BR112020008173A2

BR112020008173A2 - sistema de cabeça de poço submarino com operação flexível

Info

Publication number: BR112020008173A2
Application number: BR112020008173-6A
Authority: BR
Inventors: Rivlin Haran
Original assignee: Easytree As; Rivlin Haran
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US11118418B2; WO2019083371A1; US20200248522A1; BR112020008173B1

Abstract

  Este resumo descreve especificamente a configuração abrangida pela reivindicação 4. Para este resumo, use a ilustração do arranjo geral da invenção: Figura 2: Empilhamento de Árvore de Natal em Bloco De TH Integrado à Cabeça de Poço Esta montagem flexível de cabeça de poço submarina é um sistema para exploração de petróleo, cujas partes principais são flange da cabeça de poço (45), bloco de suspensor de tubulação (bloco de TH) (1), bloco de fluxo (9), árvore de Natal (XT) (17), suspensor de tubulação (TH) (4) e extensão de suspensor de tubulação (27). A vantagem do sistema é que o sistema permite a recuperação e instalação da XT (17) ou do TH (4) independentemente entre si. Isso é obtido por meio do rompimento da conexão direta entre a XT e o TH, e, ao invés disso, da condução do fluxo de produção através de uma solução de desvio. O desvio começa com o bloco de fluxo (9) que é integrado ao bloco de TH (1). O bloco de fluxo passa fora do TH e da XT, e efetua ligação entre os mesmos com auxílio de um cubo de conexão de fluxo (14), conector de fluxo (39) e alças de fluxo (15, 16). Ao romper a conexão direta entre o TH e a XT, é possível 2/2 instalar e recuperá-las independentemente entre si. Essa flexibilidade operacional leva a uma economia significativa em despesas operacionais (OPEX). Ao longo da vida útil do poço, estima-se que a economia ? em comparação com as XTs verticais da técnica anterior ? seja de pelo menos US$ 10 milhões. Em comparação com as XTs horizontais da técnica anterior, a economia é muito maior. Ademais: em uma configuração em que o bloco de TH (1) é integrado ao flange da cabeça de poço (45) e forma com ele um único bloco, o sistema de cabeça de poço flexível requer apenas uma manobra do BOP para instalar e completar o poço, de modo a permitir uma economia operacional adicional (em comparação com a XT horizontal), a qual é estimada em pelo menos um milhão de dólares estadunidenses.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SISTEMA DE CABEÇA DE POÇO SUBMARINO COM OPERAÇÃO FLEXÍVEL”

ÁREA DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a sistemas de cabeça de poço submarinos. Especificamente, os itens em questão são: cabeça de poço, bloco de suspensor de tubulação, suspensor de tubulação e árvore de Natal.

[002] OBSERVAÇÃO: esta invenção aplica-se tanto a poços de produção quanto a poços de injeção de água. Sempre que o termo ‘produção’ é usado, ele se aplica também a ‘injeção de água’.

GLOSSÁRIO Termo Explicação AMV Válvula mestra do espaço anular APV Válvula primária de espaço anular BOP Preventor de blowout El. Eletrônico HP Penetrador híbrido Hid. Hidráulico MVB Bloco de válvula mestra PMV Válvula mestra de produção PPV Válvula primária de produção TH Suspensor de tubulação Bloco de TH Bloco de suspensor de tubulação

Extensão de TH Extensão de suspensor de tubulação XT Árvore de Natal submarina

ANTECEDENTES

[003] Durante a vida útil de sistemas de cabeça de poço submarinos, tanto a árvore de Natal (XT) quanto a tubulação com suspensor de tubulação (TH) têm que ser recuperados para manutenção ou intervenção de poço. Com a tecnologia atual, é necessário recuperar a XT a fim de puxar a tubulação (em XTs verticais), ou puxar a tubulação a fim de recuperar a XT (em XTs horizontais).

[004] Essa falta de flexibilidade operacional se traduz em grandes despesas: Recuperar a XT apenas a fim de puxar o TH constitui um custo significativo. Recuperar o TH apenas a fim de poder recuperar a XT constitui um custo ainda maior. Além disso, essas operações adicionais apresentam riscos ambientais e de segurança, como em qualquer operação submarina.

ESTADO DA TÉCNICA Poços de Petróleo Submarinos

[005] Todos os poços submarinos para óleo e gás compreendem os seguintes três itens: cabeça de poço, suspensor de tubulação (TH) e árvore de Natal (XT). Muitos componentes adicionais complementam o poço submarino, mas não são abrangidos por esta patente e, portanto, não são tratados aqui.

[006] A cabeça de poço é sempre instalada antes do TH e da XT. O flange da cabeça de poço se conecta a um conjunto de revestimentos que são inseridos no solo e suspendidos na parte superior do flange. Esses revestimentos não são abrangidos por esta patente e, portanto, não são abordados.

[007] A parte superior da cabeça de poço apresenta um cubo de conexão que interage com a XT. Nos poços mais modernos, o perfil externo do cubo de conexão no topo da cabeça de poço é idêntico, não importa quem os produz e quem os opera. O perfil e a dimensão desse cubo de conexão são um padrão da indústria internacional.

[008] O perfil interno da parte superior da cabeça de poço pode ser um simples orifício redondo, com um diâmetro interno de 476 mm (18 ¾ polegadas), ou pode ser dimensionado de modo a alojar e interagir com o TH, nos casos em que o TH é instalado dentro da cabeça de poço. Isso será descrito em mais detalhes abaixo.

TIPOS DE ÁRVORES DE NATAL

[009] Há vários tipos de XTs na indústria submarina, mas a maior parte dos diferentes tipos pode ser agrupada dentro de duas categorias principais XT horizontal e XT vertical. A principal diferença operacional entre as duas categorias é essa: a árvore horizontal é instalada no fundo do mar antes de instalar os tubos da tubulação e o TH, enquanto a árvore vertical é instalada no fundo do mar após os tubos da tubulação e o TH terem sido instalados.

[010] O motivo para os nomes – horizontal ou vertical – é o seguinte: na XT horizontal, o fluxo de óleo através da válvula mestra de produção está no plano horizontal, enquanto na XT vertical, o fluxo de óleo através da válvula mestra de produção está no plano vertical.

[011] No entanto, os nomes dizem muito pouco sobre as diferenças reais entre as XTs horizontais e verticais. É a ordem de instalação e recuperação que constitui a diferença operacional mais importante.

PREVENTOR DE BLOWOUT

[012] O preventor de blowout (BOP) é um item central na operação submarina. A função do BOP é proteger o poço contra o derramamento descontrolado de óleo durante a instalação e manutenção dos componentes submarinos. O BOP pode ser instalado no topo da cabeça de poço, ou no topo da XT. O BOP constitui um custo significativo, uma vez que é operado de navios dispendiosos e apenas descê-lo abaixo do mar pode levar 24 horas, antes que o mesmo esteja em estado operacional.

SEQUÊNCIA DE INSTALAÇÃO E RECUPERAÇÃO

[013] É aqui que as diferenças entre as XTs horizontais e verticais importa. Para começar com a instalação: uma XT horizontal requer duas manobras do BOP. A primeira vez é para perfurar e descer os revestimentos do poço; a segunda vez é para perfurar e descer a tubulação. O motivo para isso é que o TH é instalado dentro da XT horizontal, após a XT ter sido instalada na cabeça de poço.

Portanto, o BOP portanto deve ser recuperado da cabeça de poço – para permitir a instalação da XT horizontal – e então instalado novamente, dessa vez no topo da XT.

[014] O TH com tubulação da XT vertical é instalado diretamente dentro da cabeça de poço, antes que a XT vertical seja instalada no fundo do mar. Portanto, o BOP deve ser descido abaixo do mar apenas uma vez, durante a qual tanto os revestimentos quanto a tubulação são perfurados e instalados.

[015] Durante a vida útil do poço, a escolha do tipo de XT – horizontal ou vertical – afetará o custo de operação e manutenção. Recuperar uma árvore vertical para manutenção é muito mais econômico, uma vez que não é necessário puxar primeiro a tubulação. Mas, caso se deseje acessar o poço e puxar a tubulação, será necessário recuperar primeiro a XT e, naturalmente, isso é um custo extra.

