BR112019024160B1 - Articulação de elevador, articulação de elevador compensada e método para fornecer compensação de reserva para uma sonda de perfuração - Google Patents

Abstract

Um elo de elevador compensado é descrito. Em pelo menos um aspecto, o elo de elevador compensado compreende uma pluralidade de alojamentos do cilindro e uma haste tendo uma pluralidade de extremidades, cada extremidade compreendendo uma cabeça de pistão adaptada para ser deslizável recebida dentro de um dos alojamentos de cilindro para definir o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos. Cada cilindro hidráulico possui pelo menos um espaço anular para receber um fluido não compressível. A haste compreende uma passagem para receber um fluido compressível, em que cada cabeça de pistão compreende pelo menos uma passagem para permitir o deslocamento seletivo do fluido não compressível entre o espaço anular do alojamento do cilindro e a passagem dentro da haste durante o deslocamento seletivo dos cilindros hidráulicos entre uma condição contraída e uma condição estendida para compressão ou expansão do fluido compressível pelo fluido não compressível.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] Uma articulação de elevador compensada para uso em uma embarcação flutuante, como uma unidade móvel de perfuração marítima (navio de perfuração ou sonda de perfuração) ou uma embarcação de manutenção de poços ou de produção.

[002] A articulação de elevador compensada fornece compensação para sobretensão, subtensão (ou ambas) de uma coluna de perfuração, tubo ascendente, coluna de completação ou coluna de assentamento no caso de o sistema de compensação primária da embarcação estar desativado ou inoperante. O sistema pode ser usado como compensador em linha, um sistema de compensação primária ou sistema de compensação de reserva.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[003] A discussão a seguir da técnica antecedente visa facilitar apenas o entendimento da presente invenção. A discussão não é um reconhecimento ou admissão de que qualquer material mencionado é ou fazia parte do conhecimento geral comum na data de prioridade do pedido.

[004] Quando operações de perfuração são conduzidas a partir de uma embarcação flutuante, a embarcação irá balançar, arfager e oscilar verticalmente em resposta ao estado do oceano, criando potencialmente movimentos indesejados na coluna de perfuração ou tubo ascendente e impactando na eficiência e segurança da operação de perfuração. O efeito de balanço e arfagem na operação de perfuração pode ser minimizado localizando a torre de perfuração no centro do balanço e arfagem da embarcação; no entanto, a oscilação vertical da embarcação flutuante apresenta um problema único que só pode ser gerenciado através da introdução de sistemas de compensação de movimento mecânico que, idealmente, geram movimento igual e oposto à oscilação vertical da embarcação.

[005] Os navios de perfuração ou as sondas de perfuração flutuantes (doravante denominadas sondas de perfuração) incorporam, portanto, sistemas de compensação ativa ou passiva montados na torre para contabilizar a oscilação vertical e permitir operações contínuas em vários estados do mar. O objetivo do sistema compensador é gerar um movimento igual e oposto ao movimento de oscilação vertical da sonda de perfuração para garantir que o peso na broca seja mantido, evitando a compressão excessiva na coluna de perfuração ou no tubo ascendente.

[006] Sistemas de compensação passivos de oscilação vertical utilizam cilindros hidráulicos com acumuladores pneumáticos. Os acumuladores fornecem uma força de mola ao pistão hidráulico, acionando o cilindro de compensação para dentro ou para fora em resposta a mudanças na pressão do acumulador que resultam de mudanças na tensão da coluna. Os acumuladores geralmente são grandes e montados em um local estático com uma conexão pneumática entre o banco acumulador e o(s) cilindro(s) hidráulico(s).

[007] Os sistemas de compensação ativa de oscilação vertical utilizam sistemas eletrônicos para acionar o bloco de deslocamento da sonda em uma direção igual e oposta à oscilação vertical da embarcação. Sistemas de compensação ativa de oscilação vertical são mais complexos do que compensadores passivos, mas têm a vantagem de manter variações de carga mais baixas do que seus equivalentes passivos.

[008] Em atividades marítimas específicas, tal como testes de poços, manutenções de poços, intervenções de poços ou operações de conclusão, existe um requisito operacional para criar um cenário de "travamento inferior", em que o sistema de perfuração da sonda seja fisicamente conectado via vários tipos de equipamentos de interface ao tubo ascendente/coluna de completação/coluna de assentamento/tubo ascendente de manutenção de poço ou outra coluna amarrada à base e tubos ascendentes (a seguir denominadas colunas de trabalho).

[009] Durante essas atividades, o sistema de compensação de oscilação vertical primário da sonda deve ser executado sem incidentes para impedir que a oscilação vertical contínuo da sonda desenvolva forças excessivas na coluna de trabalho.

[010] Se durante um cenário de travamento inferior, o sistema primário de compensação de oscilação vertical da sonda falhar, a sonda continuará a oscilar verticalmente e sujeitar a coluna de trabalho a forças de tração ou compressão potencialmente excessivas. Isso pode resultar na falha da coluna de trabalho, criando danos ao equipamento e produzindo riscos significativos para as pessoas e para o meio ambiente.

[011] Existe, portanto, um requisito para desenvolver um sistema que se estenda e se retraia preferivelmente; compensando desse modo o movimento de oscilação vertical da sonda de perfuração no caso de o sistema primário de compensação de oscilação vertical ser desativado ou tornar-se inoperante.

[012] Presente no estado da técnica, há um exemplo de uma articulação de elevador telescópico que pode ser usada durante operações de travamento inferior. A articulação de elevador telescópico amplia a funcionalidade da articulação de elevador padrão da indústria, introduzindo um arranjo telescópico com mangas e um pino de cisalhamento. O pino de cisalhamento falhará preferivelmente em caso de sobretensão no sistema de perfuração. O sistema é facilmente instalado na torre devido à sua forma familiar de articulação de elevador. No entanto, depois que o sistema é ativado, toda a tensão na coluna de perfuração é perdida e o pino de cisalhamento não pode ser redefinido sem afundar o equipamento do piso de perfuração.

[013] Em outros exemplos existentes no estado da técnica, existem sistemas de compensação passiva que podem ser usados como sistemas primários de compensação de sonda ou sistemas de reserva, que podem ser montados em linha ou em paralelo ao equipamento usado durante operações de travamento inferior. Esses sistemas são tipicamente grandes em tamanho e massa e frequentemente utilizam sistemas de válvulas complicados em sua operação. Devido à complexidade, tamanho e massa desses sistemas, eles são caros para serem instalados na embarcação de perfuração devido aos seus requisitos de transporte, mobilização e instalação na embarcação de perfuração.

[014] Portanto, é necessário fornecer um sistema que seja simples de manusear no piso de perfuração e que seja facilmente instalado na torre de perfuração; e também combine uma capacidade de compensação passiva que requer pouca ou nenhuma intervenção para ativar ou redefinir no caso de o sistema ser usado para compensar a oscilação vertical da sonda durante um cenário de travamento inferior.

[015] É neste contexto que a presente invenção foi desenvolvida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[016] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador disposta para uso no fornecimento de uma resposta compensatória a uma carga aplicada à mesma, compreendendo a articulação de elevador: primeiro e segundo meios acionáveis configurados operáveis com uma haste de pistão por meio dos respectivos primeiros fluidos de trabalho, a haste de pistão tendo uma câmara interna para acomodar um segundo fluido de trabalho, o primeiro e o segundo meios acionáveis dispostos em associação operável com a haste de pistão, de modo que o primeiro e o segundo fluidos de trabalho sejam cooperáveis entre si, de modo a permitir que a articulação de elevador seja operável em direção e/ou de uma condição estendida e uma retraída condição em resposta à carga.

[017] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador disposta para uso no fornecimento de uma resposta compensatória a uma carga aplicada à mesma, a articulação de elevador compreendendo: primeiro e segundo dispositivo acionável configurado operável com uma haste de pistão por meio dos respectivos primeiros fluidos de trabalho, a haste de pistão tendo uma câmara interna para acomodar um segundo fluido de trabalho, o primeiro e o segundo dispositivo acionável dispostos em associação operável com a haste de pistão, de modo que o primeiro e o segundo fluidos de trabalho sejam cooperáveis entre si, de modo a permitir que a articulação do elevador seja operável na direção e/ou a partir de uma condição estendida e condição retraída em resposta à carga.

[018] Preferencialmente, cada meio ou dispositivo acionável é fornecido na forma de um cilindro hidráulico com um alojamento de cilindro.

[019] Preferencialmente, extremidades livres opostas da haste de pistão estão associadas de maneira deslizante a um respectivo alojamento do cilindro. Em uma modalidade, as extremidades livres da haste de pistão compreendem ou estão conectadas às respectivas cabeças do pistão.

[020] Preferencialmente, o primeiro fluido de trabalho é um fluido não compressível, como, por exemplo, um óleo hidráulico.

[021] Preferencialmente, o segundo fluido de trabalho é um fluido compressível, como, por exemplo, um gás.

[022] Preferencialmente, no contexto, em que a articulação de elevador está disposta operável para uso "em linha" em uma operação de perfuração, a articulação de elevador pode ser configurada para fornecer uma ou mais das seguintes respostas: compensação de tensão, compensação de compressão e compensação de tensão e compressão.

