BR112020013286A2

BR112020013286A2 - poços de integração em unidades submarinas rebocáveis

Info

Publication number: BR112020013286A2
Application number: BR112020013286-1A
Authority: BR
Inventors: Terje Berg Jacobsen
Original assignee: Subsea 7 Norway As
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-12-01
Also published as: WO2019134976A1; AU2019205596A1; GB2569969A; EP3735509A1; EP3735509B1; GB2569969B; US11346185B2; GB201800118D0; US20210054723A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um condutor de perfuração (32) suportado dentro de uma âncora de sucção (28) que é instalado abaixando a âncora de sucção através do topo (18) e uma estrutura (12) de uma unidade de processamento submarina (10). A base (14) da estrutura define uma área de pouso para a âncora de sucção e suporta um elemento de fixação (54) para fixar a âncora de sucção na estrutura. Quando a âncora de sucção for embutida no fundo do mar abaixo da unidade de processamento, a estrutura é fixada na âncora de sucção para formar uma unidade estrutura que compreende um condutor, a âncora de sucção e a estrutura. Equipamento adicional tal como um sistema de prevenção de estouro ou uma árvore de Natal (78) é abaixado através do topo da estrutura e no condutor que é suportado pela âncora de sucção embutida.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "POÇOS DE INTEGRAÇÃO EM UNIDADES SUBMARINAS REBOCÁVEIS",

[0001] Esta invenção refere-se a unidades submarinas rebocáveis para uso na indústria de óleo e gás para tratar ou processar fluidos debaixo d'água. Aspectos da invenção se estendem a capacidades de coletores submarinos.

[0002] Modelos de perfuração são usados comumente na indústria de óleo e gás submarina para guiar poços submarinos. US 4784527 e US 4822212 descrevem exemplos típicos de tais modelos.

[0003] Resumidamente, um modelo compreende uma estrutura que está disposta em e ancorada no fundo do mar, com fendas afuniladas nas quais condutores tubulares podem ser inseridos. Os condutores penetram no fundo do mar para guias os revestimentos de poço. O modelo fornece uma fundação no fundo do mar para assegurar a estabilidade lateral e resistir às cargas de peso.

[0004] US 8025463 descreve como estacas de sucção podem ser integradas em uma fundação de mancal plano para aumentar a capacidade da fundação. Similarmente, WO 2017/179992 se refere a uma fundação de poço submarino compreendendo uma âncora de sucção integral.

[0005] EP 3163011 mostra um modelo de poço que é preso ao fundo do mar por um grupo de âncoras de sucção que juntas formam uma fundação.

[0006] WO 2013/167872 se refere a um modelo de perfuração de poço em que âncoras de sucção pré-instaladas são integrais aos condutores e cabeças de poço.

[0007] Em US 8950500, um modelo compreendendo fendas para estacas de sucção permite a instalação de revestimento e cabeças de poço guiadas dentro do corpo de estaca de sucção. A estaca de sucção e a estrutura de modelo são ditas para serem acopladas por um dispositivo hidráulico, mas não existe explicação de como tal dispositivo funcionaria.

[0008] WO 2011/162616 mostra uma estaca de sucção guiando um condutor para uma cabeça de poço. A estaca de sucção compreende uma superestrutura em seu topo, cujo propósito é estabilizar a cabeça de poço e o condutor.

[0009] Em US 9080408, as cabeças de poço são presas e acopladas a uma estrutura modelo, a estrutura propriamente dita sendo colocada nas estacas de sucção.

[0010] EP 0336492 ensina integrar um modelo de perfuração em uma cabeça de reboque.

[0011] Existe uma necessidade de posicionar itens grandes e pesados de equipamento de poço tal como um sistema de prevenção de estouro (BOP) ou uma árvore de Natal no topo de um poço submarino. É desafiador alinhar este equipamento e suportar seu peso com uma estrutura rebocável compacta, enquanto facilita as conexões exigidas para este equipamento realizar este trabalho.

[0012] Neste contexto, a invenção fornece um método de instalar um condutor de perfuração para um poço submarino. O método compreende: suportar o condutor dentro de uma âncora de sucção, ou fornecer uma âncora de sucção que está disposta para suportar, ou capaz de suportar, o condutor dentro; abaixar a âncora de sucção na direção de uma unidade de processamento submarina em uma localização de fundo do mar, a unidade de processamento tendo uma estrutura que define uma base que se encontra no fundo do mar e um topo espaçado da base para acomodar o equipamento a bordo da unidade de processamento; abaixar a âncora de sucção na unidade de processamento através do topo da estrutura; embutir a âncora de sucção no fundo do mar sob a unidade de processamento; e fixar a estrutura na âncora de sucção embutida para formar uma unidade estrutural que compreende o condutor, a âncora de sucção e a estrutura.

[0013] A âncora de sucção é de preferência abaixada e embutida com o condutor já suportado dentro.

[0014] Preliminarmente, a unidade de processamento pode ser rebocada para um local de instalação offshore na qual a unidade é descarregada no fundo do mar.

