BRPI0411578B1 - Sistema de riser tracionado pelo fundo - Google Patents

Abstract

sistema de tubo ascendente tracionado pelo fundo para conduzir petróleo de um poço de óleo fara-da-costa sobre o leito do mar para uma plataforma que flutua acima. um sistema de tubo ascedente de poço de óleo fora-da-costa compreende um ou mais condutos tubulares suspensos de uma plataforma flutuante e tendo extremidades de fundo estendendo descendentemente, substancialmente verticalmente, em direção ao leite do mar. um conjunto de conexão e tracionamento de extremidade de fundo é disposto nas extremidades de fundo dos condutos e compreende uma ligação em ponte (28) para conectar a extremidade de fundo de cada conduto a uma poço de óleo submarino associado, um peso (32) para aplicar uma tração vertical nos condutos, e um aparelho para restringir a extremidade de fundo dos condutos contra movimentação horizontal, enquanto possibilitando que os mesmo se movam livremente em uma direção vertical e pivotem livremente em suas extremidades de fundo em resposta a movimentos da plataforma sobre a superficie da água. o aparelho restritor pode compreender uma estaca telescópica (36) ou um sistema com os três trilhos guia (58). o sistema de tubo ascendente é útil com uma grande variedade de plataformas flutuantes, e pode ser empregado em sistemas de completação de árvore seca ou árvore úmida.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "SISTEMA DE RISER TRACIONADO PELO FUNDO".

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo técnico A invenção se refere, de modo geral, a tubos ascendentes de poço de óleo offshore que conduzem petróleo de poços produtores sobre o leito do mar para uma plataforma flutuante sobre a superfície do mar e, em particular, a tubos ascendentes que são tracio-nados por suas extremidades de fundo para possibilitar que eles acomodem grandes movimentos da plataforma em relação aos poços sem dano de sustentação. 2. Descrição da técnica anterior Plataformas de produção de petróleo flutuantes offshore de “árvore seca” convencionais incluem plataformas de “baixa oscilação vertical” como Spars, plataformas de perna tracionada (“TLPs”) e plataformas semi-submersíveis de calado profundo. Estas plataformas são capazes de perfuração. Estas plataformas compreendem, suportar uma pluralidade de tubos ascendentes verticais de produção e/ou tipicamente, um convés de poço, onde as árvores de superfície, ou secas, que são montadas no topo dos tubos ascendentes, ficam localizadas, e um convés de produção, onde o óleo cru de um ou mais poços submarinos é coletado em um tubo de distribuição e conduzido para uma instalação de processamento para separa o óleo de água e gás carreados. Em plataformas offshore de árvore seca convencionais, cada um dos tubos ascendentes verticais se estendendo das cabeças de poço para o convés do poço são suportados sobre as mesmas por um aparelho de tracionamento e, assim, são referidos como tubos ascendentes tracionados pelo topo (“TTRs”).

Um tipo de sistema TTR convencional usa tracionado-res hidráulicos conectados ao convés de poço da plataforma offshore para suportar cada riser independentemente dos outros. Ver, por exemplo, a patente US 6.431.284, de L. D. Finn et al., e a Fig. 1 dos desenhos anexos. Cada riser 100 se estende verticalmente de uma cabeça de poço 102 sobre o leito do ma para um convés de poço 104 da plataforma, e é suportado sobre o mesmo por cilindros hidráulicos 106, de modo que a plataforma possa se mover para cima e para baixo em relação aos tubos ascendentes e, desse modo, isolam parcialmente os tubos ascendentes dos movimentos oscilatórios verticais da plataforma. Uma árvore de superfície 108 é conectada sobre o topo do riser, e um e uma ligação de ponte flexível de alta pressão 110, tipicamente incorporando um elastômero, conecta a árvore de superfície ao convés de produção 112. Entretanto, quando os requisitos de tração e curso dos tracionadores ativos aumentam, seu emprego se torna proibitivamente caro. Além disso, a plataforma offshore tem que ser capaz de suportar toda a carga dos tubos ascendentes, que pode ser substancial.

