BR112019016923A2 - sistema de içamento de sondas de perfuração - Google Patents

Abstract

um sistema de içamento para uma sonda de perfuração, que tem um bloco de coroamento para se ligar à uma torre, o bloco de coroamento compreendendo uma pluralidade de roldanas; uma catarina suspensa a partir do bloco de coroamento através de um cabo de içamento, a catarina compreendendo uma pluralidade de roldanas e sendo conectável à uma carga útil, a catarina sendo disposta para se mover ao longo de um trajeto de trabalho, o sistema de içamento compreendendo ainda: um bloco flutuante compreendendo uma pluralidade de roldanas gornidas no cabo de içamento; em que o bloco flutuante é configurado para se mover entre: um primeiro arranjo no qual o bloco flutuante é fixado e relação ao bloco de coroamento; e um segundo arranjo no qual o bloco flutuante é fixado em relação à catarina; em que o sistema de içamento é disposto de modo que, quando o bloco flutuante está em um do primeiro ou segundo arranjo, as roldanas do bloco flutuante se sobrepõe à uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina em uma direção do trajeto de trabalho.

Description

“SISTEMA DE IÇAMENTO DE SONDAS DE PERFURAÇÃO” CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente divulgação refere-se a um sistema de içamento de sonda de perfuração, por exemplo, para uso em qualquer embarcação ou infraestrutura usada para realizar operações associadas a poços de perfuração.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] Os sistemas de içamento são usados em múltiplas aplicações para o manuseio de cargas úteis, como em embarcações, plataformas, sondas offshore e similares associados à indústria de petróleo e gás. Por exemplo, os sistemas de içamento são utilizados em sondas de perfuração para apoiar operações de perfuração, por exemplo, para dar suporte à extremidade superior de uma coluna de perfuração. Os sistemas de içamento também podem dar suporte à outras operações de elevação, incluindo a implantação/recuperação de equipamentos, como equipamentos internos do poço (por exemplo, revestimentos ou liners, equipamento de completação e similares) e equipamentos submarinos (por exemplo, conjunto de preventores - blowout preventers, BOPs- árvores de Natal e afins).

[0003] O termo carga útil refere-se a todos os itens suspensos a partir da catarina. Um mapa de carga útil pode ser considerado como incluindo uma coluna de componentes que se estendem a partir do sistema de içamento para dentro do poço, conectados a um top drive, que é usado para aplicar torque à coluna de componentes localizada abaixo do top drive. Os vários componentes que podem ser suspensos do top drive podem incluir, por exemplo, brocas e uma pluralidade de elementos de tubo. Coletivamente, os componentes conectados ao top drive são referidos neste documento como a carga útil líquida.

[0004] A capacidade de elevação de um sistema de içamento é uma consideração importante e, em muitos casos, é um fator limitante na capacidade de explorar sondas de perfuração específicas. Esta

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2/33 questão está se tornando mais proeminente à medida que a indústria de petróleo e gás offshore procura operar em águas mais profundas e sob pressões crescentes (por exemplo, até 20 kpsi), o que exige o uso de equipamentos mais pesados e similares.

[0005] Em sistemas de içamento baseados em polias conhecidos, pode-se obter capacidade de carga adicional utilizando roldanas de polia adicionais. No entanto, enquanto um aumento na capacidade de carga pode ser alcançado, a velocidade do içamento é comprometida e o desgaste dos fios é exacerbado, o que não é desejado, especialmente onde um único sistema de içamento pode ser necessário para lidar com uma ampla gama de cargas, assim como compensar tais cargas durante curtos ou longos períodos de tempo. Em alguns casos, por exemplo, um sistema de içamento pode ser projetado e implantado de acordo com uma carga útil máxima antecipada, com uma velocidade de içamento limitada correspondente. Essa velocidade de içamento limitada pode, portanto, estar presente para todas as cargas úteis, o que, para muitas operações de içamento, pode estar abaixo da carga máxima de projeto.

[0006] Em operações offshore, por exemplo, em sondas marítimas, o movimento das marés e das ondas pode dificultar a manutenção de velocidades ou forças de elevação constantes. Isso pode ser especialmente problemático quando o sistema está operando em um modo bloqueado na parte inferior, no qual a coluna está conectada fisicamente a um componente no fundo do mar.

SUMÁRIO [0007] Um aspecto ou exemplo relacionado a um sistema de içamento para uma sonda de perfuração, o sistema de içamento podendo compreender:

um bloco de coroamento para se ligar a uma torre; o bloco de coroamento podendo compreender uma roldana ou uma pluralidade de roldanas;

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3/33 uma catarina suspensa do bloco de coroamento através de um cabo de içamento; a catarina podendo compreender uma roldana ou uma pluralidade de roldanas e também podendo ser conectável a uma carga útil. A catarina pode ser disposta para se mover ao longo de um trajeto de trabalho.

[0008] O sistema de içamento pode ainda compreender: um bloco flutuante que compreende uma roldana ou uma pluralidade de roldanas gornidas no cabo de içamento.

O bloco flutuante pode ser configurado para se deslocar entre: um primeiro arranjo no qual o bloco flutuante ou uma parte do mesmo é fixo, restrito ou restringido em relação ao bloco de coroamento ou às respectivas roldanas; e um segundo arranjo no qual o bloco flutuante ou parte dele é fixo, restrito ou restringido em relação à catarina ou às suas roldanas.

O sistema de içamento pode ser disposto de modo que, quando o bloco flutuante está em um do primeiro ou segundo arranjo, as roldanas do bloco flutuante sobrepõem-se a uma roldana do bloco de coroamento ou catarina em uma direção do trajeto de trabalho.

[0009] Um sistema de içamento é usado em vários campos diferentes e pode ser referido neste documento como um sistema de içamento ou simplesmente um içamento. Particularmente, os sistemas de içamento são usados nos campos de tecnologia de petróleo e gás para manipular uma carga útil suspensa acima de um poço. O sistema de içamento pode ser usado para levantar e abaixar uma carga útil ao longo de um trajeto de trabalho. O trajeto de trabalho descreve o espaço através do qual uma carga útil pode se mover ao se mover entre a elevação mínima e máxima do sistema de içamento. O termo direção do trajeto de trabalho é a direção ao longo da qual a carga útil se move entre as posições de elevação mínima e máxima do sistema de içamento. A direção do trajeto de trabalho pode, dependendo do arranjo do sistema de içamento, ser vertical.

[0010] O içamento pode compreender um bloco de

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[0011] As roldanas do bloco de coroa podem estar estacionárias em relação à torre. Um primeiro par ou mais das roldanas do bloco de coroamento pode ser substancialmente paralelo e coaxial - isto é, eles estão totalmente sobrepostos em uma direção do trajeto de trabalho, formando essencialmente uma pilha ou fileira de roldanas.

[0012] A orientação e a disposição precisas das roldanas do bloco de coroamento podem ser determinadas pela localização do trajeto de trabalho e pelo enrolamento do cabo de içamento. Dependendo do número e disposição dos outros componentes do sistema de içamento, as roldanas do bloco de coroamento podem não ser coaxiais ou paralelas, mas podem, em vez disso, ser separadas em múltiplos grupos de roldanas. Cada grupo de roldanas pode compreender uma pluralidade de roldanas dispostas paralelamente e coaxialmente. Um segundo par ou mais das roldanas do bloco de coroamento pode ser inclinado ou deslocado em relação ao primeiro par ou mais de roldanas. Os grupos de roldanas podem ser dispostos obliquamente entre si quando vistos ao longo da direção do trajeto de trabalho, de modo que o eixo de rotação de cada grupo de roldanas forma um ângulo agudo. Os grupos de roldanas podem ser separados e dispostos de modo que um outro componente ou grupo de roldanas possa ser disposto entre eles.

[0013] A catarina pode compreender uma pluralidade de roldanas. A catarina pode ser suspensa do bloco de coroamento. A catarina pode compreender meios ou dispositivos de ligação ou conectores de modo que uma carga útil (por exemplo, compreendendo um top drive e uma carga útil

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5/33 líquida) pode ser anexada à catarina. A catarina pode ser levantada ou baixada ao longo do trajeto de trabalho pelo funcionamento do sistema de içamento. A catarina pode mover-se verticalmente para cima e para baixo, na direção e para longe do bloco de coroamento.

[0014] O bloco de coroamento e a catarina podem ser unidos um ao outro por meio de um cabo de içamento. Um cabo de içamento pode ser alternadamente enroscado ou gornido em volta das roldanas do bloco de coroamento e da catarina de modo que o movimento do cabo de içamento resulta no movimento da catarina em direção ao bloco de coroamento. A razão de elevação (isto é, a razão entre a capacidade máxima de carga do guincho e a carga máxima que pode ser levantada pelo sistema de içamento) é determinada pelo número de pares de polias utilizados entre os componentes estacionários e a carga útil.