[0015] O método pode ainda compreender abaixar equipamento adicional tal como BOP ou uma árvore de Natal através do topo da estrutura e no condutor que é suportado pela âncora de sucção embutida e então fechar uma abertura na estrutura acima do equipamento adicional no condutor. A carga de peso do equipamento adicional pode então ser transferida para a âncora de sucção embutida, antes ou depois de fixar a estrutura na âncora de sucção embutida.

[0016] Um ou mais elementos de guia alongados podem ser conectados direta ou indiretamente na âncora de sucção embutida, permitindo que o equipamento adicional seja abaixado ao longo do ou de cada elemento de guia. Convenientemente, o equipamento adicional pode ser abaixado através do topo da estrutura ao longo do ou de cada elemento de guia. Neste caso, o elemento de guia se estende adequadamente para cima a partir da âncora de sucção embutida e se projeta da unidade acima do topo da estrutura.

[0017] Depois de abaixar o equipamento adicional no condutor, conexões de energia, controle e/ou de fluido podem ser feitas entre o equipamento adicional e o equipamento a bordo da unidade de processamento submarina.

[0018] Um poço pode ser perfurado através do condutor antes que o equipamento adicional seja abaixado no condutor.

[0019] A estrutura pode ser fixada na âncora de sucção embutida estendendo uma ou mais braçadeira da estrutura em engate de aperto com a âncora de sucção. De preferência, duas ou mais braçadeiras são estendidas em engate de aperto com a âncora de sucção, aquelas braçadeiras sendo extensíveis da estrutura para diferentes extensões uma com relação a outra.

[0020] A âncora de sucção pode ser descarregada no fundo do mar dentro de uma área de pouso definida pela estrutura, antes de ser embutida no fundo do mar. A área de pouso pode ser substancialmente mais larga que a âncora de sucção. A âncora de sucção pode estar alinhada com a área de pouso fazendo contato de alinhamento entre a âncora de sucção e a estrutura enquanto abaixa a âncora de sucção na direção do fundo do mar.

[0021] Fixar a estrutura na âncora de sucção embutida pode envolver assentar uma cinta que se estende lateralmente da âncora de sucção em pelo menos um elemento que define a estrutura.

[0022] O conceito da invenção abrange uma unidade de processamento submarina que compreende: uma estrutura tendo uma base disposta para assentar no fundo do mar; e um equipamento a bordo montado na base. A base da estrutura define uma área de pouso para uma âncora de sucção e suporta um sistema de fixação para fixar a âncora de sucção na estrutura. A estrutura ainda compreende um topo espaçado da base, o topo da estrutura tendo uma abertura sobre a área de pouso para receber a âncora de sucção.

[0023] O sistema de fixação compreende adequadamente uma ou mais sapatas de braçadeira que são extensíveis da estrutura para a área de pouso, e de preferência compreende duas ou mais sapatas de braçadeira que são extensíveis da estrutura em direções mutuamente opostas. As sapatas de braçadeira podem ser individualmente operáveis para ser estendidas da estrutura para extensões diferentes com relação uma a outra. Formações de guia podem ser fornecidas,

aquelas formações sendo formatadas para guiar a âncora de sucção em alinhamento com a área de pouso.

[0024] O conceito da invenção também abrange a unidade de processamento submarina quando instalada no fundo do mar. Assim, a unidade é então em combinação com pelo menos uma âncora de sucção que é embutida no fundo do mar dentro da área de pouso e que é fixada pelo sistema de fixação na estrutura, a ou cada âncora de sucção contendo e suportando um condutor de perfuração tubular.

[0025] A ou cada âncora de sucção pode ser superado por uma cinta de âncora que conecta o condutor de perfuração na âncora de sucção. A cinta de âncora pode definir pontos de localização voltados para cima para equipamento de cabeça de poço subsequentemente instalável. Como parte do sistema de fixação, a cinta de âncora pode sobrepor pelo menos um elemento adjacente da estrutura de modo a assentar neste elemento.

[0026] Pelo menos um elemento de guia alongado se estendendo para cima pode ser conectado a ou cada âncora de sucção. Neste caso, o ou cada elemento de guia é convenientemente fixado a um ponto de localização da cinta de âncora.

[0027] A unidade pode ainda compreender equipamento de cabeça de poço adicional tal como um sistema de prevenção de estouro ou uma árvore de Natal montado no condutor. Neste caso, podem existir conexões de energia, controle e/ou fluido entre o equipamento de cabeça de poço adicional e o equipamento a bordo da unidade.

[0028] Para minimizar o custo de um desenvolvimento de campo submarino, um sistema de produção pode ser implementado em uma unidade rebocável. Os poços de produção ou poços de injeção podem também ser integrados em tal unidade. Isto remove a necessidade de poços satélite separados. Assim, as soluções de poço integrado podem ser úteis para plantas de processamento submarinas que utilizam um sistema de produção ou processamento rebocável.