[016] Com a XT horizontal, ocorre o contrário: não é necessário recuperar a árvore a fim de puxar a tubulação; mas, caso se deseje recuperar a XT para manutenção, é necessário puxar primeiro a tubulação. Uma estimativa recente coloca o custo dessa operação adicional na faixa de 40 milhões de dólares.

PROJETO DAS ÁRVORES DE NATAL

[017] Além das diferenças operacionais supracitadas entre as XTs horizontais e verticais, há diferenças significativas em seu projeto e, consequentemente, na maneira por meio da qual elas interagem com seus respectivos suspensores de tubulação (TH). Os suspensores de tubulação horizontais e verticais são bastante diferentes.

[018] O TH da XT vertical fica dentro da cabeça de poço e seus dois orifícios verticais – um para produção e um para espaço anular – interagem com a XT, que fica no topo da cabeça de poço acima do mesmo, por dois stingers verticais. Os orifícios de espaço anular e produção vertical dentro do bloco de válvula mestra (MVB) da XT vertical – também conhecido como ‘carretel’ – apresenta válvulas que controlam o fluxo através desses orifícios.

[019] O TH da XT horizontal fica dentro do MVB da XT horizontal, e interage com orifícios horizontais no MVB da XT horizontal. Os orifícios de espaço anular e produção horizontal no MVB da XT horizontal apresentam válvulas que controlam o fluxo através desses orifícios.

INTERFACE COM AS LINHAS HIDRÁULICAS E ELETRÔNICAS DO POÇO

[020] Outra diferença importante entre THs horizontais e verticais é a forma como eles interagem com as linhas hidráulicas e eletrônicas que vêm da XT e descem através do TH e da tubulação para o buraco do poço.

[021] Na XT horizontal, um penetrador hidráulico e eletrônico – também conhecido como ‘penetrador híbrido’ – é montado na parede do MVB e acessa o TH através de um conjunto de acopladores macho-fêmea correspondentes. Os acopladores apenas podem encaixar após o TH ter sido instalado dentro do MVB da XT. O encaixe é realizado por um veículo operado remotamente, que golpeia os acopladores móveis do penetrador híbrido nos acopladores do TH. De modo inverso, os acopladores do penetrador híbrido são recolhidos do TH antes de puxar o TH e a tubulação da XT.

[022] Na XT vertical, não há penetrador híbrido. As linhas hidráulicas e eletrônicas são conduzidas através da MVB da XT, e terminam com acopladores no fundo da XT. Quando a XT atinge a cabeça de poço (e, dessa forma, também no topo do TH), os acopladores no fundo da XT encaixam seus acopladores correspondentes no topo do TH.

TAMPÕES DE CABO DE AÇO

[023] Tampões de cabo de aço são barreiras que bloqueiam os orifícios no TH, principalmente durante a instalação e manutenção. Esses tampões são instalados nos orifícios do TH, tanto na XT horizontal quanto na vertical. Os tampões de cabo de aço constituem barreiras dentro dos orifícios do TH e impedem a passagem de óleo para o meio ambiente.

[024] Os tampões de cabos de aço no TH vertical são removidos durante a operação normal da XT vertical. Na XT horizontal, o tampão de cabo de aço permanece na extremidade superior do orifício de produção do TH horizontal durante a operação normal da XT horizontal.

[025] Tanto nas XTs horizontais quanto nas verticais, operações de manutenção limitadas dos tubos da tubulação são possíveis através dos orifícios de produção dos THs. Para permitir isso, os tampões de cabo de aço devem ser removidos.

CUBO DE REENTRADA DA ÁRVORE DE NATAL

[026] XTs horizontais apresentam um cubo em seu topo (também conhecido como cubo de reentrada), com um perfil externo que é idêntico ao perfil do cubo de conexão da cabeça de poço. Isso permite que o BOP e outros equipamentos de recondicionamento assente e trave na XT, a fim de descer ou puxar a tubulação, ou para qualquer outra intervenção no poço.

[027] XTs verticais podem ter cubos diferentes em seus topos, visto não haver cenário que necessite de assentar o BOP no topo de uma XT vertical. Isso permite que o MVB da XT vertical tenha um perfil mais delgado, reduzindo assim o peso e o custo.

[028] No cubo da XT vertical há uma tampa de pressão durante a operação normal. Isso tem por fim proteger contra vazamento de óleo, uma vez que os orifícios verticais no MVB interagem com o poço e alcançam até o topo do MVB.

[029] No cubo da XT horizontal, deve haver uma tampa de detritos; mas nem sempre essa tampa também é uma tampa de pressão, uma vez que a pressão pode ser contida no TH por meio dos tampões de cabo de aço.

RECURSOS RESTANTES DA ÁRVORE DE NATAL

[030] Todos os demais recursos das XTs horizontais e verticais são similares, e não são afetados por esta patente.

Portanto, não os mencionamos aqui.

DESVANTAGENS DA TECNOLOGIA EXISTENTE

[031] A desvantagem mais notável das XTs verticais e horizontais é a falta de operacional flexibilidade, ou seja, é necessário ou recuperar a XT a fim de puxar a tubulação (em XTs verticais), ou puxar a tubulação a fim de recuperar a XT (em XTs horizontais). Recuperar a XT apenas a fim de acessar o TH constitui um custo significativo. Recuperar o TH apenas a fim de poder recuperar a XT constitui um custo ainda maior.

Além disso, essas operações adicionais apresentam riscos ambientais e de segurança, como em qualquer operação submarina.

[032] Consequentemente, sociedades de óleo podem postergar operações de manutenção, o que resulta na diminuição da produção e na perda de receita.

[033] Ademais, planejar o campo e decidir qual XT usar – horizontal ou vertical – se torna muito mais complicado e caro. De fato, prever como a reserva se comportará durante os 25 anos esperados (tempo médio de vida) de produção e qual componente terá que ser recuperado mais frequentemente durante a vida útil do poço é parcialmente uma aposta. Naturalmente,

uma decisão errada resulta em um enorme custo para o operador, na forma de operações adicionais de recuperação a partir de sondas muito caras.

ANÁLISE DE VÁRIOS EXEMPLOS DE SOLUÇÕES DA TÉCNICA ANTERIOR

[034] As seguintes patentes representam soluções típicas de árvore de Natal: US 20040188083 A1

[035] Descrição copiada de https://google.com/patents/US20040188083?cl=no

[036] Um sistema de completação de fluxo para controlar o fluxo de fluido de um orifício de poço compreende um carretel de tubulação que inclui um orifício central que se estende axialmente através do mesmo e uma saída de produção que se comunica com o orifício central. Um suspensor de tubulação é sustentado no orifício central e inclui um orifício de produção que se estende axialmente através do mesmo e uma passagem de produção que se comunica entre o orifício de produção e a saída de produção. Um primeiro membro de fechamento é posicionado no orifício de produção acima da passagem de produção, e uma primeira vedação de metal é posicionada concentricamente entre o suspensor de tubulação e o orifício central acima da passagem de produção. Ademais, um segundo membro de fechamento é posicionado no orifício de produção acima do primeiro membro de fechamento, e uma segunda vedação de metal é posicionada concentricamente entre o suspensor de tubulação e o orifício central acima da primeira vedação. Dessa forma, o primeiro membro de fechamento e a primeira vedação compreendem uma primeira barreira de contenção de pressão entre o orifício de poço e um meio ambiente circundante, e o segundo membro de fechamento e a segunda vedação compreende uma segunda barreira de contenção de pressão entre o orifício de poço e o meio ambiente.

