupção (16), caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de instalar um sistema de tensionamento de tubo ascendente ativo com uma suspensão superior (20) para o acoplamento de um número de acionadores eletromecânicos (1) com pontos de acoplamento, na forma de um tampão de extremidade (23) e um ponto de ancoragem (37), entre a instalação flutuante (11A) e um anel de ten-são do tubo ascendente (3) para o tubo ascendente (13) ou a tubulação (7), o anel de tensão do tubo ascendente (3) sendo acoplado à parte externa de uma junta telescópica (4A), cada atuador (1) tendo um alojamento (22), o alojamento (22) sendo disposto entre um respectivo tampão de extremidade (23) e um revestimento de motor (24), o revestimento de motor (24) incluindo pelo menos um motor elétrico (26) com um estator externo (27) e um rotor interno (28), o estator (27) encaixando no revestimento de motor (24) e sendo acoplado ao mesmo de modo a ser impedido de se mover em relação ao revestimento de motor (24); conectar cada acionador eletromecânico (1) a um pacote de mangueiras e cabos (21) com uma suspensão flexível, o pacote de mangueiras e cabos (21) sendo conectado a um suprimento de força (46) e um sistema de controle (42); e compensar a arfagem para o deslocamento relativo entre a instalação flutuante (11A) e o tubo ascendente (13) ou a tubulação (7), deixando o sistema de controle (42) ajustar o comprimento e a saída de força do acionador eletromecânico (1), controlando o motor (26) disposto no acionador eletromecânico (1).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui as etapas de frear de modo controlado o recuo do tubo ascendente (13) ou da tubulação (7), quando desconectar o dito tubo ascendente (13) ou tubulação (7) do controlador preventivo de erupção (16); içar o dito tubo ascendente (13) ou tubulação (7) para uma posição superior; e travar o dito tubo ascendente (13) ou tubulação (7) na posição superior pelo engajamento eletronicamente controlado de um freio (47).

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de regenerar a energia aplicada ao compensador de arfagem (1) na forma de carga mecânica, que está sendo deslocada por regenerativamente frear o motor elétrico (26) do compensador de arfagem (1).

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