[023] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador compensada compreendendo uma pluralidade de alojamentos de cilindro e uma haste com uma pluralidade de extremidades, cada extremidade compreendendo uma cabeça de pistão adaptada para ser recebida de modo deslizável dentro de um dos alojamentos de cilindro para definir primeiro e segundos cilindros hidráulicos, cada cilindro hidráulico tendo pelo menos uma coroa circular para receber um fluido não compressível e a haste compreendendo uma passagem para receber um fluido compressível; em que cada cabeça de pistão compreende pelo menos uma passagem para permitir o deslocamento seletivo do fluido não compressível entre a coroa circular do alojamento de cilindro e a passagem dentro da haste durante o deslocamento seletivo dos cilindros hidráulicos entre uma condição retraída e uma condição estendida para uma compressão ou expansão do fluido compressível pelo fluido não compressível.

[024] Preferencialmente, o primeiro cilindro hidráulico é pressurizado com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do primeiro cilindro hidráulico quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[025] Preferencialmente, no caso em que a referida força tensional está sendo aplicada por meio de uma coluna de trabalho de uma sonda de perfuração, a pressão limite específica é atingida devido a uma subtensão na coluna de trabalho.

[026] Preferencialmente, o segundo cilindro hidráulico é pressurizado com pressão pneumática suficiente para impedir que o segundo cilindro hidráulico se estenda até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[027] Preferencialmente, para o caso em que a referida força tensional está sendo aplicada por meio de uma coluna de trabalho de uma sonda de perfuração, a pressão limite específica é atingida devido a uma tensão excessiva na coluna de trabalho.

[028] Preferencialmente, cada cabeça de pistão, quando contida em um alojamento de cilindro, define uma pluralidade de espaços no alojamento de cilindro.

[029] Preferencialmente, um primeiro espaço é definido entre a cabeça do pistão e a extremidade do alojamento do cilindro.

[030] Preferencialmente, o primeiro espaço compreende um vácuo ou um fluido compressível a baixa pressão.

[031] Preferencialmente, um segundo espaço é definido entre um ponto de entrada do alojamento do cilindro e a cabeça de pistão.

[032] Preferencialmente, o segundo espaço define a coroa circular incluindo o fluido não compressível.

[033] Preferencialmente, a coroa circular de cada cilindro hidráulico é definido entre as paredes internas do alojamento do cilindro e as paredes externas da haste.

[034] Preferencialmente, cada cabeça de pistão compreende uma pluralidade de caminhos de fluido que conectam fluidamente a coroa circular, do respectivo cilindro hidráulico, e a passagem da haste.

[035] Preferencialmente, cada um dos caminhos de fluido compreende meios de válvulas para controlar o fluxo do fluido não compressível entre a coroa circular e a passagem da haste.

[036] Preferencialmente, cada caminho de fluido compreende uma válvula adaptada para controlar o fluxo de fluido.

[037] Preferencialmente, a válvula permite o fluxo de fluido em uma direção e na outra direção, controlando a quantidade de fluido não compressível que pode fluir através do caminho do fluxo.

[038] Preferencialmente, as válvulas são adaptadas para controlar o fluxo de fluido não compressível da passagem da haste para a coroa circular; neste arranjo específico, o controle do fluxo de fluido não compressível da passagem para a coroa circular permite controlar a retração da articulação de elevador compensada após a remoção das forças tensionais.

[039] Preferencialmente, o fluido compressível define uma mola de fluido compressível dentro da passagem da haste para aplicar uma pressão ao fluido não compressível que entra na haste, permitindo que a articulação de elevador compensada retorne à condição retraída depois que a força de tensão não é mais aplicada à articulação compensada do elevador.

[040] Preferencialmente, a articulação de elevador compensada compreende meios para contenção do fluido compressível armazenado na passagem da haste dentro de um local específico da passagem.

[041] Preferencialmente, os meios para contenção do fluido compressível compreendem uma pluralidade de pistões de contenção dispostos em uma relação espaçada entre si um em relação ao outro.

[042] Preferencialmente, os pistões de contenção são adaptados para definir uma vedação entre as paredes laterais dos pistões de contenção e as paredes internas da haste.

[043] Preferencialmente, os pistões de contenção são adaptados para deslizar dentro da passagem da haste.

[044] Preferencialmente, o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos são fluidamente conectados à passagem da haste, de modo que a pressão aplicada ao fluido não compressível do primeiro e do segundo cilindro hidráulico seja a mesma.

[045] Preferencialmente, o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos são responsivos de modo que a pressão aplicada ao fluido não compressível do primeiro e do segundo cilindro hidráulico seja a mesma.

[046] Preferencialmente, a haste compreende uma placa de orifício com um orifício que permite a comunicação fluídica entre as seções da passagem da haste.

[047] Em um arranjo alternativo, o local do orifício compreende uma placa de obturação para o fechamento do local do orifício para dividir a passagem da haste em duas sub-passagens separadas, uma sub-passagem sendo conectada fluidamente ao primeiro cilindro hidráulico e a outra sub- passagem sendo fluidamente conectada ao primeiro cilindro hidráulico, permitindo operar o primeiro e os cilindros hidráulicos a diferentes pressões entre si.

[048] Preferencialmente, cada alojamento de cilindro compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade sendo adaptada para receber uma tampa para fechar a primeira extremidade e a segunda extremidade adaptada para receber uma respectiva cabeça de pistão acoplada à haste de pistão.

[049] Preferencialmente, a primeira extremidade de cada alojamento de cilindro compreende portas de preenchimento de acesso.

[050] Preferencialmente, as tampas são aparafusadas ao alojamento do cilindro, incluindo meios de vedação apropriados para definir as junções herméticas entre os parafusos e as extremidades do alojamento.

[051] Preferencialmente, a articulação de elevador compensada compreende uma pluralidade de extremidades de elo de ligação compreendendo olhais de elo de ligação anexados às tampas de cada cilindro hidráulico.

[052] Preferencialmente, os olhais de elo de ligação são extremidades de elo de ligação forjadas com uma extremidade rosqueada para serem mecanicamente conectadas às tampas compreendendo uma abertura com uma rosca interna para receber a extremidade rosqueada do elo de ligação forjado.

[053] Preferencialmente, as extremidades de elo de ligação forjado são forjadas a partir de uma única peça de metal.

[054] Em um arranjo específico, a articulação de elevador compensada é adaptada para ser conectada fluidamente a outra articulação de elevador compensada de acordo com o primeiro aspecto da invenção.

[055] Em um arranjo específico, a(s) articulação(ões) compensada(s) de elevador compreende portas para conectar fluidamente a articulação de elevador compensada à outra articulação de elevador compensada.

[056] Em um arranjo específico, o alojamento de cada cilindro hidráulico da articulação de elevador compensada e a outra articulação de elevador compensada compreende uma porta para a conexão da tubulação para unir os cilindros hidráulicos.

[057] Preferencialmente, a articulação de elevador compensada compreende um ou mais sensores para medição de temperatura e/ou pressão dos fluidos hidráulicos e compressíveis contidos nos cilindros hidráulicos e na passagem da haste.

[058] Em um arranjo, os sensores compreendem sensores sem fio.

[059] Preferencialmente, um ou ambos os cilindros hidráulicos compreendem meios de travamento para impedir a extensão dos cilindros hidráulicos.

[060] Preferencialmente, o segundo cilindro hidráulico compreende meios de travamento para impedir a extensão do segundo cilindro hidráulico.

[061] Preferencialmente, cada cilindro hidráulico compreende meios para impedir que a cabeça do pistão atinja as extremidades do alojamento de cilindro.

[062] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é fornecido um sistema de compensação para compensar o movimento de oscilação vertical de uma sonda de perfuração flutuante compreendendo uma torre e uma coluna de trabalho operativamente anexada a um guincho principal anexado à torre, o sistema compreendendo uma unidade de compensação anexada entre o guincho principal e a coluna de trabalho, a unidade de compensação compreendendo uma ou mais articulações de elevador dispostas de acordo com o primeiro ou o segundo aspecto (ou como aqui descrito) ou uma ou mais articulações de elevador compensadas dispostos de acordo com o terceiro aspecto da invenção ou como descrito aqui.

[063] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é fornecida uma unidade de compensação para fixação entre um guincho principal e uma coluna de trabalho de uma sonda de perfuração, a unidade de compensação compreendendo primeira e segunda vigas modulares e uma pluralidade de articulações de elevador compensadas dispostas em um arranjo espaçado em relação um ao outro, cada articulação de elevador compensada tendo uma extremidade anexada à primeira viga modular e outra extremidade anexada à segunda viga modular, em que cada articulação de elevador compensada é uma articulação de elevador disposta de acordo com o primeiro ou o segundo aspecto (ou como descrito aqui) ou um elevador compensada disposto de acordo com o terceiro aspecto da invenção ou como aqui descrito.

[064] Preferencialmente, as vigas modulares superior e inferior compreendem meios para fixar os olhais de elo de ligação das articulações compensadas do elevador.

[065] Preferencialmente, cada meio para fixar o olhal de elo de ligação compreende uma lingueta para receber o olhal de elo de ligação.

[066] Preferencialmente, cada uma das vigas modulares compreende um par de linguetas espaçadas um em relação ao outro, de modo que as articulações de elevador compensadas estejam dispostas em uma relação espaçada uma em relação à outra.

[067] Preferencialmente, a unidade de compensação é anexada entre um acionamento superior e a coluna de trabalho da sonda de perfuração.

[068] Preferencialmente, o primeiro cilindro hidráulico é pressurizado com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do primeiro cilindro hidráulico quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[069] Preferencialmente, a pressão limite específica é atingida devido a uma subtensão na coluna de trabalho.

