BR112019027138A2

BR112019027138A2 - ferramenta de instalação de suspensor de tubing

Info

Publication number: BR112019027138A2
Application number: BR112019027138-4A
Authority: BR
Inventors: Morten Aga
Original assignee: Equinor Energy As
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-06-30
Also published as: GB2554497A8; WO2019004842A1; NO20200081A1; US20200208486A1; GB2554497B; CA3068549A1; AU2018293336A1; CN110892132A; AU2018293336B2; US11105172B2; GB2554497B8; GB2554497A; GB201710405D0

Abstract

Trata-se de um sistema para controlar hidraulicamente um dispositivo submarino, o sistema compreendendo um compensador fornecido dentro de uma cavidade de um sistema de poço, uma conexão hidráulica entre o compensador e o dispositivo submarino, um regulador de pressão disposto para regular a pressão hidráulica fornecida ao dispositivo submarino e uma ferramenta de ventilação para liberar a pressão no dispositivo submarino.

Description

“FERRAMENTA DE INSTALAÇÃO DE SUSPENSOR DE TUBING”

[0001] A invenção refere-se a um método de intervenção de poço submarino e, em particular, à instalação de uma ferramenta de suspensor de tubing e à operação de uma ferramenta de instalação de suspensor de tubing.

[0002] O controle de ferramentas submarinas em uma cabeça de poço é desafiador devido à distância para uma embarcação ou plataforma na superfície do mar. Um umbilical pode ser usado para transportar potência e sinais de controle da superfície do mar para a cabeça de poço. Um exemplo de uma ferramenta submarina é uma ferramenta de assentamento de suspensor de tubing. Um suspensor de tubing é um suporte para um tubing de produção ou revestimento e é fornecido em uma árvore de Natal, em um tambor de enrolamento de tubing dedicado ou em uma cabeça de poço. O suspensor de tubing também pode ter aberturas para linhas de controle hidráulicas ou eletrônicas, ou linhas de injeção químicas. O suspensor de tubing também pode fornecer uma vedação para o anular e áreas de produção abaixo do suspensor. Uma ferramenta de assentamento de suspensor de tubing é usada para instalar o suspensor de tubing e é operada por meio de potência hidráulica. A potência hidráulica é tradicionalmente incluída em um umbilical que se estende de uma embarcação ou plataforma na superfície do mar até a ferramenta de assentamento de suspensor de tubing.

[0003] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para controlar hidraulicamente um dispositivo submarino, o sistema compreendendo um compensador fornecido dentro de uma cavidade de um sistema de poço, uma conexão hidráulica entre o compensador e o dispositivo submarino, um regulador de pressão disposto para regular a pressão hidráulica fornecida ao dispositivo submarino e uma ferramenta de ventilação para liberar pressão no dispositivo submarino.

[0004] O sistema pode compreender, adicionalmente, um segundo regulador de pressão para controlar a pressão na cavidade e, de modo opcional, o regulador de pressão pode ser fornecido abaixo de uma linha de choke. A cavidade pode ser fornecida dentro de um conjunto (do inglês, blow-out) de preventores ou dentro de um anular acima do conjunto de preventores ou dentro de um anular acima de um suspensor de tubing. A cavidade pode ser fornecida abaixo de uma válvula anular superior.

[0005] O compensador pode ser um balão de ar ou um pistão. O dispositivo submarino é uma ferramenta de assentamento de suspensor de tubing ou um suspensor de tubing. Alternativamente, o dispositivo submarino pode ser uma ferramenta de limpeza de cabeça de poço.

[0006] O sistema pode compreender, adicionalmente, um fluxímetro para determinar a quantidade de fluido que passou em direção ao dispositivo submarino.

[0007] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido método para controlar hidraulicamente um dispositivo submarino, o método compreendendo fornecer um compensador dentro de uma cavidade de um sistema de poço, fornecer uma conexão hidráulica entre o compensador e o dispositivo submarino, controlar a pressão dentro da cavidade e regular pressão hidráulica do compensador para o dispositivo submarino.

[0008] A cavidade pode ser fornecida dentro de um conjunto de preventores. Controlar a pressão dentro da cavidade pode compreender fechar uma válvula. Regular pressão hidráulica do compensador para o dispositivo submarino pode compreender controlar a pressão para uma pluralidade de saídas em direção ao dispositivo submarino e cada uma dentre a pluralidade de saídas pode controlar uma função do dispositivo submarino. O método pode compreender, adicionalmente, medir a quantidade de fluido que flui em direção ao dispositivo submarino.

