BR112017010880B1 - Cabeça de poço submarina - Google Patents

Abstract

JUNTA DE SUPERFÍCIE DE CABEÇA DE POÇO SUBMARINA SUPERIOR E INFERIOR, E JUNTA DE CONDUTOR DE CABEÇA DE POÇO SUBMARINA SUPERIOR E INFERIOR. A presente invenção refere-se a uma junta de superfície de cabeça de poço submarina superior (11; 11'; 11"), uma junta de superfície de cabeça de poço submarina inferior (10), uma junta de condutor de cabeça de poço submarina superior (5; 5') e uma junta de condutor de cabeça de poço submarina inferior (9). De acordo com a presente invenção, essas são usinadas a partir de uma peça única de material de aço forjado e protegidas contra corrosão por meio de um processo eletrolítico ou outro processo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado e a um método para fornecer essa cabeça de poço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] O potencial para dano severo por fadiga do sistema de cabeça de poço tem aumentado nos últimos anos devido ao uso de navios de perfuração de 5a e 6a geração e operações de poço consideravelmente mais longas. O projeto de sistemas de cabeça de poço da técnica anterior não é otimizado em relação ao tempo de fadiga devido ao fato de o projeto e método de fabricação terem como base a soldagem de partes e o tratamento térmico pós-soldagem, PWHT, das conexões soldadas, soldagem de revestimento das superfícies de vedação e PWHT após a soldagem de revestimento. Devido à fabricação por soldagem de partes e soldagem de revestimento das superfícies de vedação, o tempo de fadiga é calculado, no melhor caso, de acordo com a curva C1. Portanto, o tempo de fadiga de sistemas de cabeça de poço da técnica anterior é tipicamente o fator limitante para atividades de perfuração, conclusão e recondicionamento marítimas.

[0003] A parte superior de qualquer esteira submarina ou sistemas de cabeça de poço satélite é exposta a cargas de tensão e flexão altas durante operações de perfuração, conclusão e recondicionamento. As cargas são geradas pelos movimentos do navio na superfície. As cargas de tensão variáveis no riser são transferidas por meio do riser marítimo e o BOP para o alojamento de cabeça de poço superior. Momentos de flexão altos ocorrem quando as cargas de tensão são aplicadas em um ângulo em relação ao eixo geométrico central da cabeça de poço.

[0004] Os sistemas de cabeça de poço submarinos também podem ser expostos a vibrações de frequência alta impostas pelo riser marítimo, conhecidas como desprendimento de vórtice. Caso a estrutura cilíndrica, referente ao riser marítimo, não seja montada rigidamente e a frequência de desprendimento de vórtice corresponda à frequência de ressonância da estrutura, a estrutura pode começar a ressoar, vibrando com oscilações harmônicas acionadas pela energia do fluxo.

[0005] Momentos de flexão cíclicos grandes e vibrações de frequência alta são conhecidos por provocar dano por fadiga a sistema de cabeça de poço submarino. Portanto, os sistemas de cabeça de poço devem ser projetados e fabricados em para serem mais bem adequados para evitar dano severo por fadiga.

[0006] O espaço anular entre o revestimento condutor e o furo perfurado é cimentado a partir de baixo até o leito do mar. Teoricamente e de forma ótima, o condutor deve ser fixado por todo o trajeto do fundo ao topo. No entanto, usualmente esse não é o caso. A camada de topo do leito do mar pode ser argila muito macia ou areia com resistência ao cisalhamento baixa. A sustentação lateral do solo macio é mínima. A parte superior do furo pode ser ampla como uma vala de escoamento em formato cônico sem nenhuma sustentação lateral. A sustentação lateral limitada do condutor pode ser compensada por diâmetro externo e espessura de parede aumentados da coluna condutora.

[0007] Mais fundo dentro do poço, a sustentação lateral é fornecida por sedimentos consolidados. O ponto fixo da cabeça de poço é definido como o "ponto abaixo do leito do mar" em que o condutor não pode mover lateralmente. A partir do ponto fixo e para baixo, o solo é consolidado, o trabalho do cimento é completado com preenchimento de todas as cavidades, e a ligação do cimento é apropriada. Abaixo do ponto fixo o sistema de cabeça de poço é exposto principalmente a cargas axiais estáticas.

[0008] Tipicamente a parte estrutural de um sistema de cabeça de poço submarino inclui uma coluna condutora de 76,2 a 91,4 cm (30" a 36") e uma coluna de superfície de 50,8 a 55,9 cm (20" a 22"). Para ambas as colunas a junta superior inclui tipicamente três partes que são soldadas entre si por duas soldas circunferenciais. No topo há um alojamento forjado, tipicamente chamado de alojamento de condutor e o alojamento de cabeça de poço de 47,6 cm (18-3/4"). No centro há um tubo. Tipicamente há uma transição de espessura de parede grande a partir do alojamento forjado de cabeça de poço de 47,6 cm (18-3/4") para o tubo. Também há uma transição de espessura de parede entre o alojamento de condutor e o tubo. No fundo há uma forjadura usinada com rosca, tipicamente um conector de pino.

[0009] Os alojamentos são, em geral, definidos como a parte mais alta do condutor e coluna de superfície. Os alojamentos são, tipicamente, fabricados a partir de material forjado de alta resistibilidade de baixa liga usinado com uma preparação de solda de fundo para soldagem circunferencial ao tubo.

[0010] Os alojamentos são usinados com perfis interno e externo para ferramentas de assentamento para a instalação do condutor e coluna de superfície e ombros de assentamento para assentamento do alojamento de cabeça de poço dentro do alojamento de condutor.

[0011] O alojamento de condutor inclui tipicamente orifícios para retorno de fluido e áreas de interface para conexão da base de guia de perfuração ou produção.

[0012] O alojamento de cabeça de poço inclui, tipicamente, perfis de bloqueio externos para conexão do BOP ou do conector de árvore de natal. O alojamento de cabeça de poço também é chamado de alojamento de alta pressão uma vez que o mesmo é projetado para resistir pressão de poço furo completa. O alojamento de cabeça de poço, tipicamente, inclui perfis de assentamento e fechamento internos para suspensores de revestimento e áreas de vedação para vedações de espaço anular e a gaxeta de metal de BOP/XMT.

[0013] É conhecida a inclusão de uma seção forjada fortificada entre o alojamento de cabeça de poço e o tubo. Duas soldas são exigidas. O comprimento típico da seção fortificada é na faixa de 1 a 2 metros.