US 6076605 A

[037] Descrição copiada de https://www.google.com/patents/US6076605

[038] Uma montagem de cabeça de poço submarina tem um alojamento tubular que tem uma parede lateral, um orifício axial, e uma passagem lateral de alojamento que se estende a partir do orifício através da parede lateral. Uma camisa de bloqueio se encaixa ao redor do alojamento para bloquear a passagem lateral de alojamento enquanto se perfura através do alojamento. Um suspensor de tubulação é fixado a uma coluna de tubulação e assentado no alojamento. O suspensor de tubulação tem uma passagem vertical que se comunica com a tubulação e uma passagem de lateral tubulação que se estende da passagem vertical e registra com a passagem lateral de alojamento. Uma porta de espaço anular inferior está na parede lateral do alojamento abaixo da vedação inferior e leva a um espaço anular de tubulação. Uma porta de espaço anular superior está na parede lateral do alojamento acima da vedação superior e leva ao orifício do alojamento. Um bloco de árvore que tem uma abertura central para receber o alojamento é descido sobre o alojamento após a remoção da camisa de bloqueio. O bloco de árvore tem uma passagem de produção de árvore que registra com a passagem lateral de alojamento para direcionar o fluxo de fluido de produção do poço. Uma válvula de produção é montada no bloco de árvore para abrir e fechar a passagem de produção de árvore. Uma passagem de desvio no bloco de árvore conecta as portas de espaço anular superior e inferior para comunicar o orifício acima do suspensor de tubulação ao espaço anular de tubulação.

SOLUÇÕES QUE TENTAM OBTER FLEXIBILIDADE OPERACIONAL

[039] Conhecemos as seguintes patentes que oferecem recuperação independente da XT ou do TH: US 20140048278 A1

[040] Descrição copiada de http://www.google.com/patents/US20140048278

[041] Montagem de poço submarino que tem uma Árvore de Natal e cabeça de poço. A partir de um suspensor de tubulação, uma tubulação se estende para o poço. Uma parte de uma passagem de fluxo de produção se estende verticalmente a partir do suspensor de tubulação em um orifício vertical da Árvore de Natal. Uma válvula mestra de produção do tipo fail close é disposta na passagem de fluxo de produção. O suspensor de tubulação é disposto abaixo da Árvore de Natal, tal como na cabeça de poço. A Árvore de Natal exibe uma ramificação que se desvia do orifício vertical, sendo que essa ramificação constitui parte da passagem de fluxo de produção. A válvula mestra de produção tipo fail close é disposta na ramificação.

EP 0611874 B1

[042] Descrição copiada de http://www.google.com/patents/US20140048278

[043] (Esse link é para outra patente, que contém em sua descrição uma descrição de EP 0611874 B1.)

[044] Uma montagem de cabeça de poço submarina adaptada de modo que o operador possa remover a tubulação sem remover a Árvore de Natal, e remover a Árvore de Natal sem remover a tubulação. A tubulação é suspensa em um suspensor de tubulação inferior disposto no alojamento da cabeça de poço. A tubulação pode ser removida através da árvore e de um preventor de blowout (BOP). Ao remover a árvore, um tampão é colocado no suspensor de tubulação inferior dentro do alojamento da cabeça de poço. Durante a produção, o fluxo de produção é guiado do suspensor de tubulação inferior até um suspensor de tubulação superior que exibe uma porta lateral que registra com uma porta de saída na árvore. O suspensor de tubulação superior (denominado um suspensor de tubulação falso) e uma tampa de árvore instalada na árvore constituem duas barreiras.

US 20070246220 A1

[045] Descrição copiada de http://www.google.com/patents/US20070246220

[046] Uma montagem de cabeça de poço submarina tem um suspensor de tubulação assentado em um alojamento da cabeça de poço. Um carretel assenta no alojamento da cabeça de poço e tem um orifício com uma saída de fluxo de produção que se estende lateralmente. Uma tampa de árvore que tem uma passagem de fluxo que se estende axialmente e uma saída de fluxo de produção que se estende lateralmente assenta no orifício do carretel. Vedações superior e inferior na tampa de árvore vedam entre a tampa de árvore e o orifício do carretel acima e abaixo da saída de fluxo de produção do carretel. Um tubo de isolamento em uma extremidade inferior da tampa de árvore faz contato de modo vedante com a passagem de fluxo de produção do suspensor de tubulação. A tampa de árvore pode ser descida com o carretel como uma montagem e recuperada do carretel para operações de recondicionamento.

US 8794334 B2

[047] Descrição copiada de http://www.google.co.ve/patents/US8794334

[048] Um sistema, em certas modalidades, inclui uma árvore submarina e um carretel de tubulação que inclui um orifício longitudinal configurado para receber um suspensor de tubulação. O carretel de tubulação também inclui uma passagem de fluxo lateral que se estende a partir do orifício longitudinal e é configurado para transferir produto para a árvore submarina. A árvore submarina inclui múltiplas válvulas acopladas cada uma a uma estrutura posicionada radialmente para fora do carretel de tubulação de modo que a árvore submarina não bloqueie o acesso de uma conexão de intervenção submarina ou preventor de blowout (BOP) ao orifício longitudinal.

DESVANTAGENS RESTANTES DAS SOLUÇÕES FLEXÍVEIS

[049] Algumas das soluções que oferecem recuperação independente da XT e do TH têm o TH instalado em um carretel, que é instalado no topo da cabeça de poço antes de instalar o TH nesse carretel. Esse processo requer duas manobras do BOP para completar o poço. Isso se dá em oposição à tendência recente na indústria de petróleo submarino, que prioriza XTs verticais que querem apenas uma manobra de BOP para completar o poço. Esse custo de BOP adicional reduz a vantagem da flexibilidade operacional.

[050] Um XT que oferecerá uma flexibilidade operacional sem sacrificar o princípio de ‘única manobra de BOP’ será muito mais atraente para as sociedades de óleo.

[051] As soluções supracitadas, que oferecem recuperação independente da XT e do TH, requerem pesquisa e desenvolvimento dispendiosos - e aprovação para seus novos componentes, de modo a atender aos rigorosos requisitos da indústria.

[052] Um XT que oferecerá flexibilidade operacional enquanto usa componentes comprovados existentes aumentará sua chance de passar da mesa de projetos para a realidade.

ESTA INVENÇÃO: SISTEMA DE CABEÇA DE POÇO SUBMARINO COM

OPERAÇÃO FLEXÍVEL O Princípio Inovador da Invenção

[053] O sistema de cabeça de poço flexível inventado se baseia em projetos de XT, cabeça de poço e TH existentes, mas aplica modificações que eliminam a dependência linear vertical entre a XT e o TH. Isso se consegue rompendo a conexão direta entre o TH e a XT e, ao invés de conduzir o fluxo de produção através de um bloco de fluxo de desvio que passa fora do TH e da XT e faz ligação entre eles. Ao romper a conexão direta entre o TH e a XT, é possível instalar e recuperá-las independentemente entre si.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[054] As descrições abaixo referem-se às reivindicações 1 a 4. As reivindicações 5 a 8 abrangem configurações adicionais.

[055] O sistema de cabeça de poço flexível permite a recuperação e repassagem da XT submarina ou do TH de forma independente entre si, constituindo assim uma economia significativa nas despesas de operação (OPEX).

[056] Ao longo da vida útil de um poço submarino, estima-se que a economia em OPEX seja de pelo menos $10 milhões.

[057] A inovação é obtida através do conceito modular, que dispõe componentes existentes minimamente modificados de nova forma, requerendo assim pouca modificação e aprovação de componentes.

[058] A flexibilidade operacional é obtida rompendo-se a dependência linear vertical entre a XT e o TH, que, em sistemas de XT convencionais, os trava em uma ordem rígida um sobre o outro.

[059] O componente chave da invenção é um bloco de suspensor de tubulação, que aloja o TH. Um bloco de fluxo é integrado ao bloco do TH e, juntos, eles facilitam a função de desvio que rompe a conexão direta e a dependência entre o TH e a XT.

[060] O rompimento da dependência entre a XT e o TH é obtido por uma inovação dupla:

1. De acordo com as reivindicações 1, 2 e 9, o fluxo de produção é desviado do TH para um bloco de fluxo de desvio, que corre de forma paralela ao bloco de TH, e conduz o fluxo para a XT. Graças a esse desvio, o fluxo de produção ocorre sem um contato direto entre o TH e a XT.

2. De acordo com as reivindicações 3 e 9, o suspensor de tubulação (TH) é dividido em duas partes, em que a parte superior – uma extensão de suspensor de tubulação – fornece a conexão hidráulica e eletrônica entre a XT e o TH. Graças a essa extensão removível de suspensor de tubulação, as conexões hidráulicas e eletrônicas ocorrem sem um contato direto entre a XT e o TH.