[0029] Soluções de poço integrado podem também ser úteis para gerenciamento de água submarino. Neste caso, uma estrutura rebocável separada pode conter todas as unidades de tratamento necessárias para injeção de água do mar para melhorar a produção de óleo e para reutilizar a água tratada. De modo conveniente, portanto, a estrutura pode incluir um poço de injeção.

[0030] A invenção integra um modelo de perfuração em uma unidade de processamento submarina (SPU) que implementa um sistema de produção rebocável. A invenção usa a estrutura rebocável para dar suporte de fundação adicional para o poço. Isto traz vários benefícios.

[0031] Por exemplo, braçadeiras entre a estrutura rebocável e uma âncora de sucção que incorpora um condutor aumentam a capacidade de fundação. Assim, a fundação de âncora de sucção pode ser reduzida em tamanho, mas a resistência de fundação aumentada permite um BOP maior ou outra estrutura de cabeça de poço. Também, a invenção permite que um sistema de produção rebocável seja usado para realizar operações de perfuração em reservatórios rasos removendo a necessidade de um condutor ser tão longo quando na técnica anterior, tipicamente 70m — 100m.

[0032] Esta invenção soluciona o problema de integrar fendas de poço em uma estrutura rebocável e encaixa o poço com os princípios de desenho de sistemas de produção rebocável conhecidos.

[0033] Uma árvore de natal pode ser integrada na estrutura rebocável, portanto removendo a necessidade de uma estrutura satélite com linhas de fluxo associadas e cabos flutuantes. A invenção permite dimensões controladas para fazer interface com conectores entre a árvore de natal e um coletor implementado na estrutura.

[0034] A estrutura SPU fornece uma base de guia permanente que permite a expansão do poço, e pode ser projetada para permitir a expansão em uma cabeça de reboque de um feixe de tubulação.

[0035] Em princípio, a âncora de sucção poderia ser instalada antes da SPU ou junto com a SPU. A última reduziria o risco de programação. No entanto, instalar a âncora de sucção depois da SPU é descrita neste relatório e é atualmente preferida.

[0036] A conexão rígida da âncora de sucção com a SPU aumenta a capacidade de fundação. Fazer esta conexão prendendo a SPU na âncora de sucção permite tolerâncias posicionais generosas.

[0037] Modalidades da invenção implementam um método para instalar condutores para poços submarinos. O método compreende: instalar uma estrutura modelo no fundo do mar, a estrutura modelo compreendendo uma fundação de mancal substancialmente horizontal; instalar pelo menos uma estaca de sucção através de uma fenda pré-existente da estrutura modelo; acoplar a estaca de sucção com a estrutura modelo; e instalar um tubo condutor através de um túnel de guia da estaca de sucção.

[0038] O método pode ainda compreender instalar aparelho tal como uma cabeça de poço, árvore de Natal ou BOP no topo do condutor e acoplar mecanicamente este aparelho na estrutura modelo.

[0039] A estrutura "overtrawlable" integrada, pré-existente da unidade protege o equipamento e fornece estabilidade lateral adicional para qualquer equipamento conectado no condutor ou âncora de sucção.

[0040] Em suma, um condutor de perfuração suportado dentro de uma âncora de sucção pode ser instalado abaixando a âncora de sucção através do topo de uma estrutura de uma unidade de processamento submarina. A base da estrutura define uma área de pouso para a âncora de sucção e suporte um sistema de fixação para fixar a âncora de sucção na estrutura.

[0041] Quando a âncora de sucção foi embutida no fundo do mar abaixo da unidade de processamento, a estrutura é fixada na âncora de sucção para formar uma unidade estrutural que compreende o condutor, a âncora de sucção e a estrutura. O equipamento adicional tal como um sistema de prevenção de estouro ou uma árvore de Natal pode ser abaixado através do topo da estrutura e no condutor que é suportado pela âncora de sucção embutida.

[0042] O tamanho da âncora de sucção tipicamente será escolhido baseado na qualidade do solo do fundo do mar. Tipicamente, a âncora de sucção será exigida para suportar um momento de flexão de até 3000 kNm.

[0043] Como a âncora de sucção é uma fundação de solo e não uma fundação de cimento, não existe necessidade de uma ponteira de cimento ou para um sistema de descarte para cimento e recortes.

[0044] Para que a invenção pode ser mais facilmente entendida, será feita referência agora, por meio de exemplo, para os desenhos anexos em que:

[0045] a Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma âncora de sucção com um condutor integrado sendo abaixado em uma unidade de processamento submarina no fundo do mar;

[0046] a Figura 2 é uma vista em perspectiva da unidade de processamento submarina mostrando a âncora de sucção e o condutor agora embutido no fundo do mar e colunas de guia eretas a partir da âncora de sucção;

[0047] a Figura 3 é uma vista em perspectiva detalhada aumentada mostrando o topo da âncora de sucção e os postes de guia eretos;

[0048] a Figura 4 é uma vista em perspectiva da âncora de sucção e o condutor em seção longitudinal central;

[0049] a Figura 5 é uma vista em perspectiva recortada de um mecanismo de aperto para fixar a âncora de sucção em uma estrutura da unidade de processamento submarina;

[0050] a Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma árvore de Natal sendo abaixada na unidade de processamento submarina ao longo das colunas de guia;

[0051] a Figura 7 é uma vista em perspectiva em detalhe aumentado mostrando a árvore de Natal sendo abaixada ao longo das colunas de guia dentro da unidade de processamento submarina; e

[0052] a Figura 8 é uma vista em perspectiva em detalhada ampliada adicional mostrando a árvore de Natal agora assentada no topo da âncora de sucção dentro da unidade de processamento submarina.