[0014] Os conectores de rosca fêmea e pino de alta capacidade são produzidos, tipicamente, a partir de forjaduras pré-usinadas de alto grau que são soldadas à parte do fundo do tubo.

[0015] A maior parte dos fornecedores da indústria do petróleo desenvolveu um mecanismo de pré-carga que garante contato, com uma carga de 453,6 a 907,2 t (1 a 2 milhões de libras) entre o alojamento de cabeça de poço e o alojamento de condutor. O propósito é transferir momentos de flexão do alojamento de cabeça de poço para a coluna condutora. O mecanismo de pré-carga também neutraliza as forças de arrancamento devido à expansão térmica.

[0016] Tipicamente o alojamento interno pousa em um ombro de assentamento do alojamento externo. O ombro de assentamento também pode ser definido como o ponto de reação superior. Abaixo do ombro de assentamento há uma tolerância radial estreita entre os alojamentos interno e externo. Quando exposto a cargas de flexão o alojamento interno girará levemente até que o alojamento interno faça contato com o alojamento externo. O ponto em que o alojamento interno faz contato com o alojamento externo é chamado de ponto de reação inferior. Um ponto de reação é, em geral, definido como o ponto de contato entre os alojamentos de alta pressão e baixa pressão, que cria os pares acoplados, quando o alojamento de alta pressão é exposto a momentos de flexão. As cargas que atuam nos pontos de reação superior e inferior criam um par acoplado. Um par acoplado é, em geral, entendido como um par de forças iguais, paralelas que atuam em sentidos opostos e que tendem a produzir rotação. Os pares acoplados são sofrem reação pelo alojamento externo.

[0017] Também é possível pousar o alojamento de cabeça de poço dentro do alojamento de condutor de modo que o alojamento interno e o alojamento externo encaixem sem nenhuma folga radial um dentro do outro para estabilizar movimento do alojamento interno, referência à Patente US 5029647 (A) de 09 de julho de 1991. A marca comercial dessa conexão rígida a momento é: "dual-tapered socket design". Essa solução também tem como base um ponto de reação superior e inferior.

[0018] As próximas juntas abaixo da junta superior são para tecnologia da técnica anterior também fabricadas tipicamente por três partes que são soldadas entre si por duas soldas circunferenciais. No topo há tipicamente um conector fêmea, chamado de box. No centro há um tubo. No fundo há um conector macho, chamado de pino. As juntas abaixo a seguir são fabricadas de uma maneira similar.

[0019] Os problemas gerais com sistemas de cabeça de poço convencionais apresentados acima são sumarizados em uma apresentação do Dr. Hugh Howells da companhia 2H, em 30 de outubro de 2013, IBC, 2da Conferência Anual de Navios de Perfuração em Seul, Coréia, chamada "Annual Drillships Conference", que é anexada.

[0020] É conhecido na indústria a usinagem de tubo de perfuração, risers de produção de alta pressão e risers de recondicionamento a partir de uma peça única de forjadura sem nenhuma soldagem, referência anexada folheto de divulgação de TuffRod (http://tuffrod.com/drill-rod-university/). Também é conhecida a fabricação tubagem de produção de furo pequeno por reforços de zona de rosca forjados a quente. No entanto, o uso, produção, e exigências de tubo de perfuração, risers e tubagem de produção são inteiramente diferentes de engenharia de sistemas de cabeça de poço, e há possibilidade limitada para transferência de conhecimento de tecnologia entre os campos.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0021] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado com tempo de fadiga significativamente estendido e resistibilidade estrutural aumentada, quando comparado a sistemas de cabeça de poço convencionais.

[0022] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que reduza ou elimine o risco de dano por fadiga durante operações de perfuração, conclusão e recondicionamento marítimas.

[0023] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que seja aplicável a sistemas de cabeça de poço pré-carregados ou não pré-carregados tanto para poços de esteira quanto poços satélite.

[0024] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que seja mais barato para produzir, exija menos etapas de produção, e exija envolvimento de menos fornecedores de produção reduzindo, desse modo, o número de passos de transporte entre várias instalações de produção especializadas em etapas de produção específicas.

[0025] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que tenha uma durabilidade mais previsível.

[0026] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa transportar com segurança e de forma previsível os BOPs mais pesados atuais.

[0027] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa transportar com segurança e de forma previsível BOPs ainda mais pesados do que são usados atualmente.

[0028] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa suportar com segurança e de forma previsível as exigências de operações de perfuração, conclusão e recondicionamento atuais.

[0029] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa suportar com segurança e de forma previsível operações de perfuração, conclusão e recondicionamento que sejam mais difíceis na cabeça de poço do que as operações de perfuração atuais.

[0030] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa expandir com segurança e de forma previsível a janela climática para operações de perfuração, conclusão e recondicionamento reduzindo, desse modo, interrupções de WOW (Aguardo de melhora do clima, ou Waiting On Weather) e reduzindo os custos operacionais.

[0031] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que reduza o risco de catástrofe ambiental, reduza o risco de lesões corporais e perda de vidas e reduza o risco de perdas de capital.

[0032] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado que possa ser padronizado.

[0033] É o objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado em que seja possível aumentar a distância entre os pares acoplados.

[0034] É um objetivo da invenção fornecer um sistema de cabeça de poço submarino aprimorado em que seja possível aumentar capacidade estrutural introduzindo-se nova geometria da coluna de superfície.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0035] De acordo com um aspecto da presente invenção, as juntas superior e inferior da coluna condutora e coluna de superfície são usinadas a partir de uma forjadura estendida de peça.

[0036] De acordo com um aspecto da presente invenção, as juntas superiores tanto da coluna condutora quanto da coluna de superfície são projetadas com alojamentos integrados na extremidade superior e conectores integrados na extremidade inferior.

[0037] De acordo com um aspecto da presente invenção, as juntas inferiores tanto da coluna condutora quanto da coluna de superfície são projetadas com conectores integrados, tipicamente de rosca fêmea em cima, na extremidade superior e pino embaixo, na extremidade inferior. As posições dos conectores de rosca fêmea e pino podem ser invertidas.

[0038] De acordo com um aspecto da presente invenção, a soldagem circunferencial de alojamentos ou conectores ao tubo é eliminada.

[0039] De acordo com um aspecto da invenção o tratamento térmico pós-soldagem do local após a soldagem circunferencial é eliminado.