[061] Todas as barreiras (válvulas, conectores e tampões) são idênticas a barreiras existentes que são usadas em sistemas de cabeça de poço da técnica anterior, ou se baseiam em projetos e materiais comprovados. Isso proporciona segurança contra vazamentos com um custo mínimo em pesquisa e desenvolvimento.

[062] Essa invenção de um sistema de cabeça de poço flexível contém várias configurações, que compartilham o mesmo princípio inovador.

[063] A configuração que é representada pelas reivindicações 4 e 10, mantém o princípio de ‘única manobra de BOP’, requerendo apenas uma manobra de BOP para completar o poço submarino.

[064] Exceto pela configuração abrangida pelas reivindicações 6 e 12, todos os componentes que estão sujeitos a desgaste são recuperáveis de forma independente, como parte da árvore de Natal ou do TH. A árvore de Natal e o TH podem ser instalados ou recuperados sem que seja necessário recuperar a outra parte de antemão.

ÍNDICE DE NÚMEROS DE PARTES Os números na tabela abaixo são usados para identificar os componentes nas ilustrações.

1. Bloco de TH bloco de fluxo 18. Orifício

2. Cubo de conexão 11. Orifício vertical de do bloco de TH- lateral de produção

3. Orifício espaço anular inferior do TH longitudinal do do bloco de 19. Orifício bloco de TH fluxo vertical de

4. Suspensor de 12. Orifício espaço anular tubulação (TH) vertical de inferior do TH

5. Orifício produção do 20. Tampões de cabo lateral de bloco de fluxo de aço em produção do 13. Orifício posição bloco de TH vertical de inferior

6. orifício espaço anular 21. Tampões de cabo lateral de do bloco de de aço em espaço anular fluxo posição do bloco de TH 14. Cubo de conexão superior

7. Orifício de fluxo do 22. Orifício lateral de bloco de fluxo vertical de produção do TH 15. Alça de fluxo produção

8. Orifício de produção da superior do TH lateral espaço XT- 23. Orifício anular do TH 16. Alça de fluxo vertical de de espaço espaço anular

9. Bloco de fluxo anular da XT- superior do TH

10. Orifício

17. Arvore de Natal 24. Placa de lateral de (XT) acoplador do TH produção do

25. Acopladores inferior de cabeça de Poço hidráulicos e extensão de na XT elétricos do TH TH-- 39. Conector de

26. Fenda de 33. Acopladores fluxo orientação do inferiores 40. Válvula mestra TH hidráulicos e de produção

27. Extensão do elétricos da (PMV) suspensor de extensão de TH- 41. Válvula mestra tubulação 34. Linhas do espaço (extensão de hidráulicas e anular (AMV) TH)- elétricas 42. Cubo de

28. Flange de dentro da reentrada da XT extensão de TH- extensão de TH- 43. Tampa de

29. Placa de 35. Suporte de pressão de acoplador do orientação na bloco de fluxo flange de extensão de TH- 44. Conector extensão do TH- 36. Orifício de auxiliar da

30. Acopladores acesso de cabeça de poço hidráulicos e produção da no bloco de TH- elétricos do extensão de TH- 45. Flange da flange da 37. Orifício de cabeça de poço extensão de TH- acesso de 46. Válvula

31. Penetrador espaço anular primária de híbrido (HP) da extensão de produção (PPV)

32. Placa de TH- 47. Válvula acoplador 38. Conector da primária de espaço anular

(APV) de bloco de

48. Flanges de fluxo de espaço vedação do anular suspensor de 56. Conector de tubulação fluxo de

49. Suspensor de produção tubulação 57. Conector de horizontal da fluxo de espaço técnica anular anterior 58. Orifício

50. Orifício vertical de lateral de produção do TH produção do TH horizontal horizontal 59. Arvore de Natal

51. Cavidade do sem interface espaço anular para extensão no bloco de TH- de TH e HP

52. Bloco de fluxo 60. Orifício de produção longitudinal

53. Bloco de fluxo dentro da XT de espaço anular

54. Cubo de conexão de bloco de fluxo de produção

55. Cubo de conexão

VISÃO GERAL DAS ILUSTRAÇÕES

[065] Figura 1: Bloco de TH integrado à cabeça de poço, com suspensor de tubulação

[066] Figura 1A: Tampa de pressão de bloco de fluxo

[067] Figura 2: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH integrado a cabeça de poço

[068] Figura 3A: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH, mostrando suspensor de tubulação

[069] Figura 3B: Suspensor de tubulação com extensão de suspensor de tubulação

[070] Figura 3C: Extensão de suspensor de tubulação

[071] Figura 4A: Vista geral do suspensor de tubulação

[072] Figura 4B: Suspensor de tubulação com acopladores mostrados

[073] Figura 5A: Vista geral da extensão de suspensor de tubulação

[074] Figura 5B: Extensão do suspensor de tubulação com linhas hidráulicas e elétricas mostradas

[075] Figura 6: Bloco de TH intermediário com conector de cabeça de poço auxiliar

[076] Figura 7: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH intermediário com conector de cabeça de poço auxiliar

[077] Figura 8: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH intermediário com válvulas e penetrador híbrido

[078] Nas ilustrações a seguir, as mesmas configurações que são mostradas nas ilustrações anteriores são mostradas com uma única modificação: ao invés de um bloco de fluxo, há dois blocos de fluxo.

[079] Figura 9: Bloco de TH integrado à cabeça de poço, com suspensor de tubulação, com dois blocos de fluxo

[080] Figura 10: Árvore de Natal com dois conectores de fluxo

[081] Figura 11: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH integrado a cabeça de poço, com dois blocos de fluxo

[082] Figura 12: Bloco de TH intermediário com conector de cabeça de poço auxiliar, com dois blocos de fluxo

[083] Figura 13: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH intermediário com conector de cabeça de poço auxiliar, com dois blocos de fluxo

[084] Figura 14: Bloco de TH intermediário com válvulas e penetrador híbrido, com dois blocos de fluxo

[085] Figura 15: Empilhamento de árvore de Natal em bloco de TH intermediário com válvulas e penetrador híbrido, com dois blocos de fluxo

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO EM DETALHES

[086] Na seguinte descrição, números em colchetes referem-se aos componentes como mostrados nas ilustrações.

[087] Para VISÃO GERAL DAS ILUSTRAÇÕES, vide páginas

22 e 23 acima.

BLOCO DE TH EM DETALHES

[088] Vide Figura 1; Figura 1A; Figura 2.

[089] O bloco de TH (1) tem em seu topo um cubo de conexão (2) de 476 mm (18 ¾ polegadas), que é similar aos cubos de conexão nas cabeças de poço da técnica anterior.

[090] O orifício longitudinal (3) do bloco de TH é dimensionado para hospedar o TH (4).

[091] O bloco de TH tem orifícios laterais para produção (5), e espaço anular (6), que interagem com os orifícios laterais correspondentes do o TH – produção (7) e espaço anular (8). Através desses orifícios, a produção de petróleo flui para fora e o espaço anular é acessado.

[092] Um bloco de fluxo (9) é integrado ao bloco de TH (1) e constitui parte do bloco de TH, em que: • Os orifícios laterais para produção (5) e espaço anular (6) no bloco de TH (1) interagem com os orifícios laterais correspondentes para produção (10) e espaço anular (11) no bloco de fluxo (9).

• O bloco de fluxo (9) direciona os orifícios de produção e espaço anular em orifícios verticais correspondentes para produção (12) e o espaço anular (13), paralelamente ao orifício longitudinal (3) do bloco de TH.

• Um cubo de conexão de fluxo (14) na extremidade superior do bloco de fluxo (9) funciona como uma interface entre os orifícios verticais do bloco de fluxo – produção (12) e espaço anular (13) – e as alças de fluxo – produção (15) e espaço anular (16) – na XT (17).- Essa conexão é obtida pelo conector de fluxo (39).

• Uma tampa de pressão (43) é instalada no cubo de conexão de fluxo (14) do bloco de fluxo quando a XT (17) não está instalada no bloco de TH (1).