[0015] O movimento do cabo de içamento pode ser facilitado por um guincho associado a uma primeira extremidade do cabo de içamento. A segunda extremidade do cabo de içamento pode estar associada a uma âncora ou a um segundo guincho. A ativação de um guincho ou dos dois guinchos para puxar o cabo de içamento, fará com que a catarina se mova em direção ao bloco de coroamento, aumentando assim a carga útil.

[0016] Como discutido acima, é desejável ter um sistema de içamento com uma grande capacidade de carga máxima, mas também uma velocidade de içamento (elevação) máxima que é maior do que aquela associada à capacidade de carga máxima.

[0017] O fornecimento de um bloco flutuante pode permitir que um único sistema de içamento tenha duas razões de içamento diferentes (isto é, capacidade máxima de elevação de peso e velocidade). Em essência, o bloco flutuante pode permitir que o sistema de içamento tenha engrenagens diferentes, pelas quais em uma primeira engrenagem (por exemplo, em um primeiro arranjo) um certo número de pares de polias é utilizado no sistema de içamento e em uma segunda engrenagem (por exemplo, um segundo arranjo)

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6/33 um número diferente de pares de polias é utilizado no sistema de içamento. Isto pode ser conseguido pela alteração do número de pares de polias entre o componente fixo (por exemplo, um bloco de coroamento) e o componente de carga útil móvel (por exemplo, a catarina) quando estes se movem, sendo o primeiro e segundo arranjo/engrenagem.

[0018] Isso pode ser implementado pelo bloco flutuante tendo duas configurações distintas - um primeiro arranjo no qual ele é fixo em relação ao bloco de coroamento e um segundo arranjo no qual ele é fixo em relação à catarina e, portanto, se desloca ao longo do trajeto de trabalho com a catarina. No primeiro arranjo, o sistema de içamento pode compreender um primeiro número de pares de polias entre a combinação do bloco de coroamento e a catarina, proporcionando uma primeira razão de elevação. No segundo arranjo, o sistema de içamento pode compreender um segundo número de pares de polias entre a coroa e a combinação do bloco flutuante e da catarina, proporcionando uma segunda razão de elevação.

[0019] Qual do primeiro e segundo arranjo fornece a força máxima de elevação (isto é, mais pares de polias) e a velocidade máxima de elevação (isto é, menos pares de polias) depende de como o cabo de içamento é gornido no bloco flutuante. Se o bloco flutuante é gornido no cabo de içamento em um arranjo similar ao modo como a catarina é gornida no cabo de içamento - isto é, suspenso à partir bloco de coroamento, por onde as roldanas do bloco flutuante se alternam com as roldanas do bloco de coroamento no cabo de içamento - pares de polias podem ser formados entre o bloco de coroamento e o bloco flutuante. Aqui, no primeiro arranjo, onde o bloco flutuante é fixo em relação ao bloco de coroamento, este irá fornecer uma força de elevação máxima inferior, mas uma maior velocidade máxima de elevação. Isso ocorre porque haverá menos pares de polias envolvidos no levantamento da catarina, uma vez que os pares de polias formados entre o bloco de coroamento e o bloco flutuante não estão ativos durante o uso (uma vez que o bloco flutuante é fixo em relação ao bloco de coroamento).

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7/33 [0020] O segundo arranjo proporcionará uma maior capacidade de carga (força máxima de elevação), mas uma velocidade máxima de elevação mais baixa. Isso ocorre porque haverá pares de polias mais ativos envolvidos na elevação do bloco móvel, pois os pares de polias entre o bloco de coroamento e o bloco flutuante estão agora ativos durante o uso (já que o bloco flutuante é fixo em relação à catarina), além dos pares de polias entre o bloco de coroamento e a catarina.

[0021] Se o bloco flutuante for gornido no cabo de içamento de uma maneira semelhante à forma como o bloco de coroamento é gornido no cabo de içamento - isto é, parte da catarina sendo suspensa do bloco flutuante, pelo qual as roldanas do bloco flutuante se alternam com as roldanas da catarina no cabo de içamento - pares de polia poderão ser formados entre o bloco flutuante e a catarina. Aqui, no segundo arranjo, onde o bloco flutuante é fixo em relação à catarina, haverá uma força máxima de elevação menor, mas uma velocidade máxima de elevação maior, pois os pares de polias formados entre o bloco flutuante e a catarina não estão ativos durante o uso e assim menos pares de polias estão ativos durante o uso.

[0022] No primeiro arranjo, os pares de polias formados entre o bloco flutuante e a catarina estão ativos durante o uso, portanto o número total de pares de polias ativas é maior e a capacidade máxima de carga é maior, mas a velocidade máxima de içamento é menor.

[0023] As roldanas do bloco flutuante podem sobrepor-se a uma roldana do bloco de coroamento ou catarina em uma direção do trajeto de trabalho quando o bloco flutuante está em um do primeiro ou segundo arranjo. A sobreposição pode ser uma sobreposição parcial.

[0024] Uma sobreposição na direção do trajeto de trabalho refere-se a uma sobreposição de uma roldana do bloco flutuante com uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina quando observada a partir da lateral do sistema de içamento, por exemplo, a partir da esquerda e direita da Figura 1.

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8/33 [0025] A distância na direção do trajeto de trabalho entre um eixo de rotação de uma roldana ou de todas as roldanas do bloco flutuante e um eixo de rotação de uma roldana ou de todas as roldanas do bloco de coroamento ou catarina pode ser menor que uma primeira distância quando o bloco flutuante está em um do primeiro ou segundo arranjo. A primeira distância pode ser igual aos raios combinados da roldana da catarina e da roldana do bloco de coroamento ou catarina. A primeira distância pode ser igual ao raio de uma das roldanas do bloco flutuante ou do bloco de coroamento ou da catarina. A distância entre os eixos de rotação pode ser zero.

[0026] Tal arranjo, no qual é proporcionada uma sobreposição entre o bloco flutuante e um dos blocos de coroamento e a catarina, reduz o impacto do sistema de engrenagens no comprimento do trajeto de trabalho. Isto é, dada uma distância fixa entre o bloco de coroamento e a catarina, a inclusão de uma catarina não reduz o comprimento máximo do trajeto pelo tamanho do bloco flutuante, como seria o caso.

[0027] Se o bloco flutuante não estiver disposto de modo que se sobreponha a uma bainha de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina, esse ocupará espaço no trajeto de trabalho e, assim, reduzirá o comprimento do trajeto de trabalho utilizável.

[0028] O bloco flutuante pode ser disposto para se sobrepor a uma roldana do bloco de coroamento ou catarina de modo que seja aninhado entre as ou dentro das roldanas do bloco de coroamento ou da catarina. As roldanas do bloco flutuante podem ser dispostas para se aninharem entre as roldanas do bloco de coroamento ou da catarina. As roldanas do bloco flutuante ou de todo o bloco flutuante podem ser aninhadas entre grupos de roldanas do bloco de coroamento ou da catarina.

[0029] As roldanas do bloco flutuante podem sobrepor-se totalmente a uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina em uma direção do trajeto de trabalho quando o bloco flutuante está em um do primeiro

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9/33 ou segundo arranjo. Uma sobreposição total das roldanas do bloco flutuante com uma (ou cada) das roldanas do bloco de coroamento ou da catarina pode ser tal que as roldanas do bloco flutuante são axialmente alinhadas com uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina, isto é, o eixo de rotação das roldanas do bloco flutuante e o eixo de rotação das roldanas do bloco de coroamento ou da catarina são colineares.

[0030] Em algumas modalidades, o eixo de rotação das roldanas do bloco de coroamento e/ou da catarina pode ser ligeiramente desviado do bloco flutuante. Em tais situações, uma sobreposição total das roldanas pode ser obtida quando o eixo de rotação das roldanas do bloco flutuante e de um dos blocos de coroamento e catarina estão equidistantes do eixo de rotação do outro bloco de coroamento ou catarina.

[0031] Quando há uma sobreposição total, as roldanas do bloco flutuante podem não ser visíveis a partir da lateral de um arranjo, como mostrado na Figura 1. No caso em que as roldanas do bloco flutuante e do bloco de coroamento ou da catarina não tenham o mesmo tamanho, uma sobreposição total pode referir-se à totalidade das roldanas do bloco flutuante se sobrepondo a uma parte de uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina; ou a totalidade de uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina sobreposta a uma parte de uma roldana do bloco flutuante.