[070] Preferencialmente, o segundo cilindro hidráulico é pressurizado com pressão pneumática suficiente para impedir que o segundo cilindro hidráulico se estenda até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[071] Preferencialmente, a pressão limite específica é atingida devido a uma sobretensão na coluna de trabalho.

[072] De acordo com um sexto aspecto da invenção, é fornecido um sistema de compensação para compensar o movimento de oscilação vertical de uma sonda de perfuração flutuante compreendendo uma torre e uma coluna de trabalho operativamente anexada a um guincho principal anexado à torre, o sistema compreendendo uma articulação de elevador disposta de acordo com o primeiro ou segundo aspectos (ou como aqui descrito) ou uma unidade de compensação conforme definida no quinto aspecto da invenção ou como aqui descrito.

[073] De acordo com um sétimo aspecto da invenção, é fornecido um compensador em linha para compensar o movimento de oscilação vertical de uma sonda de perfuração flutuante que compreende uma torre e uma coluna de trabalho operativamente anexada a um guincho principal anexado à torre, o compensador em linha compreendendo uma articulação de elevador disposta de acordo com o primeiro ou o segundo aspecto (ou como aqui descrito) ou uma articulação de elevador compensada disposta de acordo com um terceiro aspecto da invenção (ou como aqui descrito) e meios para conectar a articulação de elevador ou a articulação de elevador compensada entre o principal guincho e a coluna de trabalho.

[074] De acordo com um oitavo aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador compensada compreendendo um alojamento de cilindro e uma haste com uma extremidade compreendendo uma cabeça de pistão adaptada para ser recebida modo deslizável dentro do alojamento de cilindro para definir um cilindro hidráulico com uma coroa circular para receber um fluido não - compressível e a haste compreendendo uma passagem para receber um fluido compressível; em que a cabeça de pistão compreende pelo menos uma passagem para permitir o deslocamento seletivo do fluido não compressível entre a coroa circular dos alojamentos de cilindro e a passagem dentro da haste durante o deslocamento seletivo dos cilindros hidráulicos entre uma condição retraída e uma condição estendida para uma compressão ou expansão do fluido compressível pelo fluido não compressível.

[075] De acordo com um nono aspecto da invenção, é fornecido um método para fornecer compensação de reserva para uma sonda de perfuração montada em uma embarcação ou sonda semissubmersível compreendendo uma unidade de compensação de sonda primária e uma torre e uma coluna de trabalho operativamente anexada a um guincho principal anexado à torre nos casos em que a unidade de compensação de sonda primária falhar, o método compreendendo as etapas de: conexão de uma ou mais articulações de elevador dispostas de acordo com o primeiro ou o segundo aspecto (ou como aqui descrito) ou uma ou mais articulações de elevador compensadas dispostas de acordo com o terceiro aspecto da invenção (ou como aqui descrito) entre o guincho principal e a coluna de trabalho; pressurização do primeiro cilindro hidráulico com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do primeiro cilindro hidráulico quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica sendo aplicada à ou a cada articulação de elevador ou a ou a cada articulação de elevador compensada; e pressurização do segundo cilindro hidráulico com pressão pneumática suficiente para impedir que o segundo cilindro hidráulico se estenda até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica sendo aplicada à ou a cada articulação do elevador ou à ou a cada articulação de elevador compensada.

[076] Preferencialmente, a(s) articulação(ões) do elevador/articulação(ões) de(s) elevador(es) compensada(s) é/são adaptados para ativar após falha da unidade de compensação de sonda primária.

[077] Preferencialmente, a(s) articulação(ões) de elevador/articulação(ões) de elevador compensada(s) é /são adaptada(s) para manter condições estáticas durante o funcionamento adequado da unidade de compensação de sonda primária, em que a(s) articulação(ões) de elevador/articulação(ões) de elevador compensada(s) mantêm o condição estática ao ser pressurizada de modo que os cilindros hidráulicos da(s) articulação(ões) de elevador/articulação(ões) de elevador compensada(s) sejam impedidos de se estenderem ou se retraírem quando forças dimensionais de magnitude específica estiverem sendo aplicadas às(s) articulação(ões) de elevador/articulação(ões) de elevador compensada(s).

[078] De acordo com um décimo aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador compensada compreendendo alojamentos de cilindro e uma haste com uma extremidade compreendendo uma cabeça de pistão adaptada para ser recebida de forma deslizável dentro dos alojamentos de cilindro para definir cilindro hidráulico com uma coroa circular para receber um fluido não-compressível e a haste compreendendo uma passagem para receber um fluido compressível; em que a cabeça de pistão compreende pelo menos uma passagem para permitir o deslocamento seletivo do fluido não compressível entre a coroa circular dos alojamentos de cilindro e a passagem dentro da haste durante o deslocamento seletivo dos cilindros hidráulicos entre a condição retraída e a condição estendida.

[079] Em um arranjo, o cilindro hidráulico é pressurizado com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do cilindro hidráulico quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[080] Preferencialmente, a pressão limite específica é atingida devido a uma subtensão na coluna de trabalho

[081] Em um arranjo alternativo, o cilindro hidráulico é pressurizado com pressão pneumática suficiente para impedir que os cilindros hidráulicos se estendam até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada.

[082] Preferencialmente, a pressão limite específica é atingida devido a uma sobretensão na coluna de trabalho.

[083] De acordo com um décimo primeiro aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador compensada passivamente independente, a extremidade superior da articulação de elevador compensada se conecta através de vários tipos de equipamentos de interface, ao sistema de guincho de coluna de sonda/embarcação, compensador primário ou estrutura de embarcação , doravante referido como a torre e a extremidade inferior da articulação de elevador compensada se conecta através de vários tipos de equipamentos de interface, ao tubo ascendente/ coluna de completação/coluna de assentamento/tubo ascendente de manutenção de poço ou outras colunas & tubos ascendentes amarrados à base, doravante referidos como coluna de trabalho.

[084] Preferencialmente, a articulação de elevador compensada independente pode ser configurada de várias maneiras para fornecer compensação de tensão, compensação de compressão ou compensação de tensão e compressão.

[085] Preferencialmente, a articulação de elevador compensada utiliza conexões comuns da articulação de elevador padrão da indústria para garantir que o equipamento interaja facilmente com outros equipamentos da plataforma de perfuração.

[086] De acordo com um décimo segundo aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador disposta para uso no fornecimento de uma resposta compensatória a uma carga aplicada à mesma, a articulação de elevador compreendendo: um meio acionável configurado operável com uma haste de pistão por meio de um primeiro fluido de trabalho, a haste de pistão tendo uma câmara interna para acomodar um segundo fluido de trabalho, os meios acionáveis dispostos em associação operável com a haste de pistão, de modo que o primeiro e o segundo fluidos de trabalho sejam cooperáveis entre si, de modo a permitir que a articulação de elevador seja operável em direção e/ou a partir de uma condição estendida e uma condição retraída em resposta à carga.

[087] De acordo com um décimo terceiro aspecto da invenção, é fornecida uma articulação de elevador disposta para uso no fornecimento de uma resposta compensatória a uma carga aplicada à mesma, a articulação de elevador compreendendo: um dispositivo acionável configurado operável com uma haste de pistão por meio de um primeiro fluido de trabalho, a haste de pistão tendo uma câmara interna para acomodar um segundo fluido de trabalho, o dispositivo acionável disposto em associação operável com a haste de pistão, de modo que o primeiro e o segundo fluidos de trabalho sejam cooperáveis entre si, de modo a permitir que a articulação de elevador seja operável em direção e/ou a partir de uma condição estendida e uma condição retraída em resposta à carga.

[088] De acordo com um décimo quarto aspecto, é fornecida uma articulação de elevador disposta para uso no fornecimento de uma resposta compensadora a uma carga aplicada entre pontos de carga da articulação de elevador, compreendendo a articulação de elevador: um primeiro dispositivo acionável associado a um dos pontos de carga; um segundo dispositivo acionável associado a outro dos pontos de carga; e uma haste de pistão conectando um pistão respectivo de cada dispositivo acionável; em que o primeiro e o segundo dispositivos acionáveis compreendem, cada um, um respectivo cilindro hidráulico para receber o respectivo pistão; em que o movimento de cada pistão dentro do respectivo cilindro hidráulico é de acordo com uma quantidade de um primeiro fluido de trabalho não compressível respectivo no respectivo cilindro hidráulico; em que a haste de pistão compreende uma câmara interna para acomodar um segundo fluido de trabalho compressível, em que o primeiro e o segundo fluidos de trabalho cooperam para determinar a quantidade do respectivo primeiro fluido de trabalho em cada cilindro hidráulico respectivo, de modo a permitir que a articulação de elevador se estenda ou retraia entre os pontos de carga em resposta à carga.

[089] Modalidades da articulação do elevador do décimo quarto aspecto podem incorporar qualquer um dos recursos das articulações de elevador ou de elevador compensada, conforme descrito aqui.

[090] Vários aspectos principais descritos neste documento podem ser realizados sozinhos ou em combinação com um ou mais dos outros aspectos principais, como será prontamente apreciado pelos versados na técnica relevante. Os vários aspectos principais podem opcionalmente ser fornecidos em combinação com um ou mais dos recursos opcionais descritos em relação aos outros aspectos principais. Além disso, os recursos opcionais descritos em relação a um exemplo (ou modalidade) podem opcionalmente ser combinados sozinhos ou em conjunto com outros recursos em diferentes exemplos ou modalidades.