[0053] Referindo-se primeiramente às Figuras 1 e 2 dos desenhos, uma SPU 10 de acordo com a invenção compreende uma estrutura de treliça de seção em caixa estrutural 12 que é fabricada a partir de elementos estruturais ocos de construção de aço soldado.

[0054] Neste exemplo, a estrutura 12 é formatada como um trapézio regular em seção longitudinal ou em vista lateral, com extremidades em formato de cunha afunilando para baixo. Assim, o formato da SPU 10 definido pela estrutura 12 compreende uma base em geral plana 14 que assenta no fundo do mar 16, e um topo em geral plano 18 que é substancialmente paralelo à base 14 e, portanto, também ao fundo do mar 16.

[0055] Em princípio, a SPU 10 poderia ser transportada para o local de instalação a bordo de uma embarcação de instalação antes de ser abaixada da superfície para o fundo do mar 16. No entanto, a SPU é de preferência rebocada para um local de instalação, por exemplo, em água intermediária, usando o método de reboque de profundidade controlada (CDTM) conhecido na técnica. A SPU 10 pode ser uma unidade discreta ou pode ser uma cabeça de reboque de um feixe de tubulação alongado, que pode ter outra cabeça de reboque na extremidade oposta do feixe.

[0056] Quando instalada no fundo do mar 14, a SPU 10 é "overtrawlable" em virtude de suas extremidades inclinadas e painéis que encaixam de modo substancialmente nivelados no topo da estrutura 12 para proteger o equipamento alojado dentro da SPU 10.

[0057] Os painéis 20 podem ser movidos ou removidos como uma escotilha para acesso de cima para instalar ou remover itens individuais de equipamento 22 que são alojados pela SPU 10 sob o topo 18 da estrutura 12. Os lados da estrutura 12 podem ser deixados convenientemente abertos como mostrado, fornecendo acesso ao equipamento 22 para manutenção de rotina e outras operações pela intervenção submarina, por exemplo, usando um ROV.

[0058] O equipamento 22 a bordo da SPU 10 pode incluir qualquer aparelho ou disposição de tubulação que interaja com, ou controle o fluxo de, o fluido que flui através do encanamento da SPU 10. Assim, o equipamento 22 pode compreender um coletor e vários itens de aparelho de processamento. O aparelho de processamento ode estar disposto para processar fluidos de produção que fluem de um poço submarino de óleo ou gás, ou para processar outros fluidos, tal como água usada em, ou resultante de, a produção de óleo ou gás.

[0059] O equipamento 22 a bordo da SPU 10 pode também compreender outros itens de equipamento para acionar e controlar o coletor e aparelho de processamento, e opcionalmente também para controlar a flutuação e estabilidade da SPU 10 quando está sendo transportada e instalada. Outro equipamento pode ser incluído para geração, transmissão ou distribuição de energia submarina.

[0060] Tipicamente, o aparelho para processar o fluido de produção compreenderá pelo menos um separador de água para remover água do fluido de produção. Mais geralmente, o aparelho de processamento alojado pela SPU 10 pode realizar uma variedade de tarefas incluindo qualquer uma de: separação de gás/líquido; reforço submarino; compressão de gás submarina; tratamento de gás incluindo controle de ponto de condensação; aquecimento de tubulação, tratamento e injeção de água do mar; e/ou injeção de produtos químicos. Os produtos químicos podem também ser armazenados na SPU 10, prontos para injeção.

[0061] A Figura 1 mostra uma montagem de âncora de sucção 24 sendo suportada na coluna de água por um guincho ou cabo de guindaste 26 pendendo de uma embarcação de superfície (não mostrada) e sendo abaixada na SPU 10 a partir de cima. Para este propósito, um apropriado dos painéis 20 no topo 18 da SPU 10 está prestes a ser movido para o lado, ou removido como mostrado na Figura 2, para fornecer acesso ao interior da SPU 10 a partir de cima.

[0062] A montagem de âncora de sucção 24 compreende uma estaca de sucção tubular ou âncora de sucção 28. A âncora de sucção 28 é superada por uma estrutura cruciforme ou cinta de âncora 30 e contém um condutor tubular integrado 32 que está livre para mover axialmente. O condutor 32 pode, por exemplo, ter um diâmetro interno de 762 mm (30 polegadas).