[0009] Algumas modalidades da invenção serão descritas, a seguir, a título de exemplo apenas e com referência aos desenhos anexos, em que:

[0010] A Figura 1 ilustra um sistema de cabeça de poço que inclui um sistema de controle hidráulico;

[0011] A Figura 2 ilustra o sistema de controle hidráulico;

[0012] A Figura 3 ilustra o sistema de controle hidráulico mais detalhadamente; e

[0013] A Figura 4 é um diagrama de fluxo de um método.

[0014] Os inventores constataram uma necessidade de um suprimento local de potência hidráulica na cabeça de poço, em particular, para a aplicação de uma ferramenta de assentamento de suspensor de tubing. Uma cavidade no sistema de cabeça de poço pode ser usada para aumento de pressão. Por exemplo, uma cavidade em um conjunto de preventores ou árvore de Natal, ou um anular em um tubo ou acessório acima da cabeça de poço pode ser isolado de suas respectivas saídas de modo que pressão aumente como resultado de fluidos que entram na cavidade sem conseguir sair da cavidade. Um compensador é fornecido dentro da cavidade e conectado a uma linha hidráulica de modo que o diferencial de pressão entre a cavidade e o fluido hidráulico dentro do compensador e linha hidráulica seja fixo, e o diferencial de pressão está próximo a zero ou zero, em um exemplo específico. Exemplos de compensadores são um balão de ar produzido a partir de um material flexível apropriado ou um pistão.

[0015] As linhas hidráulicas pressurizadas são conectadas a um regulador antes de serem acopladas à ferramenta para impulsionar a operação da ferramenta. O sistema de controle hidráulico para impulsionar a operação da ferramenta inclui, adicionalmente, uma ferramenta de ventilação para liberar a pressão hidráulica na ferramenta. A ferramenta de ventilação é fornecida em uma área com pressão menor do que a pressão hidráulica do sistema de modo que pressão possa ser liberada, por exemplo, uma área acima do anular do conjunto de preventores.

[0016] Adicionalmente, um fluxímetro pode ser fornecido antes da ferramenta de assentamento. O fluxímetro indicará a quantidade de fluido que passou pela linha hidráulica em direção à ferramenta de assentamento e, a partir desses dados, um operador ou um sistema de controle pode determinar a distância que uma parte móvel da ferramenta de assentamento percorreu como resultado do fluxo hidráulico.

[0017] O uso de uma cavidade de conjunto de preventores (BOP) para fornecer fluido pressurizado em vez de uma unidade de pressão hidráulica (HPU) em uma sonda na superfície do mar, em conjunto com um umbilical, reduz complexidade e custos. Em vez de levar pressão hidráulica da superfície para baixo para a cabeça de poço, o presente sistema se baseia no uso do BOP para criar a pressão. Além disso, a profundidade de água não terá impacto direto no modo que o sistema funciona, visto que a pressão hidráulica é determinada apenas pela pressão de cavidade de BOP.

[0018] A comunicação com o sistema de pressão hidráulica pode ocorrer através do BOP ou por meio de um cabo de comunicação a partir de um piso de perfuração.

[0019] Uma modalidade particular é ilustrada na Figura 1. Um BOP 11 é ilustrado o qual inclui diversos elementos de vedação padrão: uma gaveta de cisalhamento cega (BSR), uma gaveta de cisalhamento de revestimento (CSR), uma gaveta de tubo superior (UPR), gaveta de tubo intermediária (MPR) e gaveta de tubo inferior (LPR). São ilustradas, de modo adicional, uma linha de choke (12) e uma linha de kill (13).

[0020] Um balão de ar 13 é fornecido dentro de uma cavidade e o balão de ar atua como um compensador para acionar a ferramenta de assentamento. O balão de ar é fornecido na cavidade entre o MPR e o anular, mas outras cavidades também podem ser usadas.

[0021] O sistema de pressão hidráulica é ilustrado na Figura 2 em que o restante do BOP é omitido por questão e clareza. Balões de ar 21 são ilustrados que são iguais aos balões de ar 13 na Figura 1. Os balões de ar são conectados a uma unidade de controle 23 por meio de linhas hidráulicas 22. A unidade de controle 23 tem diversas saídas hidráulicas 24 para a ferramenta de assentamento para controlar diferentes funções da ferramenta de assentamento. Quando intervenção é necessária, um veículo operado remotamente (ROV) pode ser usado, de maneira opcional, para acessar o dispositivo por meio de conexões adequadas. Em vez de um ROV ou de modo adicional a um ROV, entretanto, também é possível usar um cabo de comunicação a partir da superfície em direção à unidade de controle. O cabo de comunicação pode se estender através de uma parte delgada do anular superior. Uma linha de liberação hidráulica 25 se estende de modo ascendente em direção a uma ferramenta de ventilação 26. Neste exemplo, a ferramenta de ventilação é fornecida acima do anular do BOP.