[091] Com o objetivo de resumir os principais aspectos, certos aspectos, vantagens e novos recursos foram descritos acima. Deve ser entendido, no entanto, que nem sempre todas essas vantagens podem ser alcançadas de acordo com qualquer modalidade específica ou realizadas de maneira a alcançar ou otimizar uma vantagem ou grupo de vantagens, conforme ensinado aqui, sem necessariamente alcançar outras vantagens como ensinadas ou sugeridas aqui.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[092] Outras características da presente invenção são descritas mais detalhadamente na descrição a seguir de várias modalidades não limitativas da mesma. Esta descrição é incluída apenas para fins de exemplificação da presente invenção. Ela não deve ser entendida como uma restrição ao amplo resumo, divulgação ou descrição da invenção, conforme estabelecido acima. A descrição será feita com referência aos desenhos anexos nos quais:

[093] A figura 1a mostra uma vista em seção transversal de um arranjo específico de uma articulação de elevador compensada de acordo com uma modalidade da invenção (mostrada em uma condição estendida;

[094] A figura 1b mostra uma vista em seção transversal da articulação de elevador compensada mostrada na Figura 1a (mostrada em uma condição semi-estendida);

[095] A Figura 1c mostra uma vista em seção transversal da articulação de elevador compensada mostrado na Figura 1a (mostrado em uma condição retraída);

[096] A figura 1d mostra um detalhe da vista em seção transversal das partes superior e inferior da modalidade da articulação de elevador compensada mostrada nas Figuras 1a a 1d;

[097] As figuras 2a a 2d mostram a articulação de elevador compensada mostrado na Figura 1c em movimento da condição retraída para a condição estendida;

[098] A figura 3 mostra uma sonda de perfuração semissubmersível compreendendo um arranjo específico de uma unidade de compensação tendo uma pluralidade de articulações de elevador compensada dispostas de acordo com a modalidade mostrada nas Figuras 1a a 1c conectadas operacionalmente ao guincho principal e o cabeçote de fluxo de superfície conectado à coluna de trabalho;

[099] A figura 4 mostra uma vista frontal (ou elevação) da unidade de compensação mostrada na Figura 3;

[0100] As figuras 5 a 8 mostram o processo de instalação da unidade de compensação mostrada na figura 4 na torre da sonda de perfuração semissubmersível mostrada na figura 3;

[0101] A figura 9 mostra uma curva de curso para a pressão máxima de operação da unidade de compensação mostrada na Figura 4;

[0102] A figura 10 mostra uma vista em corte transversal de uma disposição específica de uma articulação de elevador compensada disposta de acordo com uma modalidade alternativa da invenção (mostrada em uma condição estendida); e

[0103] A Figura 11 mostra uma vista em seção transversal de um arranjo específico de uma articulação de elevador compensada disposta de acordo com outra modalidade alternativa da invenção (mostrada em uma condição estendida).

[0104] Deve-se notar que as figuras são apenas esquemáticas e a localização e arranjos dos componentes podem variar de acordo com os arranjos específicos das modalidades da presente invenção, bem como dos pedidos específicos da presente invenção.

DESCRIÇÃO DA(S) MODALIDADE(S)

[0105] As figuras 1a a 1d mostram um arranjo específico de uma articulação de elevador compensada 10 de acordo com uma modalidade da invenção.

[0106] A articulação de elevador compensada 10 compreende um primeiro cilindro hidráulico 12a e um segundo cilindro hidráulico 12b (coletivamente, cilindro(s) hidráulico(s) 12) e uma haste 14. Cada cilindro hidráulico 12 compreende um respectivo alojamento de cilindro 13a, 13b (coletivamente, alojamento(s) de cilindro 13). Ambos os alojamentos de cilindro 13 são anexados de maneira deslizante à haste 14, permitindo que a articulação de elevador compensada 10 seja deslocada seletivamente entre uma condição estendida (veja a Figura 1a), uma condição semi-estendida (veja a figura 1b) e uma condição retraída (veja a figura 1c).

[0107] A haste 14 compreende uma primeira seção externa 16a e uma segunda seção externa 16b (coletivamente, seções externas 16); cada seção externa 16 da haste 14 é adaptada para ser recebida de maneira deslizante dentro de um dos cilindros hidráulicos 12.

[0108] Como mostrado nas figuras 1b a 1d, quando as seções externas 16 da haste 14 são inseridas nos cilindros 12, as coroas circulares 18a e 18b (coletivamente, as coroas circulares 18) são definidas dentro dos respectivos alojamentos do cilindro 13; Especificamente, as coroas circulares 18 são definidas entre as paredes internas dos alojamentos de cilindros 13 e as paredes externas da haste 14. As coroas circulares 18 são adaptadas para receber um fluido não compressível, como, por exemplo, óleo.

[0109] Além disso, cada extremidade da haste 14 compreende uma respectiva cabeça de pistão 20a, 20b (coletivamente, cabeça(s) de pistão 20) localizadas na extremidade de cada seção externa 16 da haste 14. As cabeças de pistão 20 separam o espaço interno dos alojamentos do cilindro 13 em dois espaços separados 22a e 22b. O movimento de cada alojamento de cilindro 13 variará o volume dos espaços 22a e 22b (coletivamente, espaços 22). De fato, cada cabeça de pistão 20a, 20b pode ser deslocada seletivamente dentro dos alojamentos de cilindro 13 movendo os próprios alojamentos de cilindro.

[0110] Ao mover os alojamentos do cilindro 13, os volumes dos espaços 22 são variados devido ao movimento das cabeças do pistão 20 dentro dos alojamentos do cilindro 13, como pode ser apreciado na comparação, por exemplo, das Figuras 1a e Figura 1c.

[0111] O espaço 22b definido em cada coroa circular 18 dos cilindros hidráulicos 12 é adaptado para receber um fluido não compressível (como, por exemplo, um óleo hidráulico) e o espaço 22a pode compreender um vácuo ou pode incluir um fluido compressível (por exemplo, um fluido pneumático ou um gás como nitrogênio); no arranjo específico em que o espaço 22a inclui um fluido compressível, um amortecedor de baixa pressão de fluido compressível é definida dentro do espaço 22a.

[0112] Além disso, a haste 14 compreende um espaço 24 para contenção do fluido compressível (como nitrogênio). Devido à haste que incorpora o espaço 24 para contenção do fluido compressível; a haste 14 atua como um acumulador para armazenar o fluido compressível (por exemplo, um fluido compressível, como gás nitrogênio). Isso permite que a haste 14 atue como um reservatório de armazenamento de pressão durante a extensão da articulação de elevador compensada 10 (enquanto as forças tensionais são aplicadas à articulação de elevador compensada 10) e que, com a perda das forças tensionais, a pressão é liberada para retornar à articulação de elevador compensada 10 para a condição retraída. Desta maneira, a articulação de elevador compensada 10 é uma articulação de elevador compensada passiva independente devido à incorporação do acumulador na articulação de elevador compensada 10.

[0113] Além disso, a vantagem de a haste 14 conter um fluido compressível, tal como um gás, é que, por ter um fluido compressível na haste 14, a variação na tensão durante a extensão do primeiro cilindro hidráulico 12a ou do segundo cilindro hidráulico 12b (representado pela linha entre o ponto (a) a (c) e a linha entre o ponto (c’) e o ponto (e) representados no gráfico mostrado na Figura 9) é menor do que quando comparado a um arranjo específico da articulação de elevador 10, onde a haste 14 deve conter um fluido não compressível.

[0114] No arranjo específico mostrado nas Figuras, a haste 14 compreende um corpo cilíndrico com uma passagem 26 (definindo o espaço 24) que se estende de uma extremidade da haste 14 até a extremidade oposta da haste 14 para permitir o deslocamento seletivo do fluido hidráulico entre os cilindros hidráulicos 12 e a passagem 26 da haste 14.

[0115] O fluxo do fluido hidráulico entre os cilindros hidráulicos 12 e a passagem 26 da haste 14 é conduzido através das cabeças de pistão 20 dos cilindros hidráulicos 12; para isso, as cabeças de pistão 20 compreendem caminhos de fluido 28, permitindo o fluxo do fluido hidráulico através dos pistões 20.

[0116] Com relação Especificamente à Figura 1d, cada cabeça de pistão 20 compreende uma pluralidade de caminhos de fluido 28 (caminhos 28a, 28b mostrados) que conectam fluidamente a coroa circular 18, do respectivo cilindro hidráulico 12, e a passagem 26 da haste 14.

[0117] Cada um dos caminhos de fluido 28a, 28b compreende meios de válvula para controlar o fluxo do fluido hidráulico entre a coroa circular 18 e a passagem 26. Especificamente, a aplicação da presente articulação de elevador compensada será descrita posteriormente, cada caminho de fluido 28 compreende uma respectiva válvula 31 (válvulas 31a, 31b mostradas na Figura 1d) adaptada para controlar o fluxo de fluido; Especificamente, a válvula 31 permite o fluxo livre de fluido em uma direção e na outra direção a válvula 31 controla a quantidade de fluido hidráulico que pode fluir através do caminho do fluxo.

[0118] Além disso, em um arranjo, as válvulas 31 controlam o fluxo de fluido hidráulico a partir da passagem 26 (da haste 14) para as respectivas coroas circulares 18; neste arranjo específico, que controla o fluxo de fluido hidráulico da passagem 26 para as respectivas coroas circulares 18, permite controlar qualquer recuo da articulação de elevador compensada 10 após a perda de forças tensionais que são aplicadas à articulação de elevador 10.