[0032] Idealmente, o bloco flutuante pode ser disposto de modo que as roldanas do bloco flutuante possam ser dispostas para se sobreporem totalmente e serem paralelas às roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento ou catarina. Isso proporciona um arranjo em que a inclusão do bloco flutuante não tem qualquer impacto no trajeto de trabalho utilizável, uma vez que este efetivamente se aninha dentro do bloco de coroamento ou catarina e não impede o movimento da catarina em qualquer ponto ao longo do trajeto de trabalho.

[0033] As roldanas do bloco flutuante podem não se estender na direção do trajeto de trabalho mais do que as roldanas do bloco de

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10/33 coroamento ou catarina quando o bloco flutuante está em um do primeiro ou segundo arranjo. O bloco flutuante pode ser arranjado para ser totalmente englobado pelos limites externos de um dentre o bloco de coroamento ou catarina quando em um do primeiro ou segundo arranjo.

[0034] A disposição de roldana do bloco de coroamento, do bloco de deslocamento e/ou da catarina do sistema de içamento pode ser simétrica em torno de uma linha central do trajeto de trabalho ou de um plano através desta linha central. Um arranjo simétrico de roldanas irá assegurar que a força de elevação seja equilibrada através da catarina e da carga útil, de modo que a força de elevação resultante atue ao longo da linha central do trajeto de trabalho. Uma força de elevação irregular, desequilibrada ou descentralizada resultará no tombamento da carga útil e em dano potencial ao poço ou equipamento associado.

[0035] A pluralidade de roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e catarina pode ser separada axialmente em dois grupos de roldanas e o bloco flutuante pode ser disposto para estar localizado pelo menos parcialmente entre os dois grupos de roldanas quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro e segundo arranjo.

[0036] A pluralidade de roldanas do bloco flutuante pode ser separada axialmente em dois grupos de roldanas e pelo menos uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina pode ser disposta para estar localizada pelo menos parcialmente entre os dois grupos de roldanas quando o bloco flutuante está em um do primeiro e segundo arranjo. Cada grupo de roldanas do bloco flutuante pode compreender um dispositivo de fixação ou meios para fixar o respectivo grupo ao bloco de coroamento ou catarina.

[0037] Um exemplo de disposição que pode assegurar uma força de elevação equilibrada é aquele em que as roldanas de um dos blocos (o bloco de coroamento, o bloco flutuante ou a catarina) são separadas em dois grupos de roldanas com uma lacuna entre eles. A lacuna pode ser tal que as roldanas de um dos outros blocos podem ser dispostas na mesma. Por

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11/33 exemplo, o bloco flutuante pode ser disposto para ser fixado/anexado entre dois grupos de roldanas do bloco de coroamento ou da catarina.

[0038] A pluralidade de roldanas da catarina pode ser disposta em dois grupos separados axialmente. Cada grupo de roldanas pode compreender três roldanas. Os dois grupos de roldanas podem ser espaçados axialmente. O bloco flutuante pode compreender três roldanas. O bloco flutuante pode ser disposto para estar localizado entre dois grupos de polias separadas axialmente da catarina quando o bloco flutuante está no segundo arranjo. Quando no segundo arranjo, as roldanas do bloco flutuante podem ser dispostas para serem aninhadas entre as roldanas da catarina. O bloco flutuante pode ser disposto de modo que as roldanas do bloco flutuante se sobreponham totalmente às roldanas do bloco flutuante quando o bloco flutuante está no segundo arranjo. As roldanas do bloco flutuante podem ser coaxiais com as roldanas da catarina quando o bloco flutuante está no segundo arranjo.

[0039] O sistema de içamento pode compreender um único dispositivo de fixação para prender uma pluralidade de polias do bloco flutuante a pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina.

[0040] Para permitir que um usuário realize rapidamente uma grande mudança na razão de elevação do sistema de içamento, um único dispositivo de fixação pode estar disposto para fixar todo o bloco flutuante no primeiro e/ou segundo arranjo. Isso permite que um usuário implemente com mais facilidade uma mudança necessária na razão de elevação (por exemplo, exigindo o movimento de três roldanas), já que apenas um único dispositivo de fixação/desafixação precisa ser operado, em vez de um dispositivo de fixação para cada roldana. O aumento da velocidade com a qual uma pluralidade de roldanas pode ser fixada/desafixada pode aumentar a eficiência ao mudar entre as classificações de carga do sistema de içamento.

[0041] O dispositivo de fixação pode ser disposto de modo que quando o bloco flutuante é fixado a pelo menos um dentre o bloco de

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12/33 coroamento e a catarina por meio do dispositivo de fixação, as roldanas do bloco flutuante sobrepõem-se totalmente a uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina.

[0042] O sistema de içamento pode alternativamente compreender um dispositivo de fixação para cada uma das roldanas do bloco flutuante para fixar cada roldana do bloco flutuante a pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina individualmente. Isso proporciona mais flexibilidade e resolução ao selecionar a alteração da taxa de elevação.

[0043] O sistema de içamento pode ainda compreender um guincho engatado com o cabo de içamento em uma primeira extremidade. O sistema de içamento pode compreender um guincho engatado com o cabo de içamento na segunda extremidade, para aumentar a velocidade de elevação.

[0044] Alternativamente, o sistema de içamento pode ainda compreender uma âncora engatada com o cabo de içamento em uma segunda extremidade.

[0045] O sistema de içamento pode compreender um compensador de levantamento. O compensador de levantamento pode servir para compensação do movimento, como o movimento de onda. O movimento pode ser um movimento vertical. O movimento pode ser do sistema de içamento, âncora, guincho, sonda, torre ou embarcação. O movimento pode ser causado por ondas ou marés.

[0046] O compensador de levantamento pode compreender um compensador ativo de levantamento ou ser configurado para fornecer compensação de levantamento ativa. O compensador de levantamento pode incluir um compensador de levantamento passivo ou ser configurado para fornecer compensação de levantamento ativa.

[0047] A compensação de levantamento ativa pode compreender o uso de energia para acionar um componente em resposta a um sinal que indica movimento. A compensação de levantamento passiva pode

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13/33 incluir o movimento passivo de um componente causado pelo movimento.

[0048] Ao usar o sistema de içamento em uma embarcação ou sonda marítima, o movimento vertical relativo ao fundo do mar pode ser induzido, por exemplo, por ondas e marés. A fim de manter a carga útil (por exemplo, uma coluna de perfuração) a uma altura constante em relação ao fundo do mar ou para garantir que a carga útil seja elevada ou abaixada a uma velocidade absoluta constante, o compensador de levantamento pode ser empregado. A compensação do movimento pode, portanto, minimizar o impacto do movimento vertical da embarcação ou sonda na posição da carga útil em relação ao fundo do mar.

[0049] A fim de compensar o movimento, o sistema de içamento (ou torre/embarcação no qual o sistema está instalado) pode incluir sensores para monitorar o movimento da superfície do oceano ou da torre/embarcação. O compensador de levantamento pode ser configurado para fornecer compensação de levantamento (por exemplo, compensação de levantamento ativa) a fim de combater tal movimento.

[0050] O compensador de levantamento pode estar associado ao guincho. O guincho pode ser constituído para fornecer compensação de levantamento. O guincho pode ser configurado para fornecer compensação de levantamento ativa ou passiva. O guincho pode ser configurado para fornecer compensação de levantamento pelo controle da taxa de enrolamento para compensar o movimento. A taxa de enrolamento/desenrolamento pode ser controlada para minimizar o efeito do movimento do sistema de içamento, sonda ou embarcação no movimento ou localização da carga útil em relação ao fundo do mar.

[0051] O compensador de levantamento pode compreender um compensador de coroamento. O compensador de coroamento pode ser um compensador montado na coroa. O compensador de coroamento pode ser para fornecimento da compensação de levantamento. O compensador de coroamento pode ser para fornecimento da compensação de

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14/33 levantamento ativa ou passiva.

[0052] O compensador de coroamento pode ser disposto para facilitar o movimento (vertical) do bloco de coroamento para compensar o movimento, como o movimento das ondas.

[0053] O compensador de coroamento pode ser disposto de modo a permitir a subida ou descida do bloco de coroamento para compensar o movimento (por exemplo, do sistema de içamento, torre ou embarcação). O bloco de coroamento pode ser disposto dentro do compensador de coroamento para se mover em resposta ao movimento (por exemplo, movimento da onda do sistema de içamento, torre ou embarcação) para compensar o movimento.

[0054] O compensador de coroamento pode ser disposto para mover o bloco de coroamento para compensar o movimento (por exemplo, do sistema de içamento, torre ou embarcação). O compensador de coroamento pode mover ativamente o bloco de coroamento para compensar o movimento.