[0063] Como apreciado melhor na vista em seção da Figura 4, o condutor 32 é concêntrico e coaxial com a parede tubular circundante da âncora de sucção 28, em torno de um eixo longitudinal central 34. O condutor 32 pende centralmente da cinta de âncora 30, que se estende radialmente além do diâmetro da âncora de sucção 28 para fornecer uma propagação de pontos de elevação 36 para o cabo 26.

[0064] A montagem de âncora de sucção 24 é mostrada aqui sendo destinada a uma fenda ou compartimento dedicado 38 dentro da SPU 10, onde a base 14 da SPU 10 é aberta para o fundo do mar

16. Assim, logo depois que a montagem de âncora de sucção 24 entra no compartimento 38 através do topo 18 da estrutura 12, a borda da saia na extremidade inferior da âncora de sucção 18 encontrará o fundo do mar 16.

[0065] Inicialmente, a saia da âncora de sucção 28 embute ligeiramente no fundo do mar sob seu próprio peso. Uma bomba de sucção pode então ser ativada, por exemplo, por ROV ou intervenção de mergulhador, para retirar água de dentro da âncora de sucção 28 para embutir a âncora de sucção 28 e o condutor 32 mais profundamente no fundo do mar 16.

[0066] Quando a âncora de sucção 28 e o condutor 32 atingiram a profundidade pretendida no fundo do mar 16, como mostrado na Figura 2, um ROV ou mergulhador encaixa colunas de guia eretas 40 nos soquetes 42 na cinta de âncora 30, como mostrado em mais detalhe na Figura 3. A Figura 2 mostra que as colunas de guia 40 se estendem para cima a partir da cinta da âncora 30 e através de uma abertura 44 deixada no topo da SPU 10 removendo um painel 20 acima do compartimento 34.

[0067] Na Figura 2, existem duas colunas de guia 40 que se estendem dos soquetes diagonalmente opostos 42 e, portanto são mutuamente opostos em torno do condutor 32. Nas Figuras 3 e 4, existem mais colunas de guia 40 e são dispostas de modo diferente nos soquetes 42.

[0068] As Figuras 3 e 4 mostram a disposição da montagem de âncora de sucção 24 em mais detalhe, incluído a relação entre a âncora de sucção 28, a cinta de âncora 30 e o condutor 32. Aqui, será evidente que a cinta de âncora 30 compreende elementos transversais

46 que intercepta centralmente em um colar de suporte tubular 48. O colar de suporte 48 recebe o condutor 32 telescopicamente, braços opostos se estendendo radialmente de cada elemento transversal 46, cada suporte um respectivo dos pontos de elevação 36 e, dentro do ponto de elevação 36, um dos soquetes 42 que recebem um dos postes de guia 40.

[0069] A Figura 3 mostra outros aspectos no topo da montagem de âncora de sucção 24, em particular: uma escotilha de ventilação 50 que pode também ser usada como rejuntes de contingência; e um conector "hot stab" 52 que permite operações de bomba de sucção com uma alta taxa de fluxo de, por exemplo, 1500-2000 |/min.

[0070] Enquanto não mostrado aqui, a montagem de âncora de sucção 24 pode também ser encaixada com equipamento de pesquisa para capturar e gravar informação precisa sobre direção, posição e inclihação da âncora de sucção 28. Também, um manômetro analógico pode fornecer leituras de pressão direta dentro da âncora de sucção 28.

[0071] Um sistema de aperto compreendendo múltiplas braçadeiras individualmente operáveis 54 em torno da âncora de sucção 28 também é evidente nas Figuras 3 e 4. Uma daquelas braçadeiras 54 é mostrada em detalhe na Figura 5.

[0072] Existem quatro braçadeiras 54 neste exemplo, igualmente espaçadas angularmente em torno do eixo longitudinal central 34 da montagem de âncora de sucção 24. As sapatas de braçadeira 56 das braçadeiras 54 atuam radialmente para dentro na parede tubular da âncora de sucção 28 em pares mutuamente opostos.

[0073] A sapata de braçadeira 56 de cada braçadeira 54 é móvel com relação a uma caixa de braçadeira respectiva 58. As caixas de braçadeira 58 são fixadas em elementos de viga respectivos 60 da estrutura 12 na base 14 da SPU 10. Quatro de tais elementos de viga

60 formam um retângulo ou quadrado em torno da âncora de sucção

28.

[0074] A âncora de sucção 28 é guiada em uma posição em geral central entre as caixas de braçadeira 58 por formações de guia mutuamente opostas, convergindo descendentemente 62 suportadas pelas caixas de braçadeira 58. Para este propósito, as formações de guia 62 definem superfícies de guia inclinadas para dentro e para baixo. As formações de guia 62 desse modo asseguram que a âncora de sucção 28 é pousada dentro da tolerância para aperto efetiva, por exemplo, dentro de uma caixa alvo de + 0,2 m.

[0075] O espaçamento lateral entre as caixas de aperto opostas 58 excede o diâmetro da parede tubular da âncora de sucção 28. Consequentemente, existe uma folga entre as caixas de aperto 58 e a âncora de sucção 28. Esta folga facilita a inserção da montagem de âncora de sucção 24 na SPU 10.