[0119] Como mencionado anteriormente, o fluido hidráulico pode entrar na passagem 26 da haste 14; no arranjo específico mostrado nas Figuras 1a a 1d, isso ocorre quando a articulação de elevador 10 (através de uma força tensional) é estendida da condição retraída (mostrada na Figura 1c) até a condição estendida (mostrada na Figura 1a). Pelo fluido hidráulico que entra na passagem 26 da haste 14, o fluido hidráulico comprime o fluido (compressível) contido na passagem 26 da haste 14. Desta maneira, quando o fluido compressível é comprimido devido à entrada do fluido hidráulico na passagem 26, uma mola de fluido compressível é definida dentro da passagem 26 para aplicar uma pressão ao fluido hidráulico permitindo que a articulação de elevador compensada 10 retorne à condição retraída após a força tensional não ser mais aplicada à articulação de elevador compensada 10.

[0120] Além disso, o arranjo específico da articulação de elevador compensada 10 mostrada compreende meios para contenção do fluido compressível armazenado na passagem 26 da haste 14 dentro de um local específico da passagem 26. Desta maneira, é garantido que nenhum fluido compressível saia da passagem 26 da haste 14; também, os meios de contenção do fluido compressível impedem o contato direto entre o fluido hidráulico e o fluido compressível durante a extensão da articulação compensada do elevador 10.

[0121] Na disposição específica mostrada nas Figuras 1a a 1d, os meios de contenção do fluido compressível compreendem uma pluralidade de pistões de contenção 30 (pistões de contenção 30a, 30b mostrados na Figura 1c) dispostos em uma relação espaçada entre si, definindo assim um espaço 33 dentro da passagem 26 da haste 14.

[0122] Os pistões de contenção 30 são adaptados para definir uma vedação entre as paredes laterais (adjacentes às paredes internas da haste 14) dos pistões de contenção 30 e as paredes internas da haste 14; desta maneira, qualquer fluido compressível localizado entre os pistões de contenção 30 é impedido de vazar através dos pistões de contenção 30 e de modo a fluir para áreas localizadas fora do espaço 32 definido entre os dois pistões de contenção 30; e vice-versa, qualquer fluido hidráulico que entre na passagem 26 da haste 14 é impedido de vazar através dos pistões de contenção 30 e fluir para o espaço 32 definido entre dois pistões de contenção 30.

[0123] Além disso, os pistões de contenção 30 são adaptados para deslizar dentro da passagem 26 da haste 14. O fato de os pistões de contenção 30 poderem deslizar dentro da haste 14, permite, por exemplo, reduzir a distância entre os pistões de contenção 30 pela entrada de fluido hidráulico na passagem da haste 14. Quando o fluido hidráulico entra na passagem 26, a pressão é aplicada aos pistões de contenção 30, reduzindo a distância entre os pistões de contenção 30, o que resulta na compressão do fluido compressível localizado entre os pistões de contenção 30.

[0124] Além disso, no arranjo específico mostrado nas Figuras 1a a 1c, o cilindro hidráulico 12 é conectado fluidamente a uma passagem 26 da haste 14; dessa maneira, a pressão aplicada aos fluidos hidráulicos dos primeiros 12a e dos segundos cilindros hidráulicos 12b é a mesma.

[0125] Como mostrado, por exemplo, na Figura 1a, a haste 14 compreende, na localização central da haste 14, uma placa de orifício 32 compreendendo um orifício 31 permitindo a comunicação fluídica entre as seções da passagem 26 que atravessam as seções externas 16a e 16b da haste 14. Devido à comunicação fluídica fornecida pelo orifício 31, a pressão do fluido compressível é a mesma ao longo da passagem 26.

[0126] Em um arranjo alternativo, a haste 14 pode ser adaptada para dividir a passagem 26 da haste 14 em duas sub-passagens separadas; isso pode ser feito através de uma placa de obturação adaptada para fechar o orifício 31 da placa de orifício 32. A divisão da passagem 26 em duas passagens não comunicadas, que resultará na pressão aplicada aos fluidos hidráulicos dos primeiros 12a e dos segundos 12b cilindros hidráulicos 12, pode diferir entre si, dependendo de como os cilindros hidráulicos foram pressurizados.

[0127] Além disso, o arranjo específico da articulação de elevador 10 mostrada nas Figuras 1a a 1d compreende o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos 12a e 12b com diâmetros da e db que diferem entre si. Especificamente, o alojamento 13a do primeiro cilindro hidráulico 12a tem um diâmetro da menor do que o diâmetro db do alojamento 13b do segundo cilindro hidráulico 12b.

[0128] O fato de que os diâmetros da e db diferem entre si resulta em que a resposta (às forças tensionais) de cada um dos cilindros hidráulicos 12a e 12b difere um com o outro quando forças tensionais estão sendo aplicadas aos cilindros hidráulicos 12 e 12b.

[0129] No arranjo específico mostrado nas Figuras 1 e 2 da articulação de elevador compensada 10, em que o orifício 31 está aberto e o diâmetro da do primeiro cilindro hidráulico 12a é menor do que o diâmetro db do segundo cilindro hidráulico 12a, a articulação de elevador compensada 10 está configurada de modo que: (1) o segundo cilindro hidráulico 12b é pressurizado com pressão pneumática suficiente para impedir que os segundos cilindros hidráulicos 12b se estendam até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada 10 devido a uma sobretensão na coluna de trabalho 46 à qual a articulação de elevador compensada 10 está operacionalmente anexada; e (2) o primeiro cilindro hidráulico 12a é pressurizado com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do primeiro cilindro hidráulico 12a quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada 10 devido a uma subtensão na coluna de trabalho 46 à qual a articulação de elevador compensada 10 está operacionalmente anexada. A resposta específica da articulação de elevador compensada 10 mostrada nas figuras 1, quando são aplicadas forças tensionais à articulação do compensador, é mostrada na Figura 2 e na Figura 9.

[0130] Variações nos diâmetros da e db dos cilindros hidráulicos 12a e 12b e o fechamento ou a abertura da placa de orifício 32 permitem fabricar diferentes tipos de articulações de elevador compensadas 10 que têm respostas diferentes entre si durante a operação dos diferentes tipos ou modalidades de articulações compensadas do elevador 10.

[0131] Além disso, de acordo com um arranjo específico da presente invenção, cada um dos cilindros hidráulicos 12 compreende o alojamento de cilindro 13 fechado nas extremidades externas da articulação de elevador compensada 10 pelas tampas 15. As tampas 15 são aparafusadas ao alojamento do cilindro 13, incluindo meios de vedação apropriados para definir as junções herméticas entre os parafusos e as extremidades do alojamento do cilindro 13 de cada cilindro hidráulico 12, capazes de suportar alta pressão e capazes de fornecer uma conexão estanque ao ar e aos fluidos. De acordo com outros arranjos, qualquer tipo de meio de conexão pode ser usado.

[0132] Em um arranjo, as extremidades externas dos alojamentos do cilindro 13 compreendem portas de abastecimento de acesso.

[0133] É particularmente vantajoso que as tampas 15 sejam anexadas por parafusos, pois permitem a remoção das tampas 15 para manutenção e inspeção.

[0134] Com relação agora à Figura 2.

[0135] As Figuras 2 mostram várias vistas de um arranjo específico de uma articulação de elevador compensada 10 de acordo com a presente modalidade da invenção. Como mostrado nas Figuras 2a a 2d, a articulação de elevador compensada 10 compreende uma pluralidade de olhais de elos de ligação 34 (olhais de elo de ligação 34a, 34b mostrados) anexados às respectivas tampas 15 (tampas 15a, 15b mostradas) de cada cilindro hidráulico 12a, 12b. Os olhais de elo de ligação 34 permitem, por exemplo, a ligação da articulação de elevador compensada 10 componentes de perfuração de sondas de perfuração 36, quando a articulação de elevador compensada 10 é utilizada como uma unidade de compensação de oscilação vertical reserva 50 para utilização em sondas de perfuração 36 que será ativada por si só se a unidade de compensação de sonda primária 48 falhar.

[0136] Em um arranjo, os olhais de elo de ligação 34 são configurados para serem compatíveis com outros componentes de perfuração e são adaptados para interagir com outros componentes de produção.

[0137] De acordo com um arranjo específico da presente invenção, os olhais de elo de ligação 34 são conectados às respectivas extremidades de elo de ligação 35 forjadas (extremidades de elo de ligação forjadas 35a, 35b mostradas) tendo uma extremidade rosqueada para ser mecanicamente conectada às tampas 15. Cada tampa 15 compreende uma abertura com uma rosca interna para receber a extremidade rosqueada do respectivo elo de ligação forjado 35. Alternativamente, a conexão entre as tampas 15 e as extremidades de elo de ligação 35 é feita através de uma conexão de calha estilo pino de cisalhamento.

[0138] Como será descrito abaixo, é particularmente vantajoso o uso de extremidades de elo de ligação forjadas 35, como representado nas Figuras 2, porque permite um fácil manuseio das articulações de elevador compensadas 10 e, como será descrito abaixo com referência ao método de operação de uma unidade de compensação de oscilação vertical 50 (ver Figura 4), a articulação elo de elevador compensada 10 pode ser facilmente montada em vigas modulares 52 e desmontada. Em um arranjo, as extremidades de elo de ligação forjadas 35 são forjadas a partir de uma única peça de metal.