[0055] O bloco de coroamento pode se mover em relação a uma torre, sonda ou embarcação na qual o sistema de içamento está instalado. O bloco de coroamento pode se mover em relação ao guincho, âncora ou catarina. O compensador de coroamento também pode ser disposto para facilitar o movimento do guincho e/ou âncora para compensar o movimento das ondas. O compensador de coroamento também pode ser disposto para facilitar o movimento da roldana cruzada/arranjo da roldana cruzada/conjunto para compensação do movimento da onda.

[0056] O compensador de levantamento pode ser configurado para utilização/ativação seletiva. O compensador de levantamento pode ser configurado para ser ativado e desativado. O compensador de levantamento pode ser configurado para empregar seletivamente apenas um dos guinchos ou o compensador de coroa para fornecer uma compensação de levantamento de cada vez. O compensador de levantamento pode ser configurado para empregar seletivamente o guincho ou o compensador de

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15/33 coroamento para fornecer compensação de levantamento. O compensador de levantamento pode ser configurado para fornecer seletivamente apenas uma ou ambas as compensações de levantamento ativa ou passiva.

[0057] O guincho pode ser usado para fornecer compensação de levantamento ativa. A compensação de levantamento ativa pode ser configurada para estar ativa ao elevar ou abaixar componentes a partir do/para o leito do mar, por exemplo, em manobras de descida ou subida. A compensação de levantamento ativa pode ser configurada para estar ativa quando em um modo de levantamento pesado, isto é, quando o número máximo de pares de roldanas é empregado no içamento dos componentes. Por exemplo, a compensação de levantamento ativa pode estar ativa no assentamento do conjunto de preventor (BOP) ou de uma coluna de revestimento pesada.

[0058] O compensador de coroamento pode ser configurado para fornecer compensação de levantamento passiva. O compensador de levantamento pode ser configurado para utilizar o compensador de coroamento para fornecer compensação de levantamento passiva quando o sistema de içamento estiver em um modo bloqueado inferior. Isso pode acontecer quando a carga útil (por exemplo, uma coluna) é fisicamente conectada a um componente no fundo do mar ou perto dele, por exemplo, durante um teste de poço.

[0059] O compensador de levantamento pode usar o compensador de coroamento quando o sistema de içamento estiver em um modo de elevação leve, isto é, quando menos que o número máximo de pares de pares de roldanas forem empregados.

[0060] O compensador de levantamento pode usar compensação de levantamento passiva durante operações como perfuração e teste de poço.

[0061] O guincho pode estar estacionado ou bloqueado quando o compensador de coroamento estiver fornecendo compensação de

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16/33 levantamento. O compensador de coroamento pode estar estacionado ou bloqueado quando o guincho estiver fornecendo compensação de levantamento.

[0062] O compensador de levantamento pode ser configurado de modo que pelo menos uma das compensações de levantamento ativa e passiva seja usada em todos os momentos durante a operação do sistema de içamento.

[0063] O compensador de coroamento pode compreender uma estrutura de suporte. A estrutura de suporte pode compreender um mastro (de perfuração) ou um par de mastros. A estrutura de suporte pode compreender guias verticais para guiar verticalmente o bloco de coroamento em movimento vertical. As guias verticais podem compreender instaladores ao longo dos quais o elemento de motor aciona o bloco de coroamento.

[0064] A estrutura de suporte do compensador de coroamento pode definir uma abertura, orifício ou espaço. Os dois mastros e/ou guias verticais podem definir um espaçamento entre eles. A abertura/espaçamento pode ser disposta verticalmente acima do poço (e, portanto, do bloco de coroamento ou de uma roldana cruzada). A abertura/espaçamento pode ser para receber pelo menos parte do bloco de coroamento ou uma roldana cruzada quando o bloco de coroamento está em sua posição mais alta no compensador de coroamento. A abertura/espaçamento pode ser organizada de tal forma que, quando o bloco de coroamento e uma roldana cruzada foram movidos para a sua posição mais alta pelo compensador de coroamento, a roldana cruzada está pelo menos parcialmente localizada na abertura/espaçamento.

[0065] Um conjunto de roldana cruzada pode compreender uma roldana cruzada disposta verticalmente acima do bloco de coroamento. O sistema de içamento pode ser disposto de tal modo que o compensador de coroamento esteja disposto para mover ou facilitar o movimento do bloco de coroamento e da roldana cruzada disposta acima do

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17/33 bloco de coroamento.

[0066] Para proporcionar uma compensação de levantamento ativa, o compensador de coroamento pode compreender um motor para conduzir verticalmente o bloco de coroamento e um processador e memória configurados para acionar o motor para compensar o movimento de onda.

[0067] O compensador de coroamento pode compreender um amortecedor ou meios de dissipação para resistir ao movimento vertical do bloco de coroamento, por exemplo, quando fornecendo uma compensação de levantamento passiva.

[0068] O cabo de içamento pode ser gornido de modo que a porção do cabo de içamento gornida em torno de uma roldana do bloco flutuante faz parte do cabo fixo quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro e segundo arranjo. O cabo fixo compreende a parte do cabo de içamento que não se move sobre a superfície de uma roldana durante o uso do sistema de içamento. O cabo fixo não gera nenhum atrito ou desgaste e, portanto, é vantajoso maximizar o comprimento do cabo fixo, quando possível.

[0069] O cabo de içamento pode ser gornido com uma roldana do bloco flutuante disposta mais próxima da âncora do que as roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina, de modo que a porção do cabo de içamento gornida em torno da roldana do bloco flutuante faz parte do cabo fixo quando o bloco flutuante está em um do primeiro e segundo arranjo.

[0070] O sistema de içamento pode ainda compreender um conjunto de roldana cruzada. O conjunto de roldana cruzada pode compreender pelo menos uma roldana cruzada. A roldana cruzada pode ser disposta de modo que as roldanas do bloco de coroamento, da catarina e/ou do bloco flutuante podem ser gornidas no cabo de içamento em uma ordem que é diferente da ordem na qual elas estão ligadas ao respectivo bloco. A roldana cruzada pode ser disposta de modo que as roldanas do bloco de coroamento,

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18/33 da catarina e/ou do bloco flutuante podem ser reforçadas no cabo de içamento em uma ordem que maximiza o cabo fixo quando o bloco flutuante está um do primeiro e segundo arranjo.

[0071] Um conjunto de roldana cruzada pode compreender uma pluralidade de roldanas cruzadas dispostas acima do bloco de coroamento. O conjunto de roldana cruzada pode permitir a seleção da ordem na qual as roldanas do bloco de coroamento, da catarina e do bloco flutuante são gornidas no cabo de içamento.

[0072] O conjunto de roldana cruzada pode compreender membros de ligação para fixar o conjunto de roldana cruzada à torre ou ao bloco de coroamento.

[0073] Uma roldana cruzada pode ser gornida no cabo de içamento entre uma primeira roldana de um dentre o bloco de coroamento, catarina ou bloco flutuante e uma segunda roldana de um dentre o bloco de coroamento, catarina ou bloco flutuante; a roldana cruzada podendo ser disposta perpendicular ou obliquamente à primeira e segunda roldana. Uma roldana cruzada pode ser disposta de modo que duas roldanas que não sejam espacialmente consecutivas possam ser consecutivamente gornidas no cabo de içamento (embora separadas pela roldana cruzada).

[0074] A catarina pode compreender o bloco flutuante e o bloco flutuante pode formar um módulo destacável da catarina. O bloco flutuante pode ser suspenso do bloco de coroamento por meio do cabo de içamento.

[0075] Em uma modalidade específica, o bloco flutuante pode formar um módulo destacável da catarina.

[0076] A pluralidade de roldanas da catarina pode ser separada axialmente em dois grupos de roldanas e o bloco flutuante pode ser acoplável à catarina entre os dois grupos de roldanas. Quando fixada à catarina (isto é, no segundo arranjo), as roldanas do bloco flutuante podem sobrepor-se totalmente às roldanas da catarina.

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19/33 [0077] O sistema de içamento pode compreender:

um guincho engatado com o cabo de içamento em uma primeira extremidade;

uma âncora engatada com o cabo de içamento em uma segunda extremidade; e um arranjo de roldana cruzada;

em que o arranjo de roldana cruzada compreende uma roldana cruzada e é disposto de maneira que a roldana do bloco flutuante esteja disposta no cabo de içamento em um local mais próximo à âncora do que uma roldana da catarina.

[0078] Esse arranjo pode garantir que a roldana da catarina faça parte do cabo fixo quando o bloco flutuante está disposto no primeiro arranjo e está fixo em relação ao bloco de coroamento.

[0079] O arranjo de roldana cruzada pode ser disposto de modo que todas as roldanas do bloco flutuante sejam dispostas no cabo de içamento em um local mais próximo da âncora do que todas as roldanas da catarina.