[0040] De acordo com um aspecto da presente invenção, as juntas de condutor e superfície incluem menos partes estruturais, consequentemente, cada junta pode ser fabricada com menos etapas de processo, mais rápido e com custos inferiores a juntas de cabeça de poço convencionais.

[0041] De acordo com um aspecto da presente invenção, cada junta pode ser projetada com diâmetro externo aumentado, espessura de parede aumentada, transições mais suaves, espessura de parede uniforme e propriedades de material uniformes.

[0042] De acordo com um aspecto da presente invenção, cada junta pode ser protegida interna e externamente contra corrosão.

[0043] De acordo com um aspecto da presente invenção, o propósito da proteção contra corrosão geral é garantir cálculos de tempo de fadiga de acordo com as curvas superiores tais como, por exemplo, as curvas B1 CP e HS CP.

[0044] De acordo com um aspecto da presente invenção, a proteção contra corrosão interna e externa pode ser aplicada por um processo eletrolítico ou por outros métodos que garantam proteção contra corrosão geral sem efeitos de calor que afetam as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS.

[0045] De acordo com um aspecto da presente invenção, a proteção contra corrosão geral pode ser fornecida por uma ou mais camadas de ligas tais como, por exemplo, liga de CrNi ou outras ligas e/ou não ligas tal como, por exemplo, Zn, Al ou Ag ou combinação de camadas de ligas e não ligas.

[0046] De acordo com um aspecto da presente invenção, a proteção contra corrosão geral também pode ser fornecida por compostos de pintura com pigmentos de proteção contra corrosão tais como, por exemplo, pó de Zn.

[0047] De acordo com um aspecto da presente invenção, a proteção contra corrosão geral também pode ser fornecida para tecnologia da técnica anterior a fim de permitir cálculos de tempo de fadiga de acordo com a curva C1 CP em vez da curva C1 com corrosão livre.

[0048] De acordo com um aspecto da presente invenção, aço de baixa liga com elasticidade até 500 MPa pode ser usado a fim de alcançar cálculos de acordo com a curva de corrosão livre B1.

[0049] De acordo com um aspecto da presente invenção, aço de baixa liga com elasticidade até 500MPa e com proteção contra corrosão geral pode ser usado a fim de calcular o tempo de fadiga de acordo com a curva B1 CP.

[0050] De acordo com um aspecto da invenção, aço de baixa liga com limite de elasticidade igual ou acima de 500MPa com proteção contra corrosão geral e acabamento de superfície melhor do que Ra 3,2 pode ser usado a fim de calcular o tempo de fadiga de acordo com a curva HS CP.

[0051] De acordo com um aspecto da presente invenção as superfícies de vedação podem ser protegidas por uma ou mais camadas de ligas resistentes à corrosão ou não ligas ou combinação de ligas e não ligas que possam ser aplicados por um processo eletrolítico ou outros métodos que garantam a proteção contra corrosão das superfícies de vedação sem efeitos de calor que afetam as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS.

[0052] De acordo com um aspecto da presente invenção a soldagem de revestimento de liga resistente à corrosão nas áreas de vedação e tratamento térmico correspondente após a soldagem de revestimento do alojamento de cabeça de poço da técnica anterior são eliminados e substituído por proteção contra corrosão com processos sem efeitos de calor que afetam as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS

[0053] De acordo com um aspecto da presente invenção, a cabeça de poço submarina aprimorada pode ser incluída no projeto de qualquer sistema de cabeça de poço de fornecedores de indústria do petróleo com impacto limitado na tecnologia existente do fornecedor e sem interferência nas interfaces externas. As interfaces internas para ferramentas de assentamento, suspensores de revestimento e vedações de espaço anular existentes não serão influenciadas e podem permanecer como estão.

[0054] De acordo com um aspecto da presente invenção, o tempo de fadiga e a capacidade estrutural de qualquer sistema de cabeça de poço satélite ou de esteira pré-carregado ou não pré-carregado pode ser aumentado.

[0055] A presente invenção de acordo com as reivindicações anexas fornece um sistema de cabeça de poço melhorado e um método para fornecer essa cabeça de poço que preencha pelo menos um dos objetivos mencionados acima. A seguir, uma descrição detalhada não limitante de várias modalidades da presente invenção é apresentada em referência aos desenhos anexos, em que

[0056] a Figura 1a mostra uma junta de condutor superior típica da técnica anterior,

[0057] a Figura 1b mostra o corte A-A na Figura 1a,

[0058] a Figura 2a mostra uma junta de superfície superior típica da técnica anterior,

[0059] a Figura 2b mostra o corte A-A na Figura 1b,

[0060] a Figura 3a mostra uma junta de condutor inferior ou de superfície típica da técnica anterior,

[0061] a Figura 3b mostra o corte A-A na Figura 3a,

[0062] a Figura 4a mostra uma modalidade de uma junta de condutor superior de acordo com a presente invenção,

[0063] a Figura 4b mostra o corte A-A na Figura 4a,

[0064] a Figura 5a mostra uma modalidade alternativa de uma junta de condutor superior de acordo com a presente invenção,

[0065] a Figura 5b mostra o corte A-A na Figura 5a,

[0066] a Figura 6a mostra uma modalidade de uma junta de condutor inferior de acordo com a presente invenção,

[0067] a Figura 6b mostra o corte A-A na Figura 6a,

[0068] a Figura 7a mostra uma modalidade de uma junta de superfície inferior de acordo com a presente invenção,

[0069] a Figura 7b mostra o corte A-A na Figura 7a,

[0070] a Figura 8a mostra uma junta de condutor inferior conectada a uma junta de condutor superior,

[0071] a Figura 8b mostra o corte A-A na Figura 8a,

[0072] a Figura 9a mostra uma modalidade de uma junta de superfície superior de acordo com a presente invenção,

[0073] a Figura 9b mostra o corte A-A na Figura 9a,

[0074] a Figura 10a mostra uma junta de superfície superior dentro de uma junta de condutor superior,

[0075] a Figura 10b mostra o corte A-A na Figura 10a,

[0076] a Figura 10c mostra a vista B na Figura 10a,

[0077] a Figura 11a mostra uma modalidade alternativa de uma junta de superfície superior dentro de uma junta de condutor superior, em que a junta de superfície superior compreende aletas,

[0078] a Figura 11b mostra o corte A-A na Figura 11a,

[0079] a Figura 11c mostra a vista B na Figura 11a,

[0080] a Figura 12a mostra uma montagem de uma junta de superfície inferior conectada a uma junta de superfície superior dentro de uma junta de condutor superior conectada a uma junta de condutor inferior. O ponto de reação inferior entre a junta de superfície e a junta de condutor é movido adicionalmente para baixo e abaixo da área normalmente chamada de alojamento. A reação é fornecida por um anel de reação com seções de fluxo. O corte transversal do anel de reação é projetado com um perfil hemisférico.