[0076] A folga em torno da âncora de sucção 28 pode variar entre as braçadeiras 54, dependendo de como a âncora de sucção é posicionada centralmente em entre elas. A folga diferencial entre as caixas de aperto 58 e a âncora de sucção 28 é tratada avançando as sapatas de braçadeira 56 em direções radialmente para dentro para extensões diferentes.

[0077] Cada caixa de aperto 58 contém e suporta um mecanismo de aperto que efetua movimento radial das sapatas de braçadeira 56 em resposta à rotação de um soquete de acionamento voltado para cima 64 que se projeta da caixa de aperto 58. O soquete de acionamento 64 está disposto para ser engatado e girado por uma ferramenta de torque de Classe 4 padrão, que pode convenientemente ser preso por um ROV ou mergulhador em uma maneira rotineira.

[0078] A rotação do soquete de acionamento 64 gira um parafuso de acionamento roscado ereto 66 que é fixado no soquete de acionamento 64 para girar em um eixo comum. Para este propósito, o parafuso de acionamento 66 é suportado por mancais que são fixados na caixa de aperto 58. De preferência, o parafuso de acionamento 66 tem uma rosca de contraforte para resistência máxima.

[0079] Uma porca 68 é engatada com a haste de acionamento 66, mas é mantida contra rotação. A porca 68 desse modo é acionada para cima e para baixo da haste de acionamento 66 dependendo da direção de rotação da haste de acionamento 66. A porca 68 é engatada de modo pivotante com uma manivela 70, que, portanto, gira em torno de um pivô 72 em resposta ao movimento da porca 68 ao longo da haste 66.

[0080] Mais especificamente, um primeiro braço da manivela 70 recebe a porca 68 em uma fenda, cujo alongamento permite a variação em raio entre a porca 68 e o pivô 72 da manivela 70 quando a porca 68 se move ao longo da haste reta 66.

[0081] Um segundo braço da manivela 70 se estende em torno de 90º com o primeiro braço em torno do pivô 72. O pino 74 é fixado em uma haste 76 que é restringida ao movimento radial reto com respeito à âncora de sucção 28. A sapata de braçadeira 56 é fixada em uma extremidade radialmente interna da haste 76.

[0082] O segundo braço também recebe o pino 74 em uma fenda. O alongamento da fenda permite a variação em raio entre o pino 74 e o pivô 72 quando o pino 74 e a haste 76 seguem sua trajetória reta.

[0083] Para resistência e estabilidade, a manivela 70 neste exemplo é bifurcada em duas placas paralelas, em cada lado da haste de acionamento 66, porca 68, pino 74 e haste 76.

[0084] Será evidente que a manivela 70 converte o movimento da porca 68 ao longo da haste de acionamento 66, causada rodando o soquete de acionamento 64 em movimento radial da haste 76 e, portanto, da sapata de braçadeira 56 que é fixada na haste 76.

[0085] Fixando a âncora de sucção 28 desta maneira, a estrutura 12 da SPU 10 pode ser fixada ou travada na montagem de âncora de sucção 24 quando a âncora de sucção 28 e o condutor 32 foram embutidos no fundo do mar 16 em uma extensão desejada como mostrado nas Figuras 2 e 3. O alinhamento preciso entre a montagem de âncora de sucção 24 e a estrutura 12 da SPU 10 não é necessário.

[0086] Travar a estrutura 12 na montagem de âncora de sucção 24 permite que a base 14 da SPU 10 interaja de modo benéfico com a âncora de sucção 28 para formar uma fundação mais efetiva que qualquer estrutura poderia fornecer de modo isolado. Assim, por exemplo, a base 14 da SPU 10 propaga cargas de peso através de uma área mais larga do fundo do mar 16 e assim alivia a âncora de sucção 28 de ter que lidar com todas aquelas cargas. Isto significa que a âncora de sucção 28 precisa ser tão grande e o condutor integrado 32 não precisa ser tão longo em soluções da técnica anterior.

[0087] Como será apreciado a partir da Figura 3 dos desenhos, elementos transversais 46 da cinta de âncora 30 podem assentar em flanges horizontais dos elementos de viga circundantes 60 na base 14 da SPU 10 quando a âncora de sucção 28 é embutida completamente no fundo do mar 16. Isto localiza a âncora de sucção 28 axialmente contra as cargas de peso aplicadas na âncora de sucção 28. Desta maneira, a carga axial é transferida da cinta de âncora 30 na base 14 da SPU 10, que então distribui a carga através do fundo do mar 16. Isto permite que as braçadeiras 54 sejam simplificadas quando precisam fornecer somente localização lateral em vez de localização axial.

[0088] Se a âncora de sucção 28 não está completamente embutida no fundo do mar 16, alguma folga axial poderia ser deixada entre os elementos transversais 46 da cinta de âncora 30 e os flanges horizontais dos elementos de viga 60. Em qualquer caso, a folga lateral entre os elementos transversais 46 e tramas verticais dos elementos de viga 60 fornece tolerância na posição lateral da montagem de âncora de sucção 24 com relação à estrutura 12 da SPU

10.