SUSPENSOR DE TUBULAÇÃO EM DETALHES

[093] Vide Figura 1; Figura 2; Figura 4A; Figura 4B.

[094] O TH (4) do sistema de cabeça de poço flexível é instalado dentro do bloco de TH (1), de modo similar ao TH em XTs horizontais da técnica anterior.

[095] O TH (4) interage com o poço por orifícios verticais para produção (18) e espaço anular (19), a partir dos quais dividem os orifícios laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8).

[096] Embora o TH em XTs horizontais tenha tipicamente apenas um orifício, para produção, nesta invenção de sistema de cabeça de poço flexível o TH tem um orifício de espaço anular (19, 23, 8) além do orifício de produção (18, 22, 7).

Conduzir o espaço anular através de um orifício no TH possibilita isolar o espaço anular com tampões de cabo de aço (20), do mesmo modo que o orifício de produção é isolado. Tais barreiras são necessárias quando a XT (17) não está instalada no bloco de TH (1).

[097] Os orifícios laterais para produção (7) e espaço anular (8) no TH (4) interagem com os orifícios laterais para produção (5) e espaço anular (6) no bloco de TH (1), da mesma forma que o TH em XTs horizontais interage com o orifício lateral no MVB da XT.

[098] O topo do TH (4) apresenta uma placa de acoplador (24) com acopladores hidráulicos e eletrônicos (25), fornecendo abastecimento hidráulico e conexão eletrônica aos componentes hidráulicos e eletrônicos abaixo no buraco do poço.

[099] Um flange com fenda de orientação (26) no topo do TH (4) serve para orientar a extensão de suspensor de tubulação (27) no TH (4).

[0100] Tampões de cabo de aço podem isolar o TH em dois arranjos: Ou os tampões de cabo de aço em uma posição inferior (20), nos orifícios verticais inferiores do TH para produção (18) e espaço anular (19), abaixo dos orifícios laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8); Ou os tampões de cabo de aço em uma posição superior (21), nos orifícios verticais superiores do TH para produção (22) e espaço anular (23), acima dos orifícios laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8).

[0101] Funções dos tampões de cabo de aço: • Quando os tampões de cabo de aço são removidos, é possível acessar o orifício vertical de produção do TH (18, 22) para intervenção de poço, assim como em qualquer XT vertical ou horizontal.

• Quando os tampões de cabo de aço (20) são instalados abaixo dos orifícios laterais do TH (7, 8), eles efetivamente protegem o poço contra vazamento durante a fase de instalação, e quando a XT (17) não está instalada no bloco de TH (1).

• Quando os tampões de cabos de aço (21) são instalados acima dos orifícios laterais do TH (7, 8), eles: • Permitem o fluxo de produção através do orifício lateral de produção do TH (7) ao bloco de fluxo (9) e através do cubo de conexão de fluxo (14) para a XT (17); • Permitem acesso ao espaço anular do poço a partir da XT (17) e através do cubo de conexão de fluxo (14) e do bloco de fluxo (9) ao orifício lateral de espaço anular do TH (8); • Protegem contra vazamento ao meio ambiente dos orifícios verticais superiores do TH para produção (22) e espaço anular (23).

EXTENSÃO DE SUSPENSOR DE TUBULAÇÃO EM DETALHES

[0102] Vide Figura 2; Figura 3A; Figura 3B; Figura 3C; Figura 4A; Figura 4B; Figura 5A; Figura 5B.

[0103] A extensão do suspensor de tubulação (extensão de TH) (27) e instalada dentro do bloco da XT (17).

[0104] A extensão de TH (27) interage com a XT (17) e o TH (4), para fornecer conexão hidráulica e eletrônica entre a

XT (17) e o TH (4).

[0105] A extensão de TH (27) é recuperável de forma independente. Portanto: • Quando a extensão de TH (27) é removida, não há contato direto entre a XT (17) e o TH (4), e isso permite a instalação e recuperação independente da XT e do TH.

• É então possível: • Ou puxar o TH (4) através da XT (17) sem remover a XT (17); • Ou recuperar a XT (17) sem remover o TH (4).

[0106] A extensão de TH (27) apresenta um flange (28), com um diâmetro externo correspondente ao diâmetro interno do cubo de reentrada da XT (42), em que: • A dimensão externa do flange da extensão de TH (28) é maior que a do flange de vedação maior (48) no TH (4). De modo correspondente, a dimensão do orifício longitudinal (60) da XT (17) é maior que a do TH (4); isso permite que o TH (4) passe através da XT (17) para instalação ou recuperação do TH.

• O flange da extensão de TH (28) apresenta uma placa de acoplador (29) com acopladores hidráulicos e eletrônicos (30), que interagem horizontalmente com o penetrador híbrido (31), que é montado na XT (17).

[0107] A interface entre a extensão dos acopladores de TH (30) e o penetrador híbrido (31) na XT (17) é similar à interface nas XTs horizontais da técnica anterior, e o método de golpear o penetrador híbrido e encaixar os acopladores é como com as XTs horizontais da técnica anterior.

[0108] A extensão de TH (27) apresenta uma placa de acoplador inferior (32) com acopladores hidráulicos e eletrônicos (33), que interagem verticalmente com os acopladores hidráulicos e eletrônicos (25) na placa de acoplador (24) no topo do TH (4).

[0109] Linhas hidráulicas e eletrônicas (34) dentro da extensão de TH (27) conectam a placa de acoplador do flange da extensão de TH (29) à placa de acoplador inferior da extensão de TH (32).

[0110] Um suporte de orientação (35) na parte inferior da extensão de TH (27) guia a extensão de TH em uma fenda de orientação correspondente (26) no TH (4), para garantir a orientação correta da extensão de TH (27) e do TH (4).

[0111] Isso garante o encaixe correto entre os acopladores inferiores da extensão do TH (33) e os acopladores do TH (25).

[0112] A extensão de TH (27) apresenta orifícios de acesso longitudinais para produção (36) e espaço anular (37), que interagem com os orifícios verticais superiores para produção (22) e espaço anular (23) no TH (4), em que: • Através dos orifícios de acesso na extensão de TH (27), os tampões de cabo de aço (20, 21) podem ser instalados no TH e removidos.

• O orifício de acesso de produção da extensão de TH (36) permite acesso à tubulação de produção, para intervenção de poço através do TH (4).

A CONEXÃO ENTRE O BLOCO DE TH E A XT EM DETALHES

[0113] Vide Figura 1; Figura 2.

[0114] A XT (17) assenta e trava no bloco de TH (1) por meio de um conector de cabeça de poço (38), que é idêntico aos conectores de cabeça de poço em XTs horizontais e verticais da técnica anterior.

[0115] O conector de fluxo (39) na XT (17) assenta e trava no cubo de conexão de fluxo (14) na extremidade superior do bloco de fluxo (9), que é integrada ao bloco de TH (1).

[0116] O conector de cabeça de poço (38) e conector de fluxo (39) da XT assentam simultaneamente no cubo de conexão do bloco de TH (2) e no cubo de conexão de fluxo do bloco de fluxo (14).

[0117] Ambos os conectores (38, 39) são operados hidraulicamente através da ferramenta de assentamento da XT, e ambos os conectores têm uma opção de liberação mecânica.

[0118] A alça de fluxo principal de produção (15) e a alça de fluxo principal do espaço anular (16) conduzem a partir do cubo de conexão de fluxo (14) no bloco de fluxo (9) à válvula mestra de produção (40) e a válvula mestra de espaço anular (41) na XT (17).

[0119] A partir da válvula mestra de produção (40) e da válvula mestra de espaço anular (41), todos os componentes restantes do sistema de cabeça de poço flexível são similares às XTs horizontais e verticais da técnica anterior, incluindo todos os recursos principais, tais como alças de fluxo, válvulas de aletas, módulo de fluxo e módulo de controle.

Esses componentes não são afetados por esta invenção e não são abordados aqui.

CONFIGURAÇÕES MODIFICADAS DA INVENÇÃO

[0120] As seguintes modificações mantêm a inovação principal desta invenção, o que elimina a conexão direta entre o suspensor de tubulação (TH) e a árvore de Natal (XT) e, ao invés disso, leva o fluxo de produção através de um bloco de fluxo de desvio que passa fora do TH e da XT, e efetua ligação entre os mesmos.