[0081] a Figura 12b mostra o corte A-A na Figura 12a,

[0082] a Figura 12c e d mostram detalhes do anel de reação,

[0083] a Figura 13 mostra áreas de vedação típicas em uma submontagem antes da soldagem do alojamento de alta pressão, de acordo com a técnica anterior,

[0084] a Figura 14 mostra o diagrama de SN que inclui a curva C1, a curva C1 CP, a curva B1, a curva B1 CP e a curva HS CP com comparação do tempo de fadiga para a técnica anterior e a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0085] A presente invenção diz respeito primariamente à parte superior da cabeça de poço que é exposta a cargas de flexão e vibrações. Essa compreende as partes da cabeça de poço que se projetam acima do leito do mar e para baixo para o ponto fixo. A profundidade do ponto fixo abaixo o leito do mar pode variar de campo para campo e é influenciada pelas condições do solo. A mesma pode ser tipicamente de 10 a 15 metros abaixo do leito do mar, mas pode ser tão profunda quanto até 50 metros abaixo ou mais.

[0086] O projeto de sistemas de cabeça de poço da técnica anterior não é otimizado em relação a tempo de fadiga devido ao projeto e método de fabricação serem baseados em soldagem de partes e no tratamento térmico pós-soldagem, PWHT, das conexões soldadas, soldagem de revestimento das superfícies de vedação e PWHT após a soldagem de revestimento. Devido à fabricação por soldagem de partes e soldagem de revestimento das superfícies de vedação o tempo de fadiga é calculado, no melhor caso, de acordo com a curva C1.

[0087] No passado a tecnologia da técnica anterior foi considerada boa o suficiente e segura. Os cálculos de tempo de fadiga de acordo com a curva C1 foram considerados bons o suficiente para uma aplicação típica. A introdução de navios de perfuração de 5a e 6a geração, operações de poço consideravelmente mais longas, perfuração em áreas mais ao norte em ambientes severos, cargas aumentadas e a duração das cargas às quais as cabeças de poço são expostas, tem implicado em que os sistemas de cabeça de poço, pelo menos na área mais ao norte, são entregues com tempo de fadiga marginal. É incerto se o tempo de fadiga remanescente de diversas centenas de poços submarinos no Mar do Norte é suficiente para efetuar manutenção, evitar operações de perfuração ou tamponamento e abandono de uma maneira segura. A fim de aumentar as margens e usar cargas de perfuração mais realistas nos cálculos de fadiga DNV recomendou no NORSOK U-001 aumentar as cargas às quais as cabeças de poço são expostas. Isso contribuirá para tempo de fadiga ainda mais curto para a tecnologia da técnica anterior.

[0088] Os tubos são fabricados tipicamente a partir de placas que são laminadas e soldadas. O tubo também pode ser fabricado sem soldagem, referência tubo sem costura. Para ambos os métodos de fabricação de tubo o tubo é fabricado para tolerâncias que criam ajuste irregular entre o tubo e as partes usinadas com precisão. As tolerâncias de arredondamento, tolerâncias de diâmetro e tolerâncias de espessura de parede contribuem para concentrações de esforço. A soldagem de partes também introduz áreas submetidas a grandes esforços chamados de pontos quentes.

[0089] Como o projeto e o método de fabricação de técnica anterior contribuem para tempo de fadiga limitado, o projeto e o método de fabricação tem que ser mudados. Mudando-se o projeto e método de fabricação de acordo com a presente invenção, se abrem possibilidades para o uso de matérias-primas com propriedades de material uniformes, capacidade estrutural aumentada, materiais sem tolerâncias de fabricação que criam concentrações de esforço, materiais sem resistibilidade reduzida devido a tratamento térmico pós- soldagem e materiais sem pontos quentes devido à soldagem. Essas mudanças representam um salto qualitativo e permitem que os cálculos de fadiga sejam realizados de acordo com as curvas B1 e HS SN.

[0090] A mudança do projeto e dos métodos de fabricação pode, portanto, ser considerada como um aspecto importante de um aspecto da invenção. As juntas de condutor e superfície não soldadas são usinadas a partir de uma peça única de matérias-primas forjadas preferencialmente com módulo de seção aumentado.

[0091] A fabricação de juntas de condutor e superfície não soldadas pode fornecer uma contribuição de simplificação devido a menos etapas de processo, menos locais de trabalho, menos manuseio e menos necessidade de transporte. A invenção é adequada para fabricação automatizada com menos uso intensivo de mão de obra. O benefício de introduzir novo projeto e método de fabricação pode, portanto, ser fabricação mais rápida com risco reduzido de NCR, retrabalho e descarte, e, por fim, custos de fabricação inferiores.

[0092] A introdução de forjaduras estendidas de peça torna possível projetar cada junta com geometria e dimensões não convencionais. As forjaduras podem ser fabricadas para quase qualquer dimensão relevante e com espessura de parede maior do que as juntas da técnica anterior fabricadas com tubo.

[0093] A combinação de diâmetro externo maior, espessura de parede aumentada e o uso de aço com grau de material mais alto envolve capacidade estrutural aumentada e tempo de fadiga estendido. A invenção pode, portanto, ser projetada com resistibilidade estrutural para suportar cargas externas extremas especificadas de acordo com as exigências mais recentes. A invenção também pode ser projetada para tolerar e compensar condições de ligação de cimento fraca e solo macio. Diferente das juntas da técnica anterior, as juntas de acordo com a presente invenção podem ser projetadas para, pelo menos, atender padrões futuros propostos no NORSOK U-001.