[0080] O arranjo de roldana cruzada pode ainda compreender uma segunda roldana cruzada. A primeira roldana cruzada pode estar disposta para gornir sequencialmente os dois grupos de roldanas da catarina no cabo de içamento. A segunda roldana cruzada pode ser disposta de modo a gornir as roldanas do bloco flutuante no cabo de içamento mais próximas à âncora do que as roldanas da catarina.

[0081] Deve ser notado que o termo sequencialmente, como utilizado neste documento, significa que os dois grupos de roldanas são reforçados no cabo de içamento sem quaisquer roldanas de bloco flutuante intermediárias. Haverá ainda roldanas do bloco de coroamento gornidas no cabo de içamento intercaladas com as roldanas da catarina, para formar pares de polias.

[0082] Todas as polias do bloco flutuante podem ser

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20/33 dispostas mais próximas da âncora do que as roldanas da catarina. Isso irá maximizar o tamanho do cabo fixo.

[0083] A catarina pode compreender um número par de roldanas separadas em dois grupos de roldanas separadas axialmente de igual número. O bloco flutuante pode compreender um dispositivo de fixação e pode estar disposto para ser fixado à catarina entre os dois grupos de roldanas, de modo que as roldanas do bloco flutuante se sobrepõem totalmente às roldanas da catarina. As roldanas do bloco flutuante podem ser coaxiais com as roldanas da catarina.

[0084] A catarina pode compreender seis roldanas separadas em dois grupos de três de roldanas separadas axialmente e o bloco flutuante pode compreender três roldanas e um dispositivo de fixação. O bloco flutuante pode ser disposto para ser fixado à catarina entre os dois grupos de roldanas, de modo que as roldanas do bloco flutuante são coaxiais às roldanas da catarina.

[0085] O conjunto de roldana cruzada pode ser disposto de modo que todas as roldanas do bloco flutuante, localizadas entre os dois grupos separados axialmente de roldanas da catarina, estejam dispostas no cabo de içamento de tal forma que façam parte do cabo fixo quando o bloco flutuante está no primeiro arranjo. As roldanas do bloco flutuante podem estar localizadas mais próximas da âncora do que todas as roldanas da catarina.

[0086] O sistema de içamento pode ser disposto de modo a proporcionar duas razões de elevação quando o bloco flutuante é fixo em relação ao bloco de coroamento e uma segunda razão de elevação quando o bloco flutuante é fixo em relação à catarina.

[0087] O sistema de içamento, torre ou embarcação no qual o sistema está instalado pode compreender um arranjo de um carrinho de transporte guia. O arranjo de carrinho de transporte pode ser disposto para guiar o movimento de uma carga útil e/ou da catarina durante o levantamento/abaixamento de uma carga útil. O arranjo de carrinho de

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21/33 transporte pode ser disposto para guiar verticalmente a carga útil e/ou a catarina. O arranjo de carrinho de transporte pode ser disposto para guiar verticalmente a carga útil e/ou a catarina alinhada ao centro do poço. O arranjo de carrinho de transporte pode garantir que a carga útil e/ou a catarina estejam alinhados com o centro do poço e não possam girar durante as operações de içamento.

[0088] O arranjo de carrinho de transporte pode compreender uma pluralidade de trilhos de guia e rolos dispostos para se deslocarem ao longo dos trilhos de guia.

[0089] O arranjo de carrinho de transporte pode compreender um sistema retrátil para mover a catarina e/ou a carga útil horizontalmente para auxiliar na conexão/desconexão de componentes de/para a catarina. O sistema retrátil pode compreender um braço motorizado para mover a catarina e/ou parte da carga útil horizontalmente para longe do centro do poço. Mover a catarina e/ou a carga útil (por exemplo, um top drive) para longe do centro do poço libera espaço para que um suporte seja manobrado para dentro ou para fora para ser movido para a posição enquanto a catarina/carga útil é içada/abaixada. O sistema retrátil pode facilitar o acionamento mais rápido dentro ou fora do poço. O sistema retrátil pode ser configurado para mover a catarina e manter uma posição afastada do centro do poço, de modo que o suporte de tubo possa ser mais facilmente estaleirado por um arrumador automático de tubos.

[0090] As roldanas de qualquer um ou de todos dentre o bloco de coroamento, catarina e bloco flutuante podem ser dispostas com seu eixo de rotação passando pelo arranjo de carrinho de transporte (isto é, o lado plano das roldanas voltado para o arranjo de carrinho de transporte) ou perpendicular à direção do carrinho de transporte. As roldanas cruzadas podem ser dispostas com seus eixos de rotação passando através do arranjo de carrinho de transporte (isto é, o lado plano das roldanas voltado para o arranjo de carrinho de transporte) ou perpendicular à direção do carrinho de transporte.

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22/33 [0091] A orientação das roldanas do sistema de içamento pode depender do espaço disponível e da amplitude de movimento proporcionada por um sistema retrátil do arranjo de carrinho de transporte. O sistema de içamento deve ser disposto de modo que o sistema retrátil do arranjo de carrinho de transporte possa manobrar a catarina e/ou a carga útil suficientemente longe do centro do poço para evitar encostar em um suporte de tubo sendo manobrado para dentro ou para fora.

[0092] Ter uma disposição de roldana na qual o bloco flutuante é aninhado dentro de um dos blocos de coroamento e catarina proporciona um arranjo compacto e, portanto, maximiza o trajeto de trabalho utilizável. Isso pode permitir que os suportes do tubo sejam adicionados ou removidos mais cedo durante as operações de manobra.

[0093] Por exemplo, quando a pluralidade de roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina é separada axialmente em dois grupos de roldanas e o bloco flutuante é disposto para ser localizado pelo menos parcialmente entre os dois grupos de roldanas quando o bloco flutuante está em um do primeiro e segundo arranjo, a presença do bloco flutuante não impede o comprimento do trajeto de trabalho em comparação a um sistema sem um bloco flutuante. Isso garante que a velocidade da manobra não seja afetada pela presença do bloco flutuante.

[0094] O sistema de içamento pode compreender um sistema de controle. O sistema de controle pode compreender qualquer um dos seguintes: entrada do usuário configurada para receber uma entrada de um usuário; um controlador configurado para executar instruções legíveis; um dispositivo de armazenamento para armazenar as instruções legíveis; e atuadores dispostos para mover o bloco flutuante entre um primeiro e segundo arranjo. O controlador pode ser configurado para, após a execução das instruções legíveis, acionar um atuador para mover o bloco flutuante entre o primeiro e o segundo arranjo em resposta a uma entrada recebida de um usuário.

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23/33 [0095] O sistema de içamento pode compreender meios de ligação ou dispositivos para adaptar o sistema de içamento a uma sonda.

[0096] De acordo com um outro aspecto ou exemplo, existe uma torre que compreende um aparelho de içamento tal como descrito neste documento, o aparelho de içamento estando disposto para elevar e baixar uma carga útil. A carga útil pode incluir um top drive conectado à catarina e, em seguida, componentes subsequentes, chamados de carga útil líquida, conectados ao top drive.

[0097] Os aspectos descritos neste documento permitem que um içamento seja adaptado a uma torre ou sonda existente. Isso pode permitir que uma sonda de perfuração existente seja convertida para um uso diferente, em vez da necessidade de uma nova sonda.

[0098] O sistema de içamento pode ser para fixação a uma nova torre ou sonda ou para ser adaptado a uma torre ou sonda existente.

[0099] Há um desejo emergente na indústria offshore de converter plataformas de perfuração em águas profundas existentes em vez de construir novas embarcações. Para fazer isso, a carga máxima de içamento pode precisar ser aumentada em até a mais de 50%. Por conseguinte, existe uma procura de sistemas de içamento que possam proporcionar essa flexibilidade em cargas de içamento máximas.

[0100] De acordo com um outro aspecto ou exemplo é um navio de perfuração que compreende uma torre, tal como descrito neste documento.

[0101] De acordo com um outro aspecto ou exemplo é um método para alterar a taxa de elevação de um aparelho de içamento, o método compreendendo:

mover um bloco flutuante compreendendo uma pluralidade de roldanas entre um primeiro arranjo, no qual é fixo em relação a um bloco de coroamento e um segundo arranjo no qual é fixo em relação à catarina.

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24/33 [0102] A razão pode ser manualmente operada pelo movimento manual do bloco flutuante.

[0103] A razão pode ser operada automaticamente através de um sistema de controle.