[0022] A Figura 3 ilustra mais detalhes da unidade de controle do dispositivo de controle hidráulico. Um balão de ar 21 e linha de liberação hidráulica 25 são fornecidos conforme na Figura 2. O controlador 23 é usado para distribuir e controlar as saídas de pressão hidráulica em direção à ferramenta de assentamento. As vazões são controladas por válvulas de controle hidráulica 30. As vazões da modalidade ilustrada são conectadas às funções de ferramenta de assentamento da seguinte forma: fecho de ferramenta de assentamento (31), destrava de ferramenta de assentamento (32), destrava de suspensor de tubing (33), trava de suspensor de tubing (34) e verificação de suspensor de tubing (35). De modo adicional, um controlador lógico programável (PLC) e/ou uma bateria (36) são fornecidos. Fluxímetros 37 são fornecidos os quais podem ser usados para determinar a distância percorrida de componentes de suspensor de tubing ou ferramentas de assentamento de suspensor de tubing. Os sinais podem ser fornecidos da superfície para a unidade de controle por meio de um cabo de controle, ou, alternativamente, um ROV pode ser usado para instruir a unidade de controle.

[0023] A vazão hidráulica do sistema de pressão hidráulica, ilustrado nas Figuras 1 a 3, pode ser usada por qualquer dispositivo relevante que opere com base em pressão hidráulica. Outros exemplos são conforme a seguir. Uma ferramenta de limpeza de cabeça de poço hidráulica que pode ser usada para limpar a superfície de vedação de cabeça de poço. As ferramentas de ativação hidráulicas para o BOP em si podem se basear nesse sistema de pressão hidráulica, mas deve-se observar que, na configuração da Figura 1, a pressão na cavidade ilustrada cairá se uma das gavetas de cisalhamento estiver ativada.

[0024] Um método é ilustrado na Figura 4, que compreende as etapas de: fornecer um compensador em uma cavidade (S1), fornecer uma conexão hidráulica entre o compensador e um dispositivo submarino (S2), controlar a pressão na cavidade (S3) e regular a pressão hidráulica para o dispositivo submarino (S4).

[0025] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de modalidades preferenciais, conforme estabelecido acima, deve-se entender que essas modalidades são ilustrativas apenas e que as reivindicações não são limitadas a essas modalidades. Aqueles versados na técnica poderão realizar modificações e alternativas, tendo em vista a revelação, que são contempladas como estando dentro do escopo das reivindicações anexas. Cada recurso revelado ou ilustrado no presente relatório descritivo pode ser incorporado na invenção, tanto sozinho ou em qualquer combinação apropriada com qualquer outro recurso revelado ou ilustrado neste documento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para controlar hidraulicamente um dispositivo submarino, o sistema caracterizado por compreender: um compensador fornecido dentro de uma cavidade de um sistema de poço, uma conexão hidráulica entre o compensador e o dispositivo submarino, um regulador de pressão disposto para regular a pressão hidráulica fornecida ao dispositivo submarino, uma ferramenta de ventilação para liberar pressão no dispositivo submarino.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, adicionalmente, um segundo regulador de pressão para controlar a pressão na cavidade.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a cavidade ser fornecida dentro de um conjunto de preventores.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a cavidade ser fornecida dentro de um anular acima do conjunto de preventores.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o segundo regulador de pressão ser fornecido abaixo de uma linha de choke.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o compensador ser um balão de ar ou um pistão.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo submarino ser uma ferramenta de assentamento de suspensor de tubing ou um suspensor de tubing.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender, adicionalmente, um fluxímetro para determinar a quantidade de fluido que passou para o dispositivo submarino.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo submarino ser uma ferramenta de limpeza de cabeça de poço.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a cavidade ser um anular acima de um suspensor de tubing.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a cavidade ser fornecida abaixo de uma válvula anular superior.

12. Método para controlar hidraulicamente um dispositivo submarino, o método caracterizado por compreender: fornecer um compensador dentro de uma cavidade de um sistema de poço, fornecer uma conexão hidráulica entre o compensador e o dispositivo submarino, controlar a pressão dentro da cavidade, regular pressão hidráulica do compensador para o dispositivo submarino.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a cavidade ser fornecida dentro de um conjunto de preventores.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por o controle da pressão dentro da cavidade compreender fechar uma válvula.

15. Método, de acordo com as reivindicações 12 a 14, caracterizado por a regulação de pressão hidráulica do compensador para o dispositivo submarino compreender controlar a pressão para uma pluralidade de saídas em direção ao dispositivo submarino e por cada uma dentre a pluralidade de saídas controlar uma função do dispositivo submarino.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por compreender, adicionalmente, medir a quantidade de fluido que flui para o dispositivo submarino.