[0094] A Figura 1 mostra um exemplo de uma junta superior de condutor da técnica anterior. A Figura 2 mostra um exemplo de uma junta superior de coluna de superfície da técnica anterior. Em geral, as juntas do sistema de condutor e coluna de superfície da técnica anterior incluem, tipicamente, três partes que são soldadas por soldas circunferenciais 1. No topo há um alojamento forjado 2, chamado tipicamente de alojamento de condutor para a coluna condutora e alojamento de cabeça de poço para a coluna de superfície. No centro há um tubo 3. Tipicamente há uma grande transição de espessura de parede dos alojamentos forjados para o tubo. No fundo há uma forjadura usinada com rosca chamada tipicamente de conector de pino 8. O conector de pino e o tubo também são, normalmente, soldados por soldas circunferenciais. Além disso, o tubo normalmente compreende uma solda longitudinal a partir de sua produção.

[0095] A Figura 3 mostra uma junta inferior da técnica anterior, típica, que inclui o tubo 3, o conector de pino de fundo 4 e o conector de rosca fêmea superior 7.

[0096] A Figura 4a e 4b mostra uma modalidade de uma junta de condutor superior 5 de acordo com a presente invenção, que é usinada a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, soldas circunferenciais 1 entre o tubo 3 e as extremidades superior e inferior 2, 8 da junta de condutor superior. A junta de condutor superior 5, de acordo com a presente invenção, compreende uma seção cilíndrica forjada 6 como um substituto para o tubo 3. Na modalidade mostrada na Figura 4a e 4b, o conector de pino 8 e o alojamento 2 integrais são fornecidos como parte da peça de matéria prima forjada de cada seção. A Figura 5a e 5b mostra uma modalidade alternativa de uma junta de condutor superior 5' de acordo com a presente invenção.

[0097] A Figura 6a e 6b mostra uma modalidade de uma junta de condutor inferior 9 de acordo com a presente invenção com conexões de pino 8 e rosca fêmea 7 integrais, que é usinada a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1.

[0098] A Figura 7a e 7b mostra uma modalidade de uma junta de superfície inferior 10 de acordo com a presente invenção com conexões de pino 8 e rosca fêmea 7 integrais, que é usinada a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1.

[0099] A Figura 8a e 8b mostra uma junta de condutor inferior 9 conectada a uma junta de condutor superior 5', ambas usinadas a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1.

[00100] A Figura 9a e 9b mostra uma modalidade de uma junta de superfície superior 11 de acordo com a presente invenção com alojamento e conector de pino integrais, que é usinada a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1.

[00101] A Figura 10a a 10c mostra uma junta de superfície de superior 11 dentro de uma junta de condutor superior 5; 5', ambas usinadas a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1.

[00102] A Figura 11a a 11c mostra uma junta de superfície superior alternativa 11' dentro de uma junta de condutor superior 5; 5', ambas usinadas a partir de uma peça de matéria prima forjada eliminando, desse modo, as soldas circunferenciais 1. A junta de superfície superior alternativa 11' compreende aletas 12.

[00103] As Figuras 12a a 12d mostram uma montagem de uma junta de superfície inferior 10 conectada a uma junta de superfície superior 11" dentro de uma junta de condutor superior 5' conectada a uma junta de condutor inferior 9. A junta de superfície superior alternativa 11" compreende um anel de reação de carga com seções de fluxo axial usinadas localizadas mais profundas na coluna condutora do que a técnica anterior típica e abaixo da área chamada de alojamento de condutor.

[00104] A Figura 13 mostra áreas de vedação típicas da técnica anterior 15 dentro do alojamento de cabeça de poço como uma submontagem antes de soldagem.

[00105] A Figura 14 mostra um diagrama de SN em que o tempo de fadiga para a técnica anterior e para a invenção é plotado para cargas, dimensões e espessura de parede similares. A mesma mostra as curvas para C1 de corrosão livre, C1 com proteção contra corrosão (CP), B1 de corrosão livre, B1 CP e HS CP. A curva C1 se aplica a construções soldadas. A curva B1 se aplica a material de base sem soldagem e a curva HS se aplica a material de base com limite de elasticidade igual ou superior a 500 MPa sem soldagem e com um acabamento de superfície igual ou melhor do que Ra 3,2, o diagrama é logarítmico. O número de ciclos aumenta logaritmicamente em direção ao lado direito do diagrama. A faixa de esforço é plotada no eixo geométrico vertical. A carga para técnica anterior é, nesse caso, multiplicada por um fator de concentração de esforço total de 1,2.

[00106] A presente invenção fornece menos transições geométricas bem como transições geométricas mais suaves. Aumentando-se a espessura de parede das seções cilíndricas forjadas das juntas tanto de condutor quanto de superfície a diferença de espessura de parede entre os alojamentos de partes superiores e as seções cilíndricas será reduzida, tendo como consequência transições mais suaves. Exemplos disso podem ser vistos facilmente comparando-se as Figuras 1 e 2 da técnica anterior com as Figuras da presente invenção.

[00107] O conector de pino 8 na extremidade inferior das juntas superiores e os conectores de pino e rosca fêmea 7, 8 das juntas inferiores 9, 10 podem ser usinados dentro do envoltório de DE e DI das seções cilíndricas, tendo como consequência a eliminação de transições relacionadas aos conectores de pino e rosca fêmea 7, 8.

[00108] A presente invenção permite DI e DE nivelados nas conexões com rosca 7, 8. Isso é possível uma vez que os conectores de rosca fêmea e de pino 7, 8 são usinados dentro do DE e DI da seção cilíndrica 6 (referência, Figuras, 6a, 6b, 7a, 7b).

[00109] A distância entre o ponto de reação superior e inferior para tecnologia da técnica anterior é relativamente curta e na faixa de 300 a 400 milímetros. A presente invenção fornece uma opção para distância aumentada entre os pontos de reação superior e inferior. Isso é possível uma vez que a junta de condutor é usinada a partir de uma forjadura de uma peça. O anel de carga pode ficar localizado mais profundo na junta superior de condutor e abaixo da área normalmente chamada de alojamento de condutor. Aumentando-se a distância entre os pontos de reação as cargas de reação são reduzidas. A capacidade de pares acoplados é uma função da distância entre os pontos de reação. Para pares acoplados, portanto, é possível diminuir os esforços de flexão com a mesma razão em que a distância entre os pontos de reação é aumentada. (Assumindo-se que o trajeto de carga é determinado estaticamente).

[00110] Reduzindo-se as cargas de reação o nível de esforço é reduzido. A redução do nível de esforço em pontos quentes internos também contribui para tempo de fadiga aumentado. O corte transversal do anel de reação de carga pode ser de projeto hemisférico.