[0104] De acordo com um outro aspecto, existe um método para modificar uma torre ou uma sonda, em que um sistema de içamento como descrito neste documento é montado ou adaptado na torre ou sonda.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0105] A Figura 1 é uma vista elevada lateral de um exemplo de sistema de içamento;

[0106] A Figura 2A é uma vista esquemática do sistema de içamento da Figura 1, mostrado com uma primeira razão de elevação;

[0107] A Figura 2B é uma ilustração esquemática de uma sobreposição do bloco flutuante e da catarina;

[0108] A Figura 3A é uma vista esquemática do sistema de içamento da Figura 1, mostrado com uma segunda razão de elevação;

[0109] A Figura 3B é uma ilustração esquemática de nenhuma sobreposição do bloco flutuante e do bloco de coroamento;

[0110] A Figura 4 é uma vista superior do sistema de içamento da Figura 1;

[0111] A Figura 5 é uma vista esquemática de um segundo exemplo do sistema de içamento;

[0112] A Figura 6 é uma vista esquemática de um terceiro exemplo de sistema de içamento;

[0113] A Figura 7 é uma vista esquemática de um quarto exemplo de sistema de içamento, mostrado com uma primeira razão de elevação;

[0114] A Figura 8 é uma vista esquemática do sistema de içamento da Figura 7, mostrado com uma segunda razão de elevação;

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25/33 [0115] A Figura 9 é uma vista esquemática de um quinto exemplo de sistema de içamento;

[0116] A Figura 10 é uma vista esquemática de um sexto exemplo de sistema de içamento, mostrado com uma primeira razão de elevação;

[0117] A Figura 11 é uma vista esquemática do sistema de içamento da Figura 10, mostrado com uma segunda razão de elevação;

[0118] A Figura 12 é uma vista esquemática de um sétimo exemplo de sistema de içamento, mostrado com uma primeira razão de elevação;

[0119] A Figura 13 é uma vista esquemática do sistema de içamento da Figura 12, mostrado com uma segunda razão de elevação;

[0120] A Figura 14 é uma vista elevada lateral de um exemplo de sistema de içamento compreendendo um compensador de coroamento; e [0121] A Figura 15 é uma vista elevada lateral do sistema de içamento da Figura 14.

[0122] A Figura 1 ilustra parte de uma torre e um exemplo de sistema de içamento 10. A Figura 2A é uma representação esquemática do mesmo sistema de içamento 10. O sistema de torre e içamento 10 é adequado para uso em um navio de perfuração, por exemplo. O sistema de içamento 10 está associado a um centro de trabalho. O sistema de içamento 10 compreende um bloco de coroamento 12 que é retido em relação à torre e catarina 14 que está suspensa do bloco de coroamento 12 por um cabo de içamento 16. Cada um dentre o bloco de coroamento 12 e a catarina 14 compreende uma pluralidade de roldanas.

[0123] A catarina 14 tem conectores de modo que uma carga útil (por exemplo, um top drive) pode ser conectada e, assim, suspensa, da catarina 14. Uma extremidade do cabo de içamento 16 está associada a um guincho 18 para puxar o cabo de içamento 16 para dentro e a outra

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26/33 extremidade do cabo de içamento está presa a uma âncora 20, para fixar essa extremidade do cabo de içamento 16. Em alguns exemplos, a âncora 20 pode ser substituída por um segundo guincho.

[0124] Quando o guincho 18 puxa o cabo de içamento 16, a catarina 14 move-se em direção ao bloco de coroamento 12 ao longo do trajeto de trabalho. Desta maneira, qualquer carga útil anexada à catarina 14 é também levantada verticalmente ao longo do trajeto de trabalho.

[0125] O sistema de içamento 10 compreende também uma roldana de guincho 26 e uma roldana de âncora 28 para auxiliar na introdução do cabo de içamento 16 no bloco de coroamento 12, na catarina 14 ou bloco flutuante 22 do guincho 18 e da âncora 20, respectivamente.

[0126] De acordo com sistemas conhecidos, a porção do cabo de içamento 16 que se estende da âncora 20 e que não se move sobre a superfície de uma roldana durante o movimento da catarina 14 é referida como cabo fixo 16a. A porção do cabo de içamento 16 que se move sobre uma roldana durante o movimento da catarina é referida como cabo de alta velocidade 16b. Nas figuras diagramáticas, o cabo fixo 16a é ilustrado com uma linha tracejada.

[0127] O sistema de içamento 10 também compreende um bloco flutuante 22. O bloco flutuante 22 compreende uma pluralidade de roldanas 23a-c. O bloco flutuante 22 está disposto para se deslocar entre um primeiro e segundo arranjo. No primeiro arranjo, o bloco flutuante 22 está em uma primeira posição - fixa em relação ao bloco de coroamento 12. Isto significa que o bloco flutuante 22 não se move em relação ao bloco de coroamento 12 com a catarina 14. Neste exemplo, o bloco flutuante 22 está localizado na parte superior do trajeto de trabalho e está estacionado adjacente ao bloco de coroamento 12. Esta configuração é ilustrada pelas linhas tracejadas na Figura 1 e na Figura 3. Uma vez que nesta disposição o bloco flutuante não se move em relação ao bloco de coroamento, as roldanas 23a-c do bloco flutuante 22 não contribuem para o efeito de ampliação de

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27/33 força/deslocamento do sistema de içamento 10. Por conseguinte, a amplificação da força é determinada pelo número de roldanas da catarina 14.

[0128] No segundo arranjo (mostrado em linhas contínuas na Figura 1 e na Figura 2A), o bloco flutuante 22 está em uma segunda posição - fixa em relação à catarina 14. Isto significa que o bloco flutuante 22 se move como um com a catarina 14. Neste exemplo, o bloco flutuante 22 está localizado entre dois grupos simétricos de roldanas da catarina 15a-f. Uma vez que as roldanas 23a-c do bloco flutuante 22 se movem agora em relação às roldanas 13a-f do bloco de coroamento 12, as roldanas 23a-c do bloco flutuante 22 contribuem agora para o efeito de ampliação de força/deslocamento do sistema de içamento 10. Por conseguinte, a amplificação da força é determinada pelo número de roldanas da catarina 14 e do bloco de flutuação 22. Isto proporciona uma razão de engrenagem/elevação diferente em comparação com aquela quando o bloco flutuante 22 é fixo em relação ao bloco de coroamento.

[0129] No exemplo das Figuras 1 a 3, o bloco flutuante 22 tem 3 roldanas. O bloco flutuante 22 com uma pluralidade de roldanas resulta em uma diferença maior entre as duas razões de elevação do sistema de içamento 10. Um único dispositivo de fixação 24 é fornecido para unir todo o bloco flutuante 22 à catarina 14. Um outro dispositivo de fixação (ou o mesmo) pode ser fornecido para fixar o bloco flutuante 22 ao bloco de coroamento 12.

[0130] O arranjo do sistema de içamento 10 das Figuras 1 a 3 é tal que as roldanas 15a-f da catarina 14 estão dispostas em dois grupos. Os dois grupos de roldanas são separados axialmente e o sistema de içamento 10 está disposto de modo que o segundo arranjo do bloco de flutuação é localizado entre os dois grupos de roldanas, de modo que as roldanas 23a-c da catarina 22 são substancialmente coaxiais com as roldanas 15a-f da catarina 14, isto é, ocorre uma sobreposição total. Os dois grupos de roldanas da catarina compreendem o mesmo número de roldanas e são substancialmente simétricos (isto é, igualmente espaçados de uma linha central do trajeto de

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28/33 trabalho). Isso significa que a elevação fornecida pelo sistema de elevação é uniforme e o centro da elevação atua através da linha central do trajeto de trabalho 11.

[0131] O trajeto de trabalho 11 é ilustrado na Figura 3A e é o percurso para cima e para baixo da catarina.

[0132] A disposição acima assegura que o comprimento do trajeto de trabalho não seja reduzido pela inclusão do bloco flutuante 22. Uma vez que o bloco flutuante 22 está disposto para se aninhar entre as roldanas 15a-f da catarina ele não bloqueia ou inibe o movimento da catarina 14 ao longo de qualquer porção do trajeto, independentemente de o bloco flutuante 22 estar no primeiro ou segundo arranjo. Isto maximiza o comprimento do trajeto de trabalho para uma determinada distância entre o bloco de coroamento 12 e a catarina 14.

[0133] As Figuras 2B e 3B ilustram o conceito de roldanas do bloco flutuante sobrepostas a, ou todas, as roldanas do bloco de coroamento ou da catarina na direção do trajeto de trabalho 11. A Figura 2B ilustra esquematicamente as posições da catarina 14A e do bloco flutuante 22A em relação à direção do trajeto de trabalho 11 (ilustrado pela seta). Como pode ser observado, a totalidade das roldanas do bloco flutuante 22A se sobrepõe àquelas da catarina 14a em uma direção do trajeto de trabalho 11. A extensão da sobreposição é ilustrada pela seta dupla 19. Esta é uma sobreposição total.