[0139] Em um arranjo específico, cada uma das articulações de elevador compensadas 10 pode compreender orifícios para conectar fluidamente uma pluralidade de articulações de elevador compensadas 10 entre si, de modo a definir uma unidade de compensação 50 mostrada na Figura 4. Por exemplo, a haste 14 de cada articulação de elevador compensada 10 pode compreender uma porta para a conexão da tubulação, de modo a, por exemplo, conectar fluidamente as passagens 26 (definindo acumuladores contendo o fluido compressível) das hastes 14. Ao compartilhar os acumuladores contidos nas hastes 14, as articulações compensadas do elevador 10 responderão à tensão em sincronia.

[0140] Em um arranjo alternativo, as articulações compensadas do elevador 10, por exemplo, da unidade de compensação 50 mostrada na Figura 4, não podem ser unidas como descrito no parágrafo anterior; mas, em vez disso, o acumulador das hastes 14 de todos as articulações de elevador compensadas 10 tem pressões correspondentes e, portanto, todos as articulações de elevador compensadas 10 responderão à tensão em sincronia.

[0141] Além disso, cada articulação de elevador compensada 10 pode compreender um ou mais sensores para medição de temperatura e pressão dos fluidos hidráulicos e compressíveis contidos nos espaços 22 dos cilindros hidráulicos 12 e na passagem 26 da haste 14. Em um arranjo, os sensores compreendem sensores sem fio.

[0142] Além disso, os cilindros hidráulicos 12 podem compreender meios de travamento para impedir a extensão dos cilindros hidráulicos 12.

[0143] Em um arranjo específico, o segundo cilindro hidráulico 12b compreende meios de travamento para impedir a extensão do segundo cilindro hidráulico 12b. A inclusão de meios de travamento é particularmente vantajosa porque permite: (1) travamento do segundo cilindro hidráulico 12b (impedindo a extensão do segundo cilindro hidráulico 12b) durante a instalação da unidade de compensação 50 e o içamento da unidade de compensação 50, como será descrito abaixo com referência às Figuras 5 a 8; e (2) cada articulação de elevador compensada 10 pode ser operada em duas condições diferentes - uma condição em que apenas o primeiro cilindro hidráulico é operacional (sendo capaz de ser estendido) enquanto mantém o segundo cilindro hidráulico 12b travado e uma segunda condição em que ambos os cilindros hidráulicos 12a e 12b são operáveis (podendo ser estendidos).

[0144] Além disso, arranjos específicos dos cilindros hidráulicos 12 podem compreender meios para impedir que as cabeças do pistão 20 impactem com força relativamente grande as extremidades do alojamento 13 que incorporam as tampas 15 dos cilindros hidráulicos 12.

[0145] A figura 2 ilustra a articulação compensada do elevador 10 enquanto ela está sendo deslocada da condição retraída para a condição estendida.

[0146] Especificamente, na Figura 2a, a articulação de elevador compensada 10 está localizada na condição retraída. Como mencionado anteriormente, a articulação de elevador compensada 10 compreende um reservatório de fluido compressível dentro da haste 14 que age como uma mola aplicando pressão ao fluido hidráulico contido dentro dos cilindros hidráulicos 12.

[0147] Em arranjos específicos, a articulação de elevador compensada 10 é ajustada de modo que, quando nenhuma força tensional ou uma força tensional de uma magnitude específica (consulte a Figura 9 - alínea (a)) é aplicada às extremidades da articulação de elevador compensada 10, a articulação compensada de elevador 10 é mantida na condição retraída, como mostra a Figura 2a.

[0148] À medida que as forças tensionais são aplicadas à articulação de elevador compensada 10, a articulação de elevador compensada 10 começará a se expandir como é mostrado nas Figuras 2b a 2e.

[0149] A Figura 2b mostra a articulação compensada do elevador 10 quando uma força tensional de uma magnitude específica ((ver Figura 9 - ponto (b)) é aplicada à articulação compensada de elevador 10; nessa magnitude específica da força tensional o resultado em extensão (também referido até como curso) do primeiro cilindro hidráulico 12a enquanto o segundo cilindro hidráulico 12 é mantido na condição retraída.

[0150] A Figura 2c mostra a articulação de elevador compensada 10 tendo o primeiro cilindro hidráulico 12a totalmente estendido com o segundo cilindro hidráulico 12b sendo mantido na condição retraída como uma força tensional de uma magnitude específica (ver Figura 9 - alínea (c)) aplicada à articulação de elevador compensada 10.

[0151] Na condição mostrada na Figura 2c, a articulação de elevador compensada 10 é adequada para atuar como compensador de reserva de uma sonda de perfuração 36 se a unidade de compensação de sonda primária 49 falhar.

[0152] Nas circunstâncias em que a articulação de elevador compensada 10 é instalada em uma perfuração específica 36 como um compensador de reserva, a articulação de elevador compensada 10 é mantida na condição estática (por condição estática significa que não há retração ou expansão dos cilindros hidráulicos 12) durante a operação normal. Operações de sonda de perfuração (isto é, quando a unidade de compensação de sonda primária 49 está funcionando corretamente). A articulação de elevador compensada 10 será ativada em caso de falha da unidade de compensação de sonda primária 49 da sonda de perfuração 36. Uma vez ativada, a articulação de elevador compensada 10 pode compensar o movimento da sonda de perfuração 36.

[0153] Em um arranjo específico da articulação de elevador compensada 10, o segundo cilindro hidráulico 12 pode ser travado para impedir a expansão do segundo cilindro hidráulico 12. Na condição travada, uma carga de tração muito maior pode ser alcançada (a linha pontilhada 62 na Figura 9 mostra essa condição específica). No entanto, tipicamente, durante o uso da articulação compensada de elevador 10 como compensador de reserva, o segundo cilindro hidráulico 12 não será travado.

[0154] Com referência agora à Figura 2d - nesta condição, o segundo cilindro hidráulico 12b está sendo aplicado com uma força tensional de uma magnitude específica (consulte a Figura 9 - alínea (d)), resultando na extensão progressiva do segundo cilindro hidráulico 12b e o primeiro cilindro hidráulico 12a é mantido na condição estendida à medida que a força tensional aumenta conforme representado pelas linhas inclinadas no gráfico representado na Figura 9; durante a extensão do segundo cilindro hidráulico 12b.

[0155] A Figura 2e mostra a articulação de elevador compensada 10 com os dois cilindros hidráulicos 12 totalmente estendidos devido ao fato de que uma força tensional de uma magnitude específica (ver Figura 9 - alínea (d)) está sendo aplicada à articulação de elevador compensada 10.

[0156] Além disso, o arranjo específico doa articulação de elevador 10 mostrado nas Figuras 1 e 2 é configurado de modo que, para forças tensionais com magnitude que se situam dentro de uma faixa específica (veja Figura 9 - ponto (c) a ponto (c ')) a articulação de elevador será mantida na condição estática. Essa faixa específica é chamado de "etapa de carregamento".

[0157] Com relação agora às Figuras 3 a 8.

[0158] Como mencionado anteriormente, uma aplicação específica da articulação de elevador compensada 10 é atuar como um compensador de reserva em uma solda de perfuração semissubmersível 36 para ativação no caso de sua unidade de compensação de sonda primária 49 falhar.

[0159] A Figura 3 mostra a sonda semissubmersível 36 de perfuração compreendendo uma plataforma de perfuração 38 na qual uma torre 40 foi montada. A torre 40 compreende o guincho principal. Especificamente, o guincho principal está localizado na parte superior da torre 40 para abaixar e elevar seletivamente a coluna de trabalho 46. A sonda de perfuração 36 compreende a unidade de compensação de sonda primária 49 para manter a tensão de trabalho na coluna de trabalho 46 durante o movimento da sonda de perfuração 36 durante o movimento de oscilação vertical e de maré. Como mencionado anteriormente, em algumas ocasiões, a unidade de compensação de sonda primária 49 pode falhar, exigindo a ativação de um compensador de oscilação vertical de reserva para evitar danos, por exemplo, na coluna de trabalho 46, como compensando o movimento de oscilação vertical e de maré ao qual a sonda de perfuração 36 é continuamente sujeita.

[0160] Como mostrado na figura 3, a articulação de elevador compensada 10 disposto de acordo com a presente modalidade da invenção descrita neste documento pode ser operacionalmente conectada ao guincho principal para atuar como um compensador de oscilação vertical de reserva que pode ser ativado se a unidade de compensação de sonda primária 49 falhar - neste caso, a articulação de elevador compensada 10 está atuando como um compensador em linha.

[0161] Em outros arranjos, uma pluralidade de articulações de elevador compensadas 10 pode ser montada em conjunto para definir um compensador de oscilação vertical de reserva 50, como é mostrado nas Figuras 3 e 4. A Figura 3 mostra o compensador de oscilação vertical de reserva 50 conectado operacionalmente ao acionamento superior 44 e à coluna de trabalho 46.

[0162] A Figura 4 mostra um arranjo específico do compensador de oscilação vertical de reserva 50. Como será descrito com referência ao método de operação do compensador de oscilação vertical de reserva 50, o compensador de oscilação vertical de reserva 50 é adaptado para compensar as forças tensionais excessivas que podem ser aplicadas à coluna de trabalho 46 durante a falha da unidade de compensação de sonda primária 49 fornecendo proteção contra sobretensão à coluna de trabalho 46.

[0163] O compensador de oscilação vertical de reserva 50 compreende a primeira e a segunda articulação de elevador compensada 10a e 10b. As extremidades superiores das articulações de elevador compensadas 10 são anexadas a uma viga modular superior 52a e as extremidades inferiores das articulações de elevador compensadas 10 são anexadas a uma viga modular inferior 52b. Para isso, as vigas modulares superior e inferior 52a, 52b compreendem meios para fixar aos respectivos olhais de elo de ligação 34 das respectivas articulações de elevador compensadas 10.