[00111] Outro meio de estender a distância entre os pontos de reação superior e inferior pela introdução de aletas verticais 12 é mostrado na Figura 11b. As aletas de reação verticais integrais 12 podem ser estendidas axialmente. As aletas 12 juntamente com a junta superior de coluna de superfície aumentarão a rigidez da junta superior de coluna de superfície 11'. As aletas integrais 12 podem ser projetadas com para guiar a instalação e transição de esforço suave.

[00112] Uma modalidade possível de um anel de formato semiesférico é mostrada na Figura 12c e d.

[00113] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a espessura de parede das juntas de condutor e superfície pode ser aumentada e tornada mais uniforme. Aumentando-se a espessura de parede e tornando-a mais uniforme, a resistibilidade estrutural e tempo de fadiga das juntas de condutor e superfície podem ser vastamente aumentados quando comparado a sistemas de cabeça de poço convencionais. No entanto, mesmo se espessuras de parede convencionais forem mantidas, o tempo de fadiga das juntas de condutor e superfície será aumentado de acordo com o diagrama de SN anexo, referência, Figura 14.

[00114] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a espessura de parede de junta de superfície pode ser tipicamente de 2,5 a 7,5 cm (1 a 3") ou mais.

[00115] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a espessura de parede de junta de condutor pode ser tipicamente de 2,5 a 15 cm (1" a 6") ou mais.

[00116] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a junta de condutor DE pode ser tipicamente de 76, 2 a 101,6 cm (30" a 40") ou mais.

[00117] Fornecendo-se juntas de condutor e superfície usinadas a partir de uma peça de matéria prima forjada, cada junta pode ser tratada com calor como uma unidade e durante a fabricação na usina de forjadura. Portanto as propriedades de material, de acordo com a certificação de material, permanecerão inalteradas por toda a vida completa do projeto. O tratamento térmico como uma peça e um material contribui para estrutura uniforme de grãos e propriedades mecânicas melhoradas. Propriedades mecânicas uniformes também são alcançadas com o uso de aço com temperabilidade boa e uniforme por todo o corte transversal do material.

[00118] Quando as soldas circunferenciais 1 no tubo de juntas de condutor e superfície são removidas, o risco envolvido por soldagem e PWHT (tratamento térmico pós-soldagem) nas juntas de condutor e superfície da técnica anterior é removido.

[00119] Quando tubo não é mais parte do processo de fabricação e montagem final o fator de concentração de esforço relacionado às tolerâncias de fabricação de tubo pode ser desconsiderado.

[00120] Quando as soldas circunferenciais 1 em juntas de condutor e superfície tubo são removidas, o número pontos quentes de esforço é reduzido conforme os pontos quentes de soldagem são eliminados.

[00121] Quando se solda as extremidades superior e inferior forjadas ao tubo, tipicamente haverá um material de grau inferior do tubo. Devido a ter materiais diferentes frequentemente é um desafio obter dureza suficientemente baixa tanto para a forjadura quanto para o tubo da solda sem perder resistibilidade no lado do tubo. Para reduzir suficientemente a dureza no lado do forjado frequentemente há um risco de que o processo de PWHT possa levar a resistibilidade reduzida no lado do tubo. Esse risco potencial será removido tendo-se as juntas de condutor e superfície todas em uma peça forjada.

[00122] Como um exemplo apenas, graus de tubagem de API 5L X56, X60 e X65 são usados comumente na indústria devido à boa soldabilidade. A tubagem API 5L de alta resistibilidade de grau X80 também é usada, mas menos comum. É possível soldar com grau X80 dentro de exigências de serviço em meio ácido da NACE, no entanto não é garantido que todas as oficinas de soldagem tenham capacidade para soldagem X80. Apenas os melhores fornecedores têm capacidade para soldagem de grau X80. Quando grau X80 é soldado a qualquer um dentre AISI 8630 ou ASTM A182 F22 tratamento térmico é sempre exigido. PWHT é exigido para reduzir a dureza de material AISI 8630 ou ASTM A182 F22. Tipicamente a redução de dureza no material forjado é alcançada ao custo de resistibilidade reduzida no material de tubo.

[00123] Em geral, as juntas de cabeça de poço de acordo com a invenção podem ser fornecidas com resistibilidade de material superior a sistemas de cabeça de poço da técnica anterior típicos em relação à soldabilidade, dureza e redução de resistibilidade pode ser desconsiderada.

[00124] A fundamentação para tempo de fadiga e resistibilidade estrutural de cabeça de poço melhorados é sumarizada nos pontos à j abaixo:

[00125] a) Fabricação de juntas de cabeça de poço a partir de uma peça única de forjadura sem soldagem circunferencial, soldagem de revestimento e tratamento térmico pós-soldagem.

[00126] b) Uso de material de alta resistibilidade com propriedades de material uniformes.

[00127] c) Proteção contra corrosão das superfícies de vedação por um processo sem efeitos de calor que comprometem as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS.

[00128] d) Eliminação de pontos quentes de soldagem.

[00129] e) Eliminação de concentrações de esforço de tolerância de tubo.

[00130] f) Número e grau reduzido de transições geométricas.

[00131] g) Distância aumentada entre ponto de reação superior e inferior.

[00132] h) Proteção contra corrosão geral.

[00133] i) Acabamento de superfície igual ou melhor do que Ra 3,2 e elasticidade igual ou superior a 500 MPa.

[00134] j) Espessura de parede e dimensões externas aumentadas.

[00135] A combinação de "a,b,c" preferencial a fim de calcular o tempo de fadiga de acordo com a curva de SN B1de corrosão livre. "d" e "e" representam consequências de "a a c". "f" e "g" representam fatores que podem eliminar ou reduzir o nível de esforço em pontos quentes internos ou externos e, desse modo, melhorar adicionalmente a invenção.

[00136] Quando se inclui o elemento "h" é possível calcular o tempo de fadiga de acordo com a curva B1 CP. Adicionando-se "i", os cálculos de tempo de fadiga podem ser realizados de acordo com a curva HS CP. Os cálculos de acordo com a curva HS CP são os que proporcionam o nível de tempo de fadiga mais alto.

[00137] A introdução de "j" é possível uma vez que as forjaduras podem ser dotadas facilmente de diâmetro externo e espessura de parede aumentados. As forjaduras podem ser supridas em dimensões que não são facilmente disponíveis a partir de fábricas de tubo. Explorando-se as possibilidades fornecidas introduzindo-se "j" tempo de fadiga quase ilimitado pode ser obtido. O potencial para dano severo por fadiga do sistema de cabeça de poço devido ao uso de navios de perfuração de 5a e 6a geração e operações de poço consideravelmente mais longas é, desse modo, eliminado.