[0134] Voltando agora à Figura 3B, pode ser observado que na direção do trajeto de trabalho 11 (ilustrado pela seta), não há sobreposição do bloco flutuante 22a e do bloco de coroamento 12a.

[0135] O sistema de içamento 10 também compreende um conjunto de roldana cruzada 30 (como visto nas Figuras 2 e 3). O conjunto de roldana cruzada está disposto para estender o cabo fixo 16a quando o bloco flutuante 22 está no primeiro arranjo. Isto resulta na parte do cabo de içamento 16 que é gornida em torno das roldanas 23a-c do bloco flutuante 22 que forma parte do cabo fixo 16a. Isto significa que as roldanas 23a-c do bloco flutuante

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29/33 e as roldanas associadas 13c-e do bloco de coroamento 12 não rodam em resposta ao movimento do cabo de içamento 16 pelo guincho 18. Isto proporciona as vantagens de desgaste reduzido nesta seção do cabo de içamento 16a e atrito reduzido em oposição ao movimento do cabo de içamento 16, da catarina 14 e, assim, da carga.

[0136] Para conseguir isto no presente exemplo, as roldanas 23a-c do bloco flutuante 22 precisam de ser retidas no cabo de içamento 16 numa localização no cabo de içamento 16 que está mais próxima da âncora 20 do que as roldanas 15a-15f da catarina. No presente exemplo, o conjunto de roldana cruzada compreende uma roldana cruzada primária 32 e uma roldana cruzada secundária 34. A roldana de passagem primária 32 conecta os dois grupos de roldanas da catarina, e assim é uma roldana de grande diâmetro que se estende através do espaço formado entre os dois grupos de roldanas. A roldana cruzada secundária 34 está localizada adjacente à roldana de ancoragem 28 no cabo de içamento 16 e facilita a gornida do bloco flutuante 22 antes da catarina 14, apesar do bloco flutuante 22 estar fisicamente localizado no meio da catarina 14.

[0137] A Figura 4 representa o sistema de içamento 10 da Figura 1 a partir de cima.

[0138] Voltando agora à Figura 5, é mostrada uma vista esquemática de um segundo exemplo de um sistema de içamento. Neste exemplo, o guincho 18, a roldana do guincho 26, o bloco de coroamento 12, o conjunto cruzado 30, a roldana de ancoragem 28 e a âncora 20 são os mesmos do primeiro exemplo. Nesta modalidade, a catarina 14 compreende agora três roldanas 15g-i e o bloco flutuante 22 é dividido em duas partes 22a, 22b, cada uma compreendendo três roldanas 23d-i. A catarina 14 está localizada centralmente em relação ao trajeto de trabalho e as partes 22a, b do bloco flutuante estão localizadas simetricamente em cada lado da catarina 14.

[0139] Como antes, este exemplo fornece duas engrenagens, uma vez que as duas partes do bloco flutuante 22a, b serão

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30/33 conectadas e desconectadas em tandem, a fim de garantir uma força de elevação através da linha central do trajeto de trabalho. O exemplo da Figura 5 proporciona uma velocidade máxima de elevação mais alta do que o exemplo das Figuras 1 a 4, uma vez que a carga útil pode ser levantada com o cabo de içamento 16 reforçado através de apenas três roldanas ativas na catarina, em vez do mínimo de 6 no exemplo anterior.

[0140] No exemplo da Figura 4, o cabo fixo se estende apenas à roldana cruzada secundária 34.

[0141] A Figura 6 representa esquematicamente um exemplo com um bloco de coroamento 12, catarina 14 e bloco flutuante 22 idênticos ao exemplo anterior, embora com um arranjo de roldana cruzada diferente 30. No exemplo da figura 6, a roldana do guincho 26 e a roldana cruzada secundária 34 estão dispostas de modo que as roldanas 15g-i da catarina são gornidas no cabo de içamento 16 mais próximas ao guincho 18 do que as roldanas do bloco flutuante 23d -Eu. A roldana cruzada primária 32 está disposta para abranger a porção do trajeto de trabalho ocupada pela catarina de modo que as roldanas de ambas as partes do bloco flutuante 23d-i podem ser gornidas no cabo de içamento 16 mais próximas da âncora 20 do que as roldanas da catarina 14. Isto resulta no cabo fixo se estendendo através de todas as roldanas do bloco flutuante 23d-i quando o bloco flutuante 22 é fixo em relação ao bloco de coroamento 12.

[0142] As Figuras 7 e 8 ilustram esquematicamente um exemplo com o bloco de coroamento 12, catarina 14 e bloco flutuante 22 idênticos ao exemplo das Figuras 1 a 4, mas sem conjunto de roldana cruzada 30. Como tal, o sistema de içamento 10 compreende menos roldanas, mas o cabo fixo é reduzido (como ilustrado pela linha tracejada nas figuras).

[0143] A Figura 9 ilustra esquematicamente o exemplo das Figuras 5 e 6, embora com o arranjo de roldana cruzada removido.

[0144] No exemplo da Figura 10, as roldanas 23j-l do bloco flutuante 22 podem ser separadas do bloco flutuante 22 e movidas

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31/33 independentemente entre um arranjo no qual a roldana é fixa em relação ao bloco de coroamento 12 e um arranjo no qual a roldana é fixa em relação à catarina 14. Na Figura 10, uma roldana central 23k de três é movida para uma posição onde é fixada em relação ao bloco de coroamento 12. Na Figura 11, duas roldanas externas 23j,l das três roldanas do bloco flutuante 23j-l são movidas para uma posição na qual são fixas em relação ao bloco de coroamento 12.

[0145] No exemplo das Figuras 12 e 13, o sistema de içamento 10 está disposto de modo que as roldanas do bloco flutuante são reforçadas no cabo de içamento 16 de modo que se intercalam com as roldanas da catarina 14, em vez das roldanas do bloco de coroamento 12, como nos outros exemplos. Como tal, o bloco flutuante 22 não está suspenso do bloco de coroamento 12. O princípio deste exemplo é, no entanto, idêntico aos exemplos anteriores. Em um primeiro arranjo (como mostrado na Figura 12), o bloco flutuante 22 está disposto em uma relação fixa em relação ao bloco de coroamento 12 e a razão de elevação/movimento é determinada pelo número de roldanas do bloco de coroamento 12 combinado com o número de roldanas do bloco flutuante 22. Em um segundo arranjo (como mostrado na Figura 13), o bloco flutuante 22 está disposto em uma relação fixa em relação à catarina 14 e a razão de elevação/movimento é determinada pelo número de roldanas do bloco de coroamento 12 sozinho.

[0146] As Figuras 14 e 15 mostram um exemplo de sistema de içamento compreendendo um compensador de levantamento para compensar o movimento das ondas. O compensador de levantamento compreende um compensador de coroamento 36. O compensador de coroamento 36 compreende uma estrutura de suporte compreendendo dois mastros 38 dispostos para flanquear o bloco de coroamento 12 e o conjunto de roldana cruzada. Os mastros 38 compreendem trilhos ao longo dos quais o bloco de coroamento 12 e o conjunto cruzado podem ser conduzidos. Os mastros e trilhos são dispostos verticalmente de modo que o conjunto de bloco

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32/33 de coroamento e roldana cruzada pode ser levantado e abaixado. Elevar e baixar o bloco de coroamento para se opor ao movimento das ondas pode minimizar o movimento da carga em relação ao fundo do mar.

[0147] No presente exemplo, o compensador de coroamento 36 proporciona compensação de levantamento passiva; embora em outras modalidades também possa alternativamente fornecer uma compensação de levantamento ativa.

[0148] Os mastros 38 definem um espaçamento entre os mesmos 40, o que será discutido posteriormente.

[0149] Quando o compensador de coroamento 36 está em um estado desativado ou estacionado, como mostrado na Figura 14, o bloco de coroamento 12 é bloqueado em relação à estrutura de suporte e é incapaz de se mover em relação à sonda/torre sobre a qual está instalado. Este pode ser o caso quando o sistema de içamento está em um modo de elevação pesada, em que o guincho pode ser configurado para fornecer compensação de levantamento pelo controle do enrolamento do cabo de içamento. Como o sistema de içamento está em um modo de elevação pesada, a catarina do sistema da Figura 14 está na segunda posição - bloqueada em relação à catarina (embora deva ser notado que o estado de ativação do compensador de coroamento não é diretamente ligado ao arranjo da catarina).