[0089] Será lembrado que as colunas de guia 40 são eretas a partir dos soquetes 42 na cinta de âncora 30 se estendem para cima através de uma abertura 44 no topo 18 da SPU 10. As colunas de guia 40 desse modo facilitam o alinhamento e assentamento de equipamento adicional diretamente no topo da montagem de âncora de sucção 24. Para exemplificar tal equipamento, a sequência de desenhos nas Figuras 6, 7 e 8 mostra uma árvore de Natal 78 sendo abaixada através da abertura 44 no compartimento 38 abaixo.

[0090] Tipicamente, um poço será perfurado e completado antes da árvore de Natal 78 e instalado na SPU 10. A árvore de Natal 78 pode ser instalada por uma sonda ou uma embarcação.

[0091] Inicialmente, como mostrado na Figura 6, a árvore de Natal 78 é abaixada para a SPU 10 com a orientação de cabos de guia paralelos 80. Os cabos de guia 80 se estendem para cima das colunas de guia 40 e se estendem através das passagens tubulares paralelas na árvore de Natal 78.

[0092] A Figura 7 mostra a árvore de Natal 78 engatada agora com as colunas de guia 40. A árvore de Natal 78 foi abaixada abaixo da abertura 44 no topo 18 da SPU 10 e está se aproximando do engate com a parte de extremidade de topo do condutor 32, que projeta para cima acima da cinta de âncora 30 da montagem de âncora de sucção 24.

[0093] Finalmente, a Figura 8 mostra a árvore de Natal 78 agora completamente abaixada em engate com a parte de extremidade de topo do condutor 32. A carga de peso da árvore de Natal 78 agora é tomada pela cinta de âncora 30 da montagem de âncora de sucção

24. Esta carga de peso é então distribuída entre a âncora de sucção 28 e a base 14 da SPU 10 em virtude da conexão presa entre a âncora de sucção 28 e a estrutura 12 da SPU 10.

[0094] Será notado que qualquer desalinhamento entre a âncora de sucção 28 e a SPU 10 é imaterial. Não somente as braçadeiras compensam qualquer desalinhamento mas também a árvore de Natal 78 precisa somente ser alinhada com precisão com a âncora de sucção 28 e vez de com a SPU 10. O alinhamento necessário entre a árvore de Natal 78 e a âncora de sucção 28 é assegurado pelas colunas de guia 40 sendo fixadas na cinta de âncora 30 que supera a âncora de sucção 28. Assim, o peso da árvore de Natal 78 é suportado diretamente pela âncora de sucção 28 e somente indiretamente pela base 14 da SPU 10 por meio das braçadeiras 54.

[0095] Uma vez que a árvore de Natal 78 foi instalada na SPU 10 desta maneira, conexões de energia, controle e fluido são feitas entre a árvore de Natal 78 e o coletor e outro equipamento 22 dentro da SPU 10. Tais conexões são feitas para transportar energia, sinais de controle e fluidos para e da árvore de Natal 78. O painel removido 20 também é substituído para fechar a abertura 44 acima do compartimento 34.

[0096] Em serviço, o condutor 32 se estenderá em comprimento devido à expansão térmica causada pelo fluxo de fluidos quentes dentro e assim deslizará dentro da cinta de âncora 30 para mover longitudinalmente com relação à âncora de sucção circundante 28. O equipamento no topo da montagem de âncora de sucção 24 que compreende o condutor 32, tal como a árvore de Natal 78, portanto está livre para mover para uma extensão limitada com relação à estrutura circundante 12 da SPU 10. Isto exige alguma flexibilidade ou folga nas conexões entre a árvore de Natal 78 e o coletor e outro equipamento 22 dentro da SPU 10.

[0097] É possível prender a estrutura 12 na âncora de sucção 28 antes ou depois de instalar o equipamento tal como a árvore de Natal 78 no topo da montagem de âncora de sucção 24.