[0121] Dessa forma, elas mantêm a vantagem da invenção, ou seja, a possibilidade de instalação e recuperação independente do TH e da XT.

BLOCO DE TH INTERMEDIÁRIO COM CONECTOR DE CABEÇA DE POÇO AUXILIAR

[0122] Vide Figura 6; Figura 7.

[0123] Essa configuração apresenta uma modificação em que o bloco de TH (1) não é integrado à cabeça de poço, mas, ao invés disso, funciona como um carretel de conexão intermediário entre uma cabeça de poço da técnica anterior e a XT (17). Para esse objetivo, um conector de cabeça de poço auxiliar (44) é integrado ao fundo do bloco de TH (1), e serve para instalar e travar o bloco de TH (1) à cabeça de poço da técnica anterior. Além dessa modificação, todos os demais recursos da invenção permanecem os mesmos.

SUSPENSOR DE TUBULAÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA E PENETRADOR HÍBRIDO INSTALADOS NO BLOCO DE TH INTERMEDIÁRIO

[0124] Vide Figura 8.

[0125] Nessa configuração, o bloco de TH é dimensionado para hospedar um suspensor de tubulação horizontal da técnica anterior (49), bem como penetrador híbrido (31) e válvulas primárias para produção (46) e espaço anular (47).

[0126] O TH inventado (4) e a extensão de TH (27) não são usados nesta configuração.

[0127] Todos os demais recursos da invenção permanecem os mesmos.

[0128] Além disso, nessa configuração, o bloco de TH (1) funciona como um carretel de conexão intermediário entre uma cabeça de poço do estado da técnica e a XT (17).- Para esse objetivo, um conector de cabeça de poço auxiliar (44) é integrado ao fundo do bloco de TH (1), e serve para instalar e travar o bloco de TH (1) à cabeça de poço da técnica anterior.

BLOCOS DE FLUXO SEPARADOS PARA PRODUÇÃO E ESPAÇO ANULAR

[0129] OBSERVAÇÃO: esta modificação se aplica a todas as configurações descritas acima.

[0130] Vide Figura 9; Figura 10; Figura 11; Figura 12;

Figura 13; Figura 14; Figura 15.

[0131] Ao invés de conduzir a produção e o espaço anular através de um bloco de fluxo conjunto (9), há dois blocos de fluxo para produção (52) e espaço anular (53) separados. Consequentemente, ao invés de um conector de fluxo conjunto (39), há dois conectores de fluxo para produção (54) e espaço anular (55) separados. Todos os demais recursos da invenção permanecem os mesmos.

SEQUÊNCIA DE INSTALAÇÃO DO SISTEMA DE CABEÇA DE POÇO SUBMARINO, EM DETALHES

[0132] OBSERVAÇÃO: isso se aplica às reivindicações 1 a 4, em que o bloco de TH (1) é integrado à cabeça de poço (45).

[0133] Vide Figura 1; Figura 2; Figura 4B; Figura 5A.

[0134] 1. A tampa de pressão (43) é instalada no cubo de conexão de fluxo (14), no topo do bloco de fluxo (9).

[0135] 2. O bloco de cabeça de poço combinada (45) e o bloco de TH (1) com bloco de fluxo (9) integrado é instalado no fundo do mar, de modo similar à instalação de cabeças de poço da técnica anterior.

[0136] 3. O preventor de blowout (BOP) assenta e trava no cubo de conexão do bloco de TH (2).

[0137] 4. Os últimos revestimentos são instalados através do BOP, de modo similar à instalação dos revestimentos da técnica anterior.

[0138] 5. A perfuração para a formação de petróleo é feita através do BOP.

[0139] 6. Antes de descer o TH (4) no fundo do mar, os tampões de cabo de aço são instalados em sua posição inferior (20) nos orifícios verticais inferiores do TH para produção (18) e espaço anular (19), abaixo os orifícios horizontais laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8).

[0140] 7. Usando a ferramenta de assentamento do TH, os tubos da tubulação e o TH (4) são descidos no fundo do mar através do BOP e entram no bloco de TH (1).

[0141] 8. O TH (4) é orientado corretamente dentro do bloco de TH por suportes guia e a ferramenta de assentamento do TH.

[0142] 9. O TH (4) assenta e trava dentro do bloco de TH (1).

[0143] 10. O BOP é removido.

[0144] 11. A tampa de pressão (43) é removida do cubo de conexão de fluxo (14), no topo do bloco de fluxo (9).

[0145] 12. A XT (17) é descida no fundo do mar uma ferramenta de assentamento e assenta no bloco de TH à medida que o conector de cabeça de poço da XT (38) e o conector de fluxo (39) orientam e assentam simultaneamente no cubo de conexão do bloco de TH (2) e no cubo de conexão de fluxo do bloco de fluxo (14).

[0146] 13. O conector de cabeça de poço (38) e conector de fluxo (39) da XT travam no cubo de conexão do bloco de TH

(2) e no cubo de conexão de fluxo do bloco de fluxo (14).

[0147] 14. A ferramenta de assentamento da XT é removida.

[0148] 15. A ferramenta de recondicionamento assenta e trava no cubo de reentrada da XT (42).

[0149] 16. Com o uso de uma ferramenta de tampões de cabo de aço, os tampões de cabo de aço são removidos da sua posição inferior (20) para sua posição superior (21), nos orifícios verticais superiores do TH para produção (22) e espaço anular (23), acima dos orifícios laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8).

[0150] 17. A ferramenta de recondicionamento é recuperada da XT (17).

[0151] 18. Com o uso da ferramenta de assentamento de extensão de TH, a extensão de TH (27) é instalada dentro da XT (17).

[0152] OBSERVAÇÃO: Opcionalmente, a extensão de TH (27) pode ser instalada dentro da XT (17) antes de descer a XT no fundo do mar. Isso tornará essa etapa ([0151]) redundante e economizará trabalho e tempo.

[0153] 19. Os acopladores hidráulicos e eletrônicos da extensão de TH (33) encaixam sus acopladores correspondentes do TH (25).

[0154] OBSERVAÇÃO: Se a extensão de TH (27) houvesse sido instalada dentro da XT (17) antes de descer a XT no fundo do mar, essa etapa seria redundante, visto que os acopladores hidráulicos e eletrônicos já foram encaixados durante o assentamento da XT (17) sobre o bloco de TH (1), de acordo com a etapa [0145] acima.

[0155] 20. A ferramenta de assentamento de extensão de TH é removida.

[0156] OBSERVAÇÃO: Caso a extensão de TH (27) tenha sido instalada dentro da XT (17) antes de descer a XT no fundo do mar, essa etapa é redundante.

[0157] 21. Com o uso de uma ferramenta de assentamento de tampa de árvore, a tampa de árvore assenta e trava sobre o cubo de reentrada da XT (42).

[0158] 22. O penetrador híbrido (31) é golpeado e se encaixa com os acopladores hidráulicos e eletrônicos (30) na placa de acopladores do flange da extensão de TH (29).

[0159] OBSERVAÇÃO: Caso a extensão de TH (27) tenha sido instalada dentro da XT (17) antes de descer a XT no fundo do mar, essa etapa é redundante.

[0160] 23. As demais operações de instalação e conexão da XT são como com as XTs da técnica anterior.

[0161] 24. A operação e produção da XT é como com as XTs da técnica anterior.

Sequência de recuperação da XT, em detalhes

[0162] OBSERVAÇÃO: isso se aplica às reivindicações 1 a

5.

[0163] Vide Figura 1; Figura 2; Figura 6; Figura 7.

[0164] 1. O encerramento da produção e as preparações para recuperação são realizados assim como nas XTs da técnica anterior.

[0165] 2. Com o uso de uma ferramenta de assentamento de tampa de árvore, a tampa de árvore é removida do cubo de reentrada da XT (42).

[0166] 3. A ferramenta de recondicionamento desce e trava no cubo de reentrada da XT (42).