[0150] A Figura 15 mostra o mesmo sistema de içamento, embora com o compensador de coroamento 36 ativado. Neste exemplo, o guincho está estacionado quando o compensador de coroamento está fornecendo compensação de levantamento. Quando o compensador de coroamento 36 do sistema de içamento da Figura 15 é ativado, o conjunto de bloco de coroamento e o conjunto de roldana cruzada são levantados e abaixados em resposta ao movimento das ondas. Na Figura 15, o bloco de coroamento 12 e o conjunto de roldana cruzada estão em uma posição elevada dentro do compensador de coroamento 36, que é provável que corresponda à sonda ou torre localizada em uma onda.

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33/33 [0151] A abertura 40 definida pela estrutura de suporte está localizada diretamente acima do bloco de coroamento 12 e da roldana cruzada 32. Como tal, a roldana cruzada 32 pode ser recebida na abertura quando o compensador de coroamento move o bloco de coroamento 12 e o conjunto de roldana cruzada para uma posição elevada. Isso proporciona um arranjo mais compacto do que seria o caso.

[0152] A presente invenção foi descrita acima puramente a título de exemplo. Modificações em detalhe podem ser feitas à presente invenção dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (29)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de içamento para uma sonda de perfuração, caracterizado pelo fato de que compreende:

   um bloco de coroamento para ligação a uma torre, o bloco de coroamento compreendendo uma pluralidade de roldanas;

   uma catarina suspensa do bloco de coroamento por meio de um cabo de içamento, a catarina compreendendo uma pluralidade de roldanas e sendo conectável à uma carga útil, a catarina sendo disposta para se mover ao longo de um trajeto de trabalho;

   o sistema de içamento compreende ainda:

   um bloco flutuante compreendendo uma pluralidade de roldanas gornidas no cabo de içamento;

   em que o bloco flutuante está configurado para se movimentar entre: um primeiro arranjo no qual o bloco flutuante é fixo em relação ao bloco de coroamento; e um segundo arranjo no qual o bloco flutuante é fixo em relação à catarina;

   em que o sistema de içamento é disposto de modo que, quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro ou segundo arranjo, as roldanas do bloco flutuante irão se sobrepor a uma roldana do bloco de coroamento ou catarina em uma direção do trajeto de trabalho.
2. 2. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e catarina é separado axialmente em dois grupos de roldanas e o bloco flutuante é disposto para estar localizado pelo menos parcialmente entre os dois grupos de roldanas quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro e segundo arranjo.
3. 3. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o bloco flutuante está disposto de modo a se sobrepor a uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina de modo

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   2/6 que seja aninhado entre as roldanas do bloco de coroamento ou da catarina.
4. 4. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de içamento está disposto de modo que, quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro ou segundo arranjo, as roldanas do bloco flutuante irão se sobrepor totalmente a uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina.
5. 5. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de roldanas do bloco flutuante serem separadas axialmente em dois grupos de roldanas e pelo menos uma roldana do bloco de coroamento ou catarina está disposta para estar localizada pelo menos parcialmente entre os dois grupos de roldanas quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro ou segundo arranjo.
6. 6. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de içamento compreende um único dispositivo de fixação para prender uma pluralidade das roldanas do bloco flutuante a pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina.
7. 7. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fixação é disposto de modo que quando o bloco flutuante for fixado a pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina por meio do dispositivo de fixação, as roldanas do bloco flutuante irão se sobrepor totalmente a uma roldana do bloco de coroamento ou da catarina.
8. 8. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de içamento compreende ainda um guincho acoplado ao cabo de içamento em uma primeira extremidade.
9. 9. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 8,

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   3/6 caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma âncora engatada com o cabo de içamento em uma segunda extremidade.
10. 10. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação

    9, caracterizado pelo fato de que o cabo de içamento é reforçado de modo que uma porção do cabo de içamento gornida em torno de uma roldana do bloco flutuante forme parte de um cabo fixo quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro e segundo arranjo.
11. 11. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação

    10, caracterizado pelo fato de que o cabo de içamento é gornido com uma roldana do bloco flutuante disposta mais próxima da âncora do que as roldanas de pelo menos um dentre o bloco de coroamento e a catarina, de modo que a porção do cabo de içamento gornida em torno da roldana do bloco flutuante faça parte do cabo fixo quando o bloco flutuante estiver em um do primeiro e segundo arranjo.
12. 12. Sistema de içamento, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de roldana cruzada, o conjunto de roldana cruzada compreendendo pelo menos uma roldana cruzada e sendo disposto de modo que as roldanas do bloco de coroamento, catarina e/ou bloco flutuante possam ser gornidos sobre o cabo de içamento em uma ordem diferente da ordem em que estão ligados ao respetivo bloco.
13. 13. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma roldana cruzada é gornida no cabo de içamento entre uma primeira roldana de um dentre o bloco de coroamento, catarina ou bloco flutuante e uma segunda roldana de um dentre o bloco de coroamento, catarina ou bloco flutuante; a roldana cruzada sendo disposta perpendicular ou obliquamente à primeira e segunda roldana.
14. 14. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a catarina

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    4/6 compreende o bloco flutuante e o bloco flutuante forma um módulo destacável da catarina, de modo que o bloco flutuante seja suspenso do bloco de coroamento através do cabo de içamento.
15. 15. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de roldanas da catarina são axialmente separadas em dois grupos de roldanas e o bloco flutuante é acoplável à catarina entre os dois grupos de roldanas, com as roldanas do bloco flutuante substancialmente axialmente alinhadas às roldanas da catarina quando o bloco flutuante estiver no segundo arranjo.
16. 16. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que compreende:

    um guincho engatado com o cabo de içamento em uma primeira extremidade;

    uma âncora engatada com o cabo de içamento em uma segunda extremidade; e um arranjo de roldana cruzada;

    em que o arranjo de roldana cruzada compreende uma roldana cruzada e é disposto de maneira que a roldana do bloco flutuante esteja disposta no cabo de içamento em um local mais próximo à âncora do que uma roldana da catarina.
17. 17. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 16, quando dependente da reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o arranjo de roldana cruzada compreende ainda uma segunda roldana cruzada; a roldana cruzada sendo uma primeira roldana cruzada e disposta para gornir sequencialmente os dois grupos de roldanas da catarina no cabo de içamento; a segunda roldana cruzada estando disposta para gornir as roldanas do bloco flutuante sobre o cabo de içamento mais próximo da âncora do que as roldanas da catarina.
18. 18. Sistema de içamento, de acordo com qualquer das

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    5/6 reivindicações de 14 a 17, caracterizado pelo fato de que a catarina compreende um número par de roldanas separadas em dois grupos de número igual de roldanas separadas axialmente e o bloco flutuante compreendendo um dispositivo de fixação e está disposto para ser fixado à catarina entre os dois grupos de roldanas, de modo que as roldanas do bloco flutuante irão se sobrepor totalmente às roldanas da catarina.
19. 19. Sistema de içamento, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que é disposto de modo a proporcionar duas razões de elevação, uma primeira razão de elevação quando o bloco flutuante for fixo em relação ao bloco de coroamento e uma segunda razão de elevação quando o bloco flutuante for fixo em relação à catarina.
20. 20. Sistema de içamento, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle configurado para mover o bloco flutuante entre o primeiro e o segundo arranjos em resposta a uma entrada, recebida pelo sistema de controle, de um usuário.
21. 21. Sistema de içamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um compensador de levantamento configurado para compensar o movimento.
22. 22. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o compensador de levantamento está associado a um guincho do sistema de içamento que é configurado para fornecer compensação de levantamento pelo controle da taxa de enrolamento para compensar o movimento.
23. 23. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o compensador de levantamento compreende um compensador de coroamento disposto para facilitar o

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    6/6 movimento do bloco de coroamento para compensar o movimento.
24. 24. Sistema de içamento, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o compensador de coroamento compreende uma estrutura de suporte que define uma abertura para receber pelo menos parte do bloco de coroamento ou uma roldana cruzada quando o bloco de coroamento estiver em sua posição mais alta no compensador de coroamento.
25. 25. Torre, caracterizada pelo fato de que compreende um sistema de içamento, conforme descrito em qualquer uma das reivindicações anteriores, o sistema de içamento estando disposto para levantar e abaixar uma carga útil.
26. 26. Navio de perfuração, caracterizado pelo fato de compreender uma torre como descrita na reivindicação 25.
27. 27. Método para alteração da taxa de elevação de um içamento, caracterizado pelo fato de que compreende mover um bloco flutuante compreendendo uma pluralidade de roldanas entre um primeiro arranjo, no qual é fixo em relação a um bloco de coroamento e um segundo arranjo no qual é fixo em relação à catarina.
28. 28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a razão é operada manualmente pelo movimento manual do bloco flutuante.
29. 29. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a razão é automaticamente operada através de um sistema de controle.