[00138] As superfícies de vedação de espaço anular dentro do alojamento de cabeça de poço na técnica anterior podem ser protegidas ou não contra corrosão. A superfície de vedação para a gaxeta de metal de BOP/XT é sempre protegida contra corrosão nos sistemas de cabeças de poço da técnica anterior. Anteriormente a superfície de vedação era protegida contra corrosão tipicamente por UNS S31600 uma liga de níquel-cromo. Tipicamente as ligas resistentes à corrosão com conteúdo de níquel-cromo mais alto tal como a liga Inconel 625 (UNS N0625) são usadas na técnica anterior atual. As ligas tanto de baixo quanto de alto conteúdo de níquel-cromo foram e são aplicadas por um processo de soldagem com um tratamento térmico pós-soldagem correspondente realizado em um forno que encerra o alojamento de alta pressão completo como uma submontagem.

[00139] A liga de proteção contra corrosão, CRA, é tipicamente soldada em um perfil usinado bruto e verificado por NDT em tecnologia da técnica anterior. O NDT é realizado para garantir a ausência de defeitos de superfície no material de base antes da soldagem da CRA. O alojamento de cabeça de poço é, então, removido da estação de soldagem e transportado para a oficina mecânica. Uma usinagem final é realizada após a soldagem da CRA. NDT volumétrico e de superfície é realizado tipicamente na CRA bem como verificação de espessura e verificação de rugosidade de superfície. Tipicamente a soldagem da CRA é realizada em duas passagens. O propósito é limitar o conteúdo de ferro na liga Inconel. A identificação positiva de material é exigida tipicamente após a soldagem para garantir que o conteúdo de ferro seja menor do que 10% na superfície da CRA. Tipicamente a espessura da CRA acabada é especificada para 2 mm ou mais a fim de garantir menos do que 10% de conteúdo de ferro. Com base em relatórios de NDT aprovados o alojamento de cabeça de poço é tratado com calor após a soldagem de CRA e antes da soldagem ao tubo. Caso a soldagem de CRA seja mal sucedida, a liga tem que ser removida por usinagem e o processo repetido.

[00140] A aplicação de proteção contra corrosão das superfícies de vedação de alojamento de cabeça de poço da técnica anterior inclui diversas etapas de processos em locais de trabalho diferentes. A aplicação da CRA é demorada e envolve risco de defeitos e retrabalho. O número de etapas de processo para fabricação da invenção é menor do que para a técnica anterior. O manuseio, transporte e a logística são simplificados. O risco de problemas relacionados à soldagem tais como, defeitos de superfície, falta de fusão ou conteúdo de ferro muito alto são reduzidos ou eliminados pela invenção.

[00141] Caso a CRA nas áreas de vedação seja aplicada em uma junta de cabeça de poço produzida a partir de uma peça de forjadura sem soldagem circunferencial e PWHT o tempo de fadiga ainda tem que ser calculado de acordo com a curva C1 ou menos. Uma vez que a CRA na superfície de vedação é aplicada por soldagem de revestimento e PWHT a curva B1 não pode ser aplicada mesmo se a junta for produzida a partir de uma forjadura de peça.

[00142] Consequentemente a soldagem de revestimento e PWHT correspondente precisam ser substituídos por um processo que garanta a proteção contra corrosão das superfícies de vedação sem efeitos de calor que afetem as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS.

[00143] Um exemplo de outro processo que não compromete as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS é um processo eletrolítico. Galvanização a frio é um processo que tem diversas vantagens sobre o chapeamento em tanque que inclui a portabilidade para o local e a possibilidade de chapear porções selecionadas da junta superior de superfície. As superfícies de vedação podem ser protegidas contra corrosão por uma ou mais camadas de ligas ou não ligas ou combinação de camadas de ligas e não ligas resistentes à corrosão.

[00144] As superfícies de vedação da invenção podem ser protegidas contra corrosão com uma liga de níquel-cromo de face dura. Outras ligas com boa resistência à corrosão também podem ser aplicadas. Não ligas com boa resistência à corrosão também podem ser aplicados. Uma solução possível é a combinação de diversas camadas de liga, não ligas ou liga e não liga.

[00145] É possível aplicar a proteção contra corrosão em uma superfície de vedação usinada acabada com acabamento de superfície especificado e dimensões levemente aumentadas. A montagem será concluída de acordo com dimensões e tolerâncias especificadas quando o revestimento resistente à corrosão for aplicado. Consequentemente a fabricação pode ser concluída em uma estação de trabalho apenas comparado ao mínimo de 3 operações de usinagem para a técnica anterior.

[00146] O processo eletrolítico pode ser concluído dentro de algumas horas. Uma vez que não é exigida soldagem o risco de conteúdo de ferro alto na CRA é eliminado. Portanto a CRA pode ser muito mais fina e na faixa de μ (micrômetros) em vez de milímetros. Usinando-se as áreas de vedação para um sobredimensionamento predeterminado a dimensão final correta das superfícies de vedação pode ser alcançada com precisão quando se aplica a liga ou não liga resistente à corrosão nas superfícies de vedação. O risco de defeitos de soldagem é eliminado. O item "c" é atendido aplicando-se a liga ou não liga resistente à corrosão por um processo sem efeitos de calor que afeta as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS.

[00147] Melhoria adicional do tempo de fadiga pode ser alcançada fornecendo-se resistência à corrosão geral. Cada junta da coluna condutora e da coluna de superfície pode ser protegida contra corrosão por uma liga ou uma não liga resistente à corrosão eletrolítica ou por outro tipo de revestimentos aplicados por outros métodos. Tipicamente chapeamento em tanque pode ser assumido para a proteção contra corrosão geral. Esse é um processo industrial comum que exige atenção mínima e que fornece proteção contra corrosão simultânea no interior e no exterior das juntas de cabeça de poço. Outras formas de proteção contra corrosão geral podem ser contempladas.