[0167] 4. Com o uso de uma ferramenta de tampões de cabo de aço, os tampões de cabo de aço são removidos da sua posição superior (21) para sua posição inferior (20) nos orifícios verticais inferiores para produção (18) e espaço anular (19) no TH (4), abaixo dos orifícios laterais do TH para produção (7) e espaço anular (8).

[0168] 5. A ferramenta de recondicionamento é recuperada do cubo de reentrada da XT (42).

[0169] 6. A ferramenta de assentamento da XT assenta e trava na XT.

[0170] 7 Com o uso da ferramenta de assentamento da XT, o conector de cabeça de poço (38) e o conector de fluxo (39) são abertos, e a XT (17) é recuperada.

[0171] 8. Opcionalmente, com o uso de uma ferramenta de assentamento de tampa de árvore, a tampa de árvore é instalada no cubo de conexão do bloco de TH (2), para proteger o poço.

[0172] 9. Opcionalmente, com o uso de uma ferramenta de assentamento de tampa de bloco de fluxo, a tampa de pressão do bloco de fluxo (43) é instalada no cubo de conexão de fluxo (14) no topo do bloco de fluxo (9), para proteger o poço.

SEQUÊNCIA DE PUXAMENTO DO TH COM TUBULAÇÃO, EM DETALHES

[0173] OBSERVAÇÃO: isso se aplica às reivindicações 1 a

5.

[0174] Vide Figura 2; Figura 3A; Figura 3B; Figura 3C; Figura 7.

[0175] 1. O encerramento da produção e a preparação do poço para recuperação da tubulação são assim como nas XTs da técnica anterior.

[0176] 2. Com o uso de uma ferramenta de assentamento de tampa de árvore, a tampa de árvore é removida da XT (17).

[0177] 3. Com o uso de um ROV, o penetrador híbrido (31) é retirado dos acopladores hidráulicos e eletrônicos (30) no flange da extensão de TH (28).

[0178] 4. Com o uso da ferramenta de assentamento de extensão de TH, a extensão de TH (27) é recuperada da XT (1).

[0179] 5. O BOP assenta e trava no cubo de reentrada da XT (42).

[0180] 6. Com o uso da ferramenta de assentamento do TH, o TH (4) e a tubulação são puxados através do BOP, com o uso dos mesmos procedimentos e métodos que nos sistemas de cabeça de poço da técnica anterior.

[0181] 7. O poço é protegido com o uso do BOP e dos mesmos métodos que nas XTs da técnica anterior.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Montagem de cabeça de poço submarina caracterizada pelo fato de que compreende um bloco de suspensor de tubulação (bloco de TH) (1), que compreende: • um cubo de conexão (2) no topo do bloco de TH, e • um orifício vertical (longitudinal) (3), dimensionado para alojar e sustentar o suspensor de tubulação (TH) (4, 49); e • um orifício horizontal (lateral) para o fluxo de produção (5); e • um orifício horizontal (lateral) para acessar o espaço anular (6); e • um bloco de fluxo (9), que é integrado ao bloco de TH (1), em que os orifícios horizontais do bloco de fluxo para produção (10) e espaço anular (11) interagem com os orifícios horizontais de produção e espaço anular (5, 6) no bloco de TH, e direcionam seu fluxo para orifícios verticais de produção e espaço anular (12, 13), paralelamente ao orifício vertical (longitudinal) do bloco de TH (3); e • um cubo de conexão de fluxo (14) na extremidade superior do bloco de fluxo (9); e que compreende uma árvore de Natal (XT) (17), que compreende: • um orifício longitudinal (60), que é dimensionado para encaixar e alojar a extensão de suspensor de tubulação

(extensão de TH) (27) e é grande o bastante para permitir passagem livre do TH (4), e • um alojamento para o penetrador híbrido (HP) (31), que é montado na XT (17) de modo a permitir que o HP (31) encaixe os acopladores (30) na extensão de TH (27) quando a extensão de TH (27) é instalada dentro da XT (17), e • uma válvula mestra de produção (PMV) (40) e uma válvula mestra de espaço anular (AMV) (41), e • uma alça de fluxo de produção (15) e uma alça de fluxo de espaço anular (16), para conectar a PMV (40) e a AMV (41) ao fluxo conector (39) na XT (17), e • um conector de fluxo (39), para conectar a XT (17) ao cubo de conexão de fluxo (14) no bloco de fluxo (9) do bloco de TH (1).

2. Montagem de cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende um suspensor de tubulação (TH) (4), que compreende: • orifícios verticais (longitudinais) inferiores para produção (18) e para espaço anular (19), em que tampões de cabo de aço (20) podem ser instalados, para servir como barreiras antes de a XT ser instalada, e • orifícios verticais (longitudinais) superiores para produção (22) e espaço anular (23), em que tampões de cabo de aço (21) podem ser instalados, para servir como barreiras após a XT (17) ser instalada, e

• orifícios horizontais (laterais) para produção (7) e para espaço anular (8), que se dividem a partir dos orifícios verticais para produção (18, 22) e espaço anular (19, 23) do TH, e interagem com os orifícios horizontais (laterais) para produção (5) e espaço anular (6) no bloco de TH (1), e • flanges de vedação (48), que interagem com o orifício do bloco de TH (3) e impedem o vazamento dos orifícios horizontais do TH (7, 8) para o meio ambiente, e • uma placa de acoplador (24), que aloja acopladores hidráulicos e eletrônicos (25) na face superior do TH (4), para interagir verticalmente com os acopladores correspondentes (33) na placa de acoplador inferior (32) no fundo da extensão de TH (27), e • um flange com fenda de orientação (26) no topo do TH (4), para orientar a extensão de TH (27) no TH (4).

3. Montagem de cabeça de poço submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que compreende uma extensão de TH (27), para fornecer conexão hidráulica e eletrônica entre a XT (17) e o TH (4), que compreende: • um flange (28), com um diâmetro externo ligeiramente menor que o diâmetro interno do cubo de reentrada da XT (42), de modo a encaixar dentro do orifício longitudinal (60) da XT (17), e • uma placa de acoplador superior (29), com acopladores hidráulicos e eletrônicos (30), que interagem horizontalmente com o penetrador híbrido (31), que é montado na XT (17), e • uma placa de acoplador inferior (32), com acopladores hidráulicos e eletrônicos (33), que interagem verticalmente com os acopladores hidráulicos e eletrônicos (25) no topo do TH (4), e • linhas hidráulicas e eletrônicas (34) dentro da extensão de TH (27), para conectar a placa de acoplador superior (29) à placa de acoplador inferior (32), e • um suporte de orientação (35) na parte inferior da extensão de TH (27), para guiar a extensão de TH (27) na fenda de orientação (26) no TH (4), de modo a garantir o encaixe correto entre os acopladores hidráulicos e eletrônicos (33) na extensão de TH (27) e nos acopladores hidráulicos e eletrônicos (25) no TH (4).

• orifícios de acesso longitudinais para produção (36) e espaço anular (37), que interagem com os orifícios verticais superiores para produção (22) e espaço anular (23) no TH (4), através dos quais os tampões de cabo de aço (20, 21) podem ser instalados no TH (4) ou ser removidos, e a tubulação de produção pode ser acessada através do TH (4), para intervenção de poço.

4. Bloco de TH, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: • o bloco de TH (1) e o flange da cabeça de poço (45)

são integrados como um bloco combinado, e • o bloco combinado que compreende o bloco de TH (1) e o flange da cabeça de poço (45) é conectado ao alojamento condutor e aos revestimentos do poço da mesma forma que as cabeças de poço da técnica anterior são conectadas ao alojamento condutor e aos revestimentos do poço.

5. Bloco de TH, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende um conector de cabeça de poço auxiliar (44) que é localizado e integrado ao fundo do bloco de TH (1), para conectar o bloco de TH (1) à cabeça de poço (45).