[0098] Muitas variações são possíveis dentro do conceito da invenção. Por exemplo, enquanto a âncora de sucção é mostrada como sendo instalada de uma embarcação no SPU depois de rebocar a SPU, uma sequência de instalação diferente pode ser possível. Em particular, a âncora de sucção poderia ser pré-instalada e presa na SPU, após o que um guindaste de uma embarcação pode ser usado para abaixar esta montagem no fundo do mar. Em outra abordagem, uma âncora de sucção poderia ser instalada e usada para operações de perfuração antes da SPU ser instalada. A SPU pode então ser assentada na âncora de base de guia.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de instalar um condutor de perfuração para um poço submarino, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma âncora de sucção que está disposta para suportar o condutor dentro; abaixar a âncora de sucção na direção de uma unidade de processamento submarina em uma localização de fundo do mar, a unidade de processamento tendo uma estrutura que define uma base que se encontra no fundo do mar e um topo espaçado da base para acomodar o equipamento a bordo da unidade de processamento; abaixar a âncora de sucção na unidade de processamento através do topo da estrutura; embutir a âncora de sucção no fundo do mar sob a unidade de processamento; e fixar a estrutura na âncora de sucção embutida para formar uma unidade estrutural que compreende o condutor, a âncora de sucção e a estrutura; abaixar equipamento adicional através do topo da estrutura e no condutor que é suportado pela âncora de sucção embutida; e fechar uma abertura na estrutura acima do equipamento adicional no condutor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende abaixar e embutir a âncora de sucção com o condutor já suportado dentro.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas preliminares de: rebocar a unidade de processamento para um local de instalação offshore; e pousar a unidade de processamento no fundo do mar no local de instalação.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende transferir a carga de peso do equipamento adicional para a âncora de sucção embutida.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende fixar a estrutura na âncora de sucção embutida antes de abaixar o equipamento adicional no condutor.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende: conectar um ou mais elementos de guia alongados na âncora de sucção embutida; e abaixar o equipamento adicional ao longo do ou de cada elemento guia.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende abaixar o equipamento adicional através do topo da estrutura ao longo do ou de cada elemento guia, cujo elemento guia se estende para cima a partir da âncora de sucção embutida e se projeta acima do topo de estrutura.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende fazer conexões de energia, controle e/ou fluido entre o equipamento adicional e o equipamento a bordo da unidade de processamento submarina, depois de abaixar o equipamento adicional no condutor.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende perfurar um poço através do condutor antes de abaixar o equipamento adicional no condutor.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações — precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende fixar a estrutura na âncora de sucção embutida estendendo uma ou mais braçadeiras na estrutura em engate de aperto com a âncora de sucção.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende estender duas ou mais braçadeiras em engate de aperto com a âncora de sucção, essas braçadeiras sendo estendidas da estrutura para extensões diferentes com relação uma a outra.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações — precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende pousar a âncora de sucção no fundo do mar dentro de uma área de pouso definida pela estrutura, antes de embutir a âncora de sucção no fundo do mar.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende alinhar a âncora de sucção com a área de pouso fazendo contato de alinhamento entre a âncora de sucção e a estrutura enquanto abaixa a âncora de sucção na direção do fundo do mar.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a área de pouso é mais larga que a âncora de sucção.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações — precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende assentar uma cinta que se estende lateralmente da âncora de sucção em pelo menos um elemento que define a estrutura.

16. Unidade de processamento submarina, caracterizada pelo fato de que compreende: uma estrutura tendo uma base disposta para assentar no fundo do mar; e um equipamento a bordo montado na base;

em que a base da estrutura define uma área de pouso para uma âncora de sucção e suporta um sistema de fixação para fixar a âncora de sucção na estrutura; e a estrutura ainda compreende um topo espaçado da base, o topo da estrutura tendo uma abertura sobre a área de pouso para receber a âncora de sucção.

17. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o sistema de fixação compreende uma ou mais sapatas de braçadeira que são extensíveis da estrutura para a área de pouso.

18. Unidade, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o sistema de fixação compreende duas ou mais sapatas de braçadeira que são extensíveis da estrutura em direções mutuamente opostas.

19. Unidade, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que as sapatas de braçadeira são operáveis individualmente e extensíveis da estrutura para diferentes extensões com relação uma a outra.

20. Unidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizada pelo fato de que ainda compreende formações de guia que são formatadas para guiar a âncora de sucção em alinhamento com a área de pouso.

21. Unidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizada pelo fato de que, quando instalada no fundo do mar em combinação com pelo menos uma âncora de sucção que é embutida no fundo do mar dentro da área de pouso e que é fixada pelo sistema de fixação na estrutura, à ou a cada âncora de sucção contendo ou suportando um condutor de perfuração tubular.

22. Unidade, de acordo com a reivindicação 21,

caracterizada pelo fato de que a ou cada âncora de sucção é superada por uma cinta de âncora que conecta o condutor de perfuração na âncora de sucção.

23. Unidade, de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que a cinta de âncora define pontos de localização voltados para cima para equipamento de cabeça de poço adicional subsequentemente instalável.

24. Unidade, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizada pelo fato de que a conta de âncora sobrepõe e assenta em pelo menos um elemento adjacente da estrutura.

25. Unidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizada pelo fato de que ainda compreende pelo menos um elemento de guia alongado se estendendo para cima conectado na ou em cada âncora de sucção.

26. Unidade, de acordo com a reivindicação 25 quando dependente da reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que o ou cada elemento de guia é fixado em um ponto de localização da cinta de âncora.

27. Unidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizada pelo fato de que ainda compreende equipamento de caneca de poço adicional montado no condutor.

28. Unidade, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o equipamento de cabeça de poço adicional compreende um sistema de prevenção de estouro ou uma árvore de Natal.

29. Unidade, de acordo com a reivindicação 27 ou 28, caracterizada pelo fato de que ainda compreende conexões de energia, controle e/ou fluido entre o equipamento de cabeça de poço adicional e o equipamento a bordo.

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