[0164] Especificamente, cada meio de fixação dos olhais de elo de ligação 34 compreende uma lingueta 54 configurada para receber o olhal de elo de ligação 34. Cada lingueta 54 compreende um canal para impedir a saída do olhal 34 de elo de ligação para fora da lingueta 54.

[0165] Além disso, cada uma das vigas modulares 54 compreende um par de linguetas 54 espaçadas uma em relação à outra, de modo que as articulações de elevador compensadas 10a e 10b estejam dispostas em uma relação espaçada entre si quando os olhais de elo de ligação 34 das articulações de elevador compensadas 10 são, respectivamente, anexados às linguetas 54 das respectivas vigas modulares superior e inferior 52.

[0166] Além disso, como mostrado na Figura 3, o compensador de oscilação vertical de reserva 50 é anexado entre o acionamento superior 44 e a coluna de trabalho 46; para isso, as vigas modulares superior e inferior 52 são, respectivamente, adaptadas para serem anexadas de maneira removível ao acionamento superior 44 e à coluna de trabalho 46 por meios de fixação, como cavilhas ou manilhas configuradas para essa extremidade.

[0167] De acordo com uma disposição específica da invenção, a unidade de compensação 50 compreende um par das articulações de elevador compensadas 10 de acordo com a presente modalidade da invenção.

[0168] De acordo com este arranjo específico da unidade de compensação 50, cada articulação de elevador compensada 10 é configurada de modo que: (1) os segundos cilindros hidráulicos 12b são pressurizados com pressão pneumática suficiente para impedir que os segundos cilindros hidráulicos 12b se estendam até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação compensada do elevador 10 devido a uma sobretensão na coluna de trabalho 46 à qual a articulação de elevador compensada 10 está operacionalmente anexada; e (2) os primeiros cilindros hidráulicos 12a são pressurizados com uma pressão pneumática específica que resulta na retração dos primeiros cilindros hidráulicos 12 quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada 10 devido a uma subtensão na coluna de trabalho 46 à qual a articulação de elevador compensada 10 está operacionalmente anexada.

[0169] A pressurização dos cilindros hidráulicos 12 para ter uma pressão específica (por exemplo, uma pressão pneumática suficiente para impedir que os cilindros hidráulicos 12 se estendam ou uma pressão pneumática específica que resulte na retração dos cilindros hidráulicos 12) pode ser realizada por, por exemplo, (1) pela abertura ou fechamento do orifício 31 da placa de orifício 32, (2) fornecendo os cilindros hidráulicos 12 com alojamentos com diâmetros específicos, (3) preenchimento dos cilindros hidráulicos 12 ou da haste 14 com um tipo específico de fluidos de trabalho (fluidos compressíveis ou não- compressíveis) a uma pressão específica.

[0170] Com relação agora às Figuras 5 a 7.

[0171] As Figuras 5 a 7 mostram o processo de instalação da unidade de compensador de oscilação vertical de reserva 50 na torre 40 da sonda de perfuração semissubmersível 36 mostrada na Figura 3.

[0172] Como mostrado na Figura 5, as articulações de elevador compensadas 10 são dispostas em uma relação espaçada uma em relação à outra e posicionadas horizontalmente em um patim de tubo ascendente 56 montado na plataforma de perfuração 38; a viga modular superior 52a é anexada ao guincho principal incluindo o acionamento superior 44; e subsequentemente, os olhais de elo de ligação 34a de cada articulação de elevador compensada 10 são anexadas à viga modular superior 52a.

[0173] Além disso, depois de fixar a porção superior das articulações de elevador compensadas 10 à viga modular superior 52a, a unidade de compensação 50 é levantada como mostrado na Figura 6, a fim de ser usada para elevar a coluna de trabalho 46 e completá-la.

[0174] Antes do levantamento da unidade de compensação 50, os segundos cilindros hidráulicos 12b (as unidades inferiores) são travados; desta maneira, os segundos cilindros hidráulicos 12b são impedidos de se estender durante o levantamento da unidade de compensação 50. Este arranjo específico impede que a porção inferior da unidade de compensação 50 se estenda.

[0175] Além disso, o levantamento da unidade de compensação 50 é interrompido quando a unidade de compensação está na condição vertical, como mostrado na Figura 7. Na condição vertical, a viga modular superior 52b é anexada à porção inferior da unidade de compensação 50 e a cabeça de fluxo de superfície 48 tendo uma junta de assentamento 58 para fixação na coluna de trabalho 46. Nesta fase, o patim de tubo ascendente 56 está localizado na condição retraída e a unidade de compensação 50 é levantada para localizar a junta de assentamento 58 na condição vertical.

[0176] Os segundos cilindros hidráulicos 12b podem ser destravados agora, de modo a permitir a extensão total da unidade de compensação 50, como é mostrado na Figura 8 para fins de teste, como será explicado abaixo. Alternativamente, os segundos cilindros hidráulicos 12b podem ser mantidos travados para impedir a extensão completa da unidade de compensação 50.

[0177] A Figura 8 mostra a unidade de compensação 50 montada e pronta para conexão com a coluna de trabalho 46.

[0178] Em operação, durante operações normais da sonda de perfuração, os primeiros cilindros hidráulicos 12a da unidade de compensação 50 são totalmente estendidos para fora e os segundos cilindros hidráulicos 12b são totalmente estendidos para dentro, como mostrado na Figura 2c; nesta condição, a unidade de compensação 50 mantém a condição estática (isto é, nenhuma retração substancial da expansão dos cilindros hidráulicos 12).

[0179] Os primeiros cilindros hidráulicos 12a (o cilindro hidráulico superior) fornecem proteção para uma caixa de subtensão. Isto significa que se os primeiros cilindros hidráulicos 12a começassem a se retrair, a tensão seria mantida dentro da coluna de trabalho 46 para garantir que a coluna de trabalho 46 não entre em compressão. Na retração total dos primeiros cilindros hidráulicos 12a, a tensão nominal ainda seria mantida dentro da coluna de trabalho 46.

[0180] Os segundos cilindros hidráulicos 12b das unidades durante operações normais são totalmente estendidos (como mostrado na Figura 2c) e fornecem proteção para uma condição de sobretensão da coluna de trabalho, porque a tensão na coluna de trabalho 46 será mantida em um nível seguro devido à segundos cilindros hidráulicos 12b que se estendem devido a, por exemplo, oscilação vertical.

[0181] Além disso, durante as operações normais da sonda de perfuração com a unidade de compensação de sonda primária 49 engatada (e totalmente operacional), a unidade de compensação 50 de acordo com a presente modalidade da invenção será mantida na condição estática (ou seja, nenhuma retração substancial dos cilindros hidráulicos 12) de modo que, por exemplo, os primeiros cilindros hidráulicos 12a estejam na condição totalmente estendida e os segundos cilindros hidráulicos 12b estejam na condição retraída. Isso pode ser observado com base na curva tensão versus curva de curso mostrada na Figura 9. Como pode ser apreciado na Figura 9, representando a etapa de carga 66, a etapa de carga é configurada para permitir variações de tensão dentro da coluna de trabalho 46, mas garantindo que a unidade de compensação 50, em operações normais, onde a unidade de compensação de sonda primária 50 esteja funcionando corretamente, não se estenda, de modo a permanecer na condição estática.

[0182] No caso de a unidade de compensação de sonda primária 49 falhar, a unidade de compensação 50 será ativada instantaneamente para compensar o movimento da sonda de perfuração; isto é importante ocorrer porque, no caso em que a unidade de compensação de sonda primária 49 falhar, a tensão na coluna de trabalho 46 começará a mudar devido à falta de compensação da unidade de compensação de sonda primária com falha 49; e, mudanças na tensão da coluna de trabalho 46 podem fraturar ou quebrar a coluna de trabalho 46.

[0183] No caso em que as forças tensionais ficam fora da etapa de carga 66, os primeiros cilindros hidráulicos 12a e/ou 12b começarão a se estender - estendendo ou contraindo - dependendo do movimento relativo da sonda.

[0184] A unidade de compensação 50 devido ao movimento de acionamento fornecerá compensação por um período de tempo suficiente para permitir que a equipe técnica da sonda fixe a unidade de compensação de sonda primária 49 ou solte a coluna de trabalho 46 do fundo do mar.

[0185] Com referência agora à Figura 9, que mostra a tensão versus curso de um par de articulação de elevador compensada que define a unidade de compensação 50; foi mencionado anteriormente que a articulação compensada do elevador pode atuar em uma segunda condição na qual o segundo cilindro hidráulico não está operacional (não podendo ser estendido) nessa condição a carga de tração excessiva aplicada às articulações compensadas do elevador 10 é representada pela linha pontilhada 62.

[0186] Além disso, a linha 60 mostra a tensão normal devido à oscilação vertical da sonda de perfuração se a unidade de compensação de reserva 50 for ativada. A linha pontilhada 62 mostra a tensão para sobrecarga extrema, principalmente devido a casos de carga acidental, como quando a falha da unidade de compensação de oscilação vertical ativa coincide com condições extremas de oscilação vertical fora do intervalo das condições operacionais normais da sonda de perfuração 36.

[0187] Com relação agora às Figuras 10 e 11.

[0188] As Figuras 10 e 11 mostram arranjos específicos de articulações de elevador 10 de acordo com modalidades alternativas da presente invenção.