6. Bloco de TH, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: • um orifício longitudinal (3), dimensionado de modo similar ao orifício de XT horizontal da técnica anterior, e • um TH horizontal padrão da técnica anterior (49), que é instalado dentro do bloco de TH (1), e • um penetrador híbrido (31), que é montado na parede lateral do bloco de TH (1), e • um orifício horizontal (lateral) para produção (5), que interage com o orifício horizontal (lateral) para produção (50) no TH (49), e • um orifício horizontal (lateral) para espaço anular (6), que interage com a cavidade do espaço anular (51) no bloco de TH (1), e

• uma válvula primária de produção (PPV) (46), que é instalada no orifício lateral de produção (5) no bloco de TH (1), para proteger o quando a XT (59) não está instalada, e • uma válvula primária de espaço anular (APV) (47), que é instalada no orifício lateral de espaço anular (6) no bloco de TH (1), para proteger o poço quando a XT (59) não está instalada, e • um conector de cabeça de poço auxiliar (44), que é localizado e integrado ao fundo do bloco de TH (1) ), para conectar o bloco de TH (1) à cabeça de poço (45).

7. Árvore de Natal (XT) (59), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 e 6, caracterizada pelo fato de que compreende: • um orifício longitudinal (60) em uma continuação direta do cubo de reentrada (42) e com a mesma dimensão interna que a do cubo de reentrada (42), e • uma válvula mestra de produção (PMV) (40) e válvula mestra de espaço anular (AMV) (41), e • uma alça de fluxo de produção (15) e uma alça de fluxo de espaço anular (16), para conectar a PMV (40) e a AMV (41) ao fluxo conector (39) na XT (59), e • um conector de fluxo (39), para conectar a XT (59) ao cubo de conexão de fluxo (14) no bloco de fluxo (9) do bloco de TH (1).

8. Montagem de cabeça de poço submarina, conforme definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, com uma modificação, caracterizada pelo fato de que compreende: • O bloco de fluxo combinado (9) para produção e espaço anular (que está presente em todas as configurações listadas em qualquer uma das reivindicações anteriores) é substituído por dois blocos de fluxo separados para produção (52) e espaço anular (53), e • cada bloco de fluxo (52, 53) tem seu próprio cubo de conexão de fluxo em seu topo (54, 55), e • a XT (17, 59) tem conectores de fluxo separados para produção (56) e espaço anular (57).

9. Método para configurar uma montagem de cabeça de poço submarina caracterizado pelo fato de que consiste em um bloco de TH (1) com bloco de fluxo (9, 52,53), XT (17), TH (4) e a extensão de TH (27), em que: • o TH (4) é instalado dentro do bloco de TH (1), e • a XT (17) é instalada e trava sobre o bloco de TH (1) por meio do conector de cabeça de poço (38) e conector de fluxo (39, 56, 57), e • os orifícios horizontais (laterais) para produção (7) e espaço anular (8) no TH (4) são conectados através de orifícios horizontais (laterais) para produção (5) e espaço anular (6) no bloco de TH (1) a um bloco de fluxo (9, 52,53) que é integrado ao bloco de TH (1), e dentro desse bloco de fluxo (9, 52,53), a produção e o espaço anular são direcionados para cima em orifícios verticais (12, 13), paralelamente ao orifício vertical (longitudinal) (3) do bloco de TH (1), e continuam através de um cubo de conexão de fluxo (14, 54, 55) no topo do bloco de fluxo (9, 52,53) e através de um conector de fluxo (39, 56, 57) nas alças de fluxo principal da XT para produção (15) e espaço anular (16), que conduzem à válvula mestra de produção (40) e válvula mestra de espaço anular (41) da XT, e • a extensão de TH (27) é instalada dentro da XT (17) e a extremidade inferior da extensão de TH se estende para o bloco de TH (1) abaixo, para interagir com o TH (4) que está instalado dentro do bloco de TH (1), proporcionando, dessa forma, conexões hidráulicas e eletrônicas da XT (17) ao TH (4), e • quando a extensão de TH (27) é removida da XT (17), o TH (4) com os tubos da tubulação pode ser instalado e recuperado através da XT (17), sem que seja necessário recuperar a XT de antemão, e • quando o conector de cabeça de poço (38) e o conector de fluxo (39, 56, 57) da XT estão abertos, a XT (17) pode ser instalada e recuperada, sem que seja necessário recuperar o TH (4) com os tubos da tubulação de antemão.

10. Método para configurar uma montagem de cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que consiste em um flange da cabeça de poço (45),

bloco de TH (1) com bloco de fluxo (9, 52,53), em que: • O bloco combinado de flange da cabeça de poço integrado (45) e o bloco de TH (1) com o bloco de fluxo (9, 52, 53) é descido e instalado no fundo do mar como uma unidade, e • o BOP é instalado no bloco de TH (1), e • a instalação dos últimos revestimentos do poço é concluída através do BOP e através do bloco de TH (1), e • após concluir os revestimentos do poço, o TH (4) é instalado no bloco de TH (1) através do BOP que já está instalado no bloco de TH, de modo a requerer apenas uma manobra de BOP.

11. Método para configurar uma montagem de cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que consiste em um bloco de TH (1) com bloco de fluxo (9, 52,53), árvore de Natal (XT) (17), conector de cabeça de poço auxiliar (44) e uma cabeça de poço padrão da técnica anterior (45), em que: • o bloco de TH (1) é instalado e se trava sobre um cabeça de poço padrão da técnica anterior (45), por meio do conector de cabeça de poço auxiliar (44), e • o bloco de TH (1) funciona como uma conexão intermediária entre a cabeça de poço padrão da técnica anterior (45) e a XT (17), o qual é instalado e trava sobre o bloco do TH (1) por meio do conector de cabeça de poço (38) e do conector de fluxo (39, 56, 57) da XT.

12. Método para configurar uma montagem de cabeça de poço submarina, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que consiste em um bloco de TH (1) com bloco de fluxo (9, 52,53), XT (59), conector de cabeça de poço auxiliar (44), penetrador híbrido (31), um TH horizontal padrão da técnica anterior (49) e uma cabeça de poço padrão da técnica anterior (45), em que: • o bloco de TH (1) é instalado e se trava sobre um cabeça de poço padrão da técnica anterior (45), por meio do conector de cabeça de poço auxiliar (44), e • um TH horizontal padrão da técnica anterior (49) é instalado dentro do bloco de TH (1), e • um penetrador híbrido (31) que é montado no bloco de TH (1) interage com o TH (49) que é instalado dentro do bloco de TH (1), e • o orifício horizontal (lateral) para produção (50) no TH (49) é conectado através do orifício horizontal (lateral) para produção (5) no bloco de TH (1) a um bloco de fluxo (9, 52) que é integrado ao bloco de TH (1), e • o orifício horizontal (lateral) para espaço anular (6) no bloco de TH (1) interage com a cavidade do espaço anular (51) no bloco de TH (1), a qual continua para o bloco de fluxo (9, 53) que é integrado ao bloco de TH (1), e • dentro do bloco de fluxo (9, 52,53), a produção e o espaço anular são direcionados para cima em orifícios verticais (12, 13), paralelamente ao orifício vertical

(longitudinal) (3) do bloco de TH (1), e continuam através de um cubo de conexão de fluxo (14, 54, 55) no topo do bloco de fluxo (9, 52,53) e prosseguem através de um conector de fluxo

(39, 56, 57) para as alças de fluxo principal da XT para produção (15) e espaço anular (16), que conduzem para a válvula mestra de produção (40) e a válvula mestra de espaço anular (41) na XT (59), e

• a PPV (46) e a APV (47) fornecem barreiras para o meio ambiente quando a XT (59) não está instalada no bloco de

TH (1), e

• o bloco de TH (1) funciona como uma conexão intermediária entre a cabeça de poço padrão da técnica anterior (45) e a XT (59), o qual é instalado e trava sobre o bloco do TH (1) por meio do conector de cabeça de poço (38) e do conector de fluxo (39, 56, 57) da XT, e

• quando o HP (31) é retirado e desconectado do TH horizontal (49), o TH horizontal (49) com os tubos da tubulação pode ser instalado e recuperado através da XT (59),

sem que seja necessário recuperar a XT (59) de antemão, e

• quando o conector de cabeça de poço (38) e o conector de fluxo (39, 56, 57) da XT estão abertos, a XT (59) pode ser instalada e recuperada sem que seja necessário recuperar o TH horizontal (49) com os tubos da tubulação de antemão.