[00148] Outros métodos podem ser, por exemplo, pulverização térmica de alumínio, assumindo que a mesma não muda as propriedades do material, ou pintura epóxi com pó de zinco. Como para as superfícies de vedação o revestimento de proteção contra corrosão geral deve ser aplicado sem efeitos de calor que comprometam as propriedades de material ou a base para cálculos de fadiga de acordo com as curvas B1 e HS. A proteção contra corrosão não elimina a corrosão do material de base completamente, mas o material anodo dos revestimentos de proteção contra corrosão diferentes reduz a taxa de corrosão do material de base para um nível muito baixo. A redução da espessura de parede do material de base é pela aplicação de proteção contra corrosão ignorável durante o ciclo de vida do produto.

[00149] A combinação de "a a g" e "h" garante cálculos de fadiga de acordo com a curva B1 CP. O efeito considerando-se a mesma carga, diâmetro externo e espessura de parede é uma melhoria mínima de tempo de fadiga aumentado 5 vezes. Levando-se em conta as possibilidades de espessura de parede e diâmetro externo aumentados conforme oferecido de acordo com "j" pelo uso de forjaduras o tempo de fadiga pode ser melhorado por um fator típico de 50 vezes. A razão para isso é que para a mesma carga que apresenta uma faixa de esforço de 300 MPa deve ser possível entrar na faixa de esforço em 150 MPa devido ao módulo de seção aumentado.

[00150] Introduzindo-se "i" o tempo de fadiga pode ser calculado de acordo com uma curva HS CP. O efeito considerando-se a mesma carga, diâmetro externo e espessura de parede é uma melhoria mínima de tempo de fadiga aumentado 74 vezes. Levando-se em conta as possibilidades de espessura de parede e diâmetro externo aumentados conforme oferecido pelo uso de forjaduras o tempo de fadiga pode ser melhorado por um fator típico de aproximadamente 3000 vezes. Através dessa melhoria o dano por fadiga como um elemento de risco é eliminado. O benefício pode ser utilizado aumentando-se a faixa de esforço. Isso implica em possibilidades para perfuração e conclusão em condições climáticas mais inóspitas reduzindo, desse modo, o número de dias em espera por condições meteorológicas.

[00151] Deve ser destacado que algum aumento do tempo de fadiga pode ser obtido aplicando-se revestimento resistente à corrosão geral nas juntas de coluna condutora e de coluna de superfície da técnica anterior. O tempo de fadiga da técnica anterior pode, então, ser calculado de acordo com a curva C1 CP que aumenta o tempo de fadiga marginalmente na região acima da faixa de esforço de 100 MPa. Portanto, a invenção também pode incluir proteção contra corrosão geral de tecnologia da técnica anterior.

[00152] O projeto e método de fabricação não soldado pode ser aplicado ao portfólio de quaisquer fornecedores. As interfaces não serão influenciadas, consequentemente as ferramentas de assentamento, os suspensores de revestimento e as vedações de espaço anular existentes podem ser usados como estão. O perfil de bloqueio externo para o conector de BOP e XT também pode permanecer inalterado. A invenção também é compatível com cargas aumentadas transferidas para a junta superior de coluna de superfície por conectores de BOP e XT de alta capacidade. Conectores de alta capacidade podem transferir cargas superiores e expor a cabeça de poço a momentos de flexão superiores, a partir do riser por meio dos perfis de bloqueio externo, aos que os conectores típicos usados atualmente são capazes.

[00153] A presente invenção torna possível progredir para uma aplicação de um projeto atende a tudo. Será possível usinar juntas de cabeça de poço para estocar para distribuição imediata. Os benefícios de tempo de espera curto são óbvios e incluem uma vantagem competitiva (potencial para participação de mercado aumentada), vantagens para clientes (simplifica o planejamento de clientes), flexibilidade de cliente aumentada e melhor utilização de sondas de perfuração, e por fim, custos operacionais inferiores para o operador.

Claims (16)

1. Cabeça de poço submarina que compreende: uma junta superior (11; 11'; 11"), compreendendo: um alojamento (2) em uma extremidade superior da junta superior; um elemento de conexão (8) em uma extremidade inferior da junta superior; e superfícies interna e externa, em que o alojamento (2) compreende superfícies de vedação, caracterizada pelo fato de que a junta superior (11; 11'; 11") é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com uma estrutura de grão uniforme, e em que as superfícies de vedação são protegidas contra corrosão por material resistente à corrosão depositado sem a introdução de efeitos de calor na peça única de material de aço forjado.

2. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma liga resistente à corrosão.

3. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma não liga resistente à corrosão.

4. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma liga e uma não liga resistentes à corrosão.

5. Cabeça de poço submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a dita junta de superfície superior (11; 11'; 11") é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com um limite de elasticidade menor do que 500 MPa.

6. Cabeça de poço submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a dita junta de superfície superior (11; 11'; 11") é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com um limite de elasticidade igual ou superior a 500 MPa, e em que o acabamento de superfície das superfícies não vedantes interna e externa da dita junta superior (11; 11'; 11") é igual a ou maior do que Ra 3,2.

7. Cabeça de poço submarina que compreende: uma junta inferior, compreendendo: um elemento de conexão (7) em uma extremidade superior da junta inferior, um elemento de conexão (8) em uma extremidade inferior da junta inferior; e superfícies interna e externa, caracterizada pelo fato de que a junta inferior (10) é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com uma estrutura de grão uniforme, e em que as superfícies interna e externa da junta inferior (10) são protegidas contra corrosão por material resistente à corrosão depositado sem a introdução de efeitos de calor na peça única de material de aço forjado.

8. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma liga resistente à corrosão.

9. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma não liga resistente à corrosão.

10. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a proteção contra corrosão compreende uma ou mais camadas de uma liga e uma não liga resistentes à corrosão.

11. Cabeça de poço submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de que a dita junta de inferior (10) é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com um limite de elasticidade menor do que 500 MPa.

12. Cabeça de poço submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de que a dita junta de inferior (10) é usinada a partir de uma peça única de material de aço forjado com um limite de elasticidade igual ou superior a 500 MPa, e em que o acabamento de superfície de superfícies não vedantes interna e externa da dita junta inferior (10) é igual ou melhor do que Ra 3,2.

13. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a junta superior é a junta superior de uma coluna de superfície da cabeça de poço submarina.

14. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a junta superior é a junta superior de uma coluna condutora da cabeça de poço submarina.

15. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a junta inferior é a junta inferior de uma coluna de superfície da cabeça de poço submarina.

16. Cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a junta inferior é a junta inferior de uma coluna condutora da cabeça de poço submarina.

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