[0189] Especificamente, as Figuras 10 e 11 mostram uma articulação de elevador compensada 10 compreendendo o primeiro cilindro hidráulico 12a e a haste 14.

[0190] Como mencionado anteriormente em relação à articulação de elevador compensada 10 mostrada na Figura 1, o alojamento do cilindro 13 do primeiro cilindro hidráulico 12a se encaixa de maneira deslizante na haste 14 permitindo que a articulação de elevador compensada 10 seja deslocada seletivamente entre uma condição estendida e uma condição retraída e a haste 14 compreende um pistão 30 que define dois espaços 22a e 22b dentro do alojamento 13. O espaço 22b definido em cada coroa circular 18 dos cilindros hidráulicos 12 é adaptado para receber um fluido hidráulico (como óleo) e o espaço 22a pode compreender um vácuo ou pode incluir um fluido compressível (como nitrogênio); no caso do espaço 22a incluir um fluido compressível, um amortecedor de baixa pressão de fluido compressível é definida dentro do espaço 22a. A haste 14 compreende a passagem 26 para contenção do fluido compressível (como nitrogênio) e do fluido hidráulico (como óleo).

[0191] Estes arranjos específicos de articulações de elevador 10 podem ser utilizados para as aplicações mencionadas anteriormente em conexão com a articulação de elevador compensada 10 mostrada na Figura 1; por exemplo, essas articulações de elevador específicas podem ser usadas como compensadores em linha para instalação entre a torre (40) e a coluna de trabalho (46).

[0192] Como foi descrito anteriormente em relação à articulação de compensador 10 mostrada nas Figuras 1 e 2, as articulações de elevador compensada 10 mostradas nas Figuras 10 e 11 podem ser configuradas de modo a atuar como compensadores de tensão, compensadores de compressão ou compensadores de tensão e compressão, dependendo da aplicação específica da articulação de compensador 10.

[0193] Em um arranjo, o cilindro hidráulico é pressurizado com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do cilindro hidráulico quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação de elevador compensada. Nesse arranjo, o cilindro hidráulico da articulação compensada do elevador está retraído devido a uma subtensão na coluna de trabalho à qual a articulação compensada do elevador está operacionalmente anexada.

[0194] Em um arranjo alternativo, o cilindro hidráulico é pressurizado com pressão pneumática suficiente para impedir que os segundos cilindros hidráulicos se estendam até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica que está sendo aplicada à articulação compensada do elevador. Nesse arranjo alternativo, o cilindro hidráulico da articulação compensada do elevador se estende devido a uma tensão excessiva na coluna de trabalho.

[0195] Modificações e variações que seriam aparentes para um versado na técnica são consideradas dentro do escopo da presente invenção.

[0196] Além disso, deve ser apreciado que o escopo da invenção não está limitado ao escopo das modalidades divulgadas.

[0197] A unidade de compensação 50 foi descrita como tendo um par de articulações de elevador compensadas 10; no entanto, de acordo com outras modalidades da invenção, a unidade de compensação 50 pode incorporar uma única articulação de elevador compensada 10 ou mais de duas articulações de elevador compensadas 10.

[0198] No arranjo específico, incluindo uma única articulação de elevador compensada 10, a unidade de compensação 50 pode ser usada como uma unidade de compensador em linha localizada entre o conjunto de guincho e a coluna de trabalho 46.

[0199] Além disso, a unidade de compensação 50 foi descrita para uso como uma unidade de compensação de reserva 50 que é ativada no caso em que a unidade de compensação de sonda primária 49 falhar; no entanto, a unidade de compensação de reserva 50, como descrita com referência a todas as modalidades aqui descritas, também pode ser usada como unidade de compensação de sonda primária 49.

[0200] Em todas as modalidades descritas, arranjos para o movimento de controle de temperatura, de amolecimento ou amortecimento da extremidade da haste de pistão (14) (em relação às superfícies de extremidade) dentro de um respectivo alojamento podem ser empregados. A inclusão de tais arranjos pode servir para reduzir, por exemplo, o desgaste do equipamento durante o uso, por redução de operações de desgaste (ou seja, impactos fortes da cabeça do pistão em sua superfície de extremidade correspondente). Por exemplo, esses arranjos podem incluir uma ou mais galerias de fluidos configuradas para controlar a direção e/ou taxa de fluido que flui através delas, de modo a variar a resistência hidráulica. O versado na técnica poderá apreciar que existem muitos arranjos para variar a resistência hidráulica em tais sistemas, a fim de alcançar um perfil de resposta desejado.

[0201] Em toda esta especificação, a menos que o contexto declare o contrário, a palavra "compreender" ou variações como "compreende" ou "compreendendo" serão entendidas como implicando a inclusão de um número inteiro declarado ou grupo de números inteiros, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

Claims (10)

1. Articulação de elevador (10) disposta para uso, a fim de fornecer uma resposta compensatória a uma carga aplicada a ela, caracterizada pelo fato de que a articulação de elevador (10) compreende: primeiro e segundo cilindros hidráulicos (12) configurados operáveis com uma haste de pistão (14) por meio dos respectivos fluidos não compressíveis, a haste de pistão (14) tendo uma câmara interna para acomodar um fluido compressível e pelo menos uma porção dos respectivos fluidos não compressíveis, os primeiro e segundo cilindros hidráulicos (12) dispostos em associação operável com a haste de pistão (14), de modo que os fluidos não compressíveis e compressíveis sejam cooperáveis entre si, de modo a permitir que a articulação de elevador (10) seja operável na direção e/ou a partir de uma condição estendida e uma condição retraída em resposta à carga, em que cada cilindro hidráulico (12) compreende um alojamento (13) e, em que as extremidades livres opostas da haste de pistão (14) são associadas de modo deslizante a um respectivo alojamento (13).

2. Articulação de elevador (10) compensada, caracterizada pelo fato de que compreende uma pluralidade de alojamentos de cilindro (13) e uma haste (14) tendo uma pluralidade de extremidades, cada extremidade compreendendo uma cabeça de pistão (20) adaptada para ser recebida de modo deslizante dentro de um dos alojamentos de cilindro (13) para definir o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos (12), cada cilindro hidráulico (12) tendo pelo menos uma coroa circular (18) para receber um fluido não compressível e a haste (14) compreendendo uma passagem (26) para receber um fluido compressível; em que cada cabeça de pistão (20) compreende pelo menos uma passagem para permitir o deslocamento seletivo do fluido não compressível entre a coroa circular (18) do alojamento de cilindro (13) e a passagem (26) dentro da haste (14) durante o deslocamento seletivo dos cilindros hidráulicos (12) entre uma condição retraída e uma condição estendida para uma compressão ou expansão do fluido compressível pelo fluido não compressível.

3. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a coroa circular (18) de cada cilindro hidráulico (12) é definida entre as paredes internas do alojamento de cilindro (13) e as paredes externas da haste (14).

4. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que cada cabeça de pistão (20) compreende uma pluralidade de caminhos de fluido (28) conectando fluidamente a coroa circular (18), do respectivo cilindro hidráulico (12), e a passagem (26) da haste (14).

5. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada caminho de fluido (28) compreende uma válvula (31) adaptada para controlar fluxo de fluido, controlando, pelo menos em parte, o fluxo de fluido não compressível da passagem (26) para a coroa circular (18) e permitindo o controle do recuo da articulação de elevador (10) compensada após a remoção das forças tensionais.

6. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo cilindros hidráulicos (12) são fluidamente conectados à passagem (26) da haste, de modo que a pressão aplicada ao fluido não compressível do primeiro e do segundo cilindro hidráulico (12) seja a mesma.

7. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizada pelo fato de que a haste (14) compreende uma placa de orifício (32) tendo um orifício (31) que permite a comunicação fluídica entre as seções da passagem (26) da haste (14).

8. Articulação de elevador (10) compensada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizada pelo fato de que um ou ambos os cilindros hidráulicos (12) compreendem meios de travamento para impedir a extensão dos cilindros hidráulicos (12).

9. Método para fornecer compensação de reserva para uma sonda de perfuração (36) montada em uma embarcação ou sonda semissubmersível, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma unidade de compensação de sonda primária (49) e uma torre (40) e uma coluna de trabalho (46) operativamente anexadas a um guincho principal anexado à torre (40) nos casos em que a unidade de compensação de sonda primária (49) falhar, o método compreendendo as etapas de: conectar uma ou mais articulações de elevador (10) dispostas, conforme definidas na reivindicação 1, ou articulações de elevador (10) compensadas dispostas, conforme definidas em qualquer uma das reivindicações 2 a 8 entre o guincho principal e a coluna de trabalho (46); pressurizar o primeiro cilindro hidráulico (12a) com uma pressão pneumática específica que resulta na retração do primeiro cilindro hidráulico (12a) quando uma pressão limite específica é atingida devido a uma força tensional específica sendo aplicada à, ou a cada articulação de elevador (10) ou à, ou a cada articulação de elevador (10) compensada; e pressurizar o segundo cilindro hidráulico (12b) com pressão pneumática suficiente para impedir que o segundo cilindro hidráulico (12b) se estenda até que uma pressão limite específica seja atingida devido a uma força tensional específica sendo aplicada à, ou a cada articulação de elevador (10) ou à, ou cada articulação de elevador (10) compensada.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a(s) articulação(ões) de elevador (10) ou articulação(ões) de elevador (10) compensada(s) é/são adaptada(s) para ativar após a unidade de compensação de sonda primária (49) falhar.