Um outro sistema TTR conhecido (ver, por exemplo, a patente US 4.702.321, de E. E. Horton e sua Fig. 2) usa “tambores de flutuação” passivos 202 para suportar um riser 204 independentemente da plataforma flutuante. Neste sistema, cada riser se estende verticalmente para cima, de uma cabeça de poço 206, através da quilha da plataforma, e para o convés de poço 208 da plataforma, onde se conecta a um tubo “tronco” 210, ao qual os tambores de flutuação são ligados. O tronco se estende acima dos tambores de flutuação e suporta a plataforma de trabalho à qual o riser e sua árvore de superfície associada são ligados. Uma ligação de ponte flexível, de alta pressão, 212 conecta a árvore de superfície 214 ao convés de produção 216. Uma vez que os tubos ascendentes são suportados independentemente pelos tambores de flutuação em relação ao casco da plataforma, o casco pode se mover para cima e para baixo em relação aos risers, e os tubos ascendentes são, desse modo, isolados dos movimentos de oscilação vertical da plataforma. Entretanto, os tambores de flutuação têm que prover suficiente flutuabilidade para prover a necessária tração de topo nos risers, e suportar o peso do tambor, do tronco e da árvore de superfície. Em águas profundas, a flutuabilidade necessária para prover este suporte é substancialmente maior, exigindo maiores tambores de flutuação. Conseqüentemente, o espaço de convés necessário para acomodar todos os tubos ascendentes também aumenta. A fabricação e emprego de tambores de flutuação individuais para cada riser é também dispendioso.

Em ambos os sistemas TTR acima, a tração aplicada ao riser tem que ser suficiente não apenas para suportar o peso do sistema de riser, como também para assegurar que o riser não fique frouxo ou vibre em resposta a vórtices de corrente. Em geral, a tração de topo necessária ficará na faixa de cerca de 1,4 a 1,6 vezes o peso do sistema de riser. O requisito aumenta dramaticamente o custo do sistema de tracionamento e, em algumas aplicações de água profunda, onde o peso do riser é substancialmente maior, pode resulta em uma sobre-tração dos tubos ascendentes.

Um terceiro tipo de sistema de riser de árvore seca compreende a assim chamada “torre de riser”, como a descrita na patente US 6.082.391, de F. Thiebaud et ai., e ilustrada na Fig. 3. Neste sistema, a torre de riser inclui um ou mais tubos rígidos verticais 302 conectados ao leito do mar através de uma conexão de pivô ou uma junta de tensão 304. Os tubos são suportados por um dispositivo de flutuação grande de topo 306, que provê suficiente flutuabilidade para suportar os tubos e impedir que os mesmos fiquem frouxos ou vibrando em resposta a correntes marinhas. Ligações de ponte flexível 308 são usadas para conectar os tubos verticais a um suporte flutuante 310. Este tipo de sistema de riser é tanto dispendioso como difícil de empregar.

Plataformas fora-de-costa de “árvore úmida” convencionais incluem Armazenamento e Descarga de Produção Flutuante (“FPSO”) e plataformas semi-submersíveis, ambas as quais têm respostas de oscilações verticais relativamente grandes. Os movimentos relativamente maiores experimentados por estes tipos de plataformas tornam o suporte de tubos ascendentes verticais de perfuração e produção impraticável. Estes tipos de plataformas são, geralmente, usados em conexão com um “sistema de completação” submarino, ou seja, árvores submarinas que são conectadas a poços arranjados sobre o leito do mar. Óleo cru produzido pode ser transportado ao logo do leito do mar com “linhas de vazão” e coletado em um tubo de distribuição. Tubos ascendentes de produção conduzem o óleo cru do tubo de distribuição ou árvores submarinas para o equipamento de processamento da plataforma de suporte flutuante. Uma vez que a plataforma de suporte experimenta movimentos relativamente grandes, tanto de oscilação vertical como horizontal, os tubos ascendentes de produção tem que ser projetados para suporta estes movimentos maiores.

Sistemas de tubos ascendentes de árvore úmida podem compreender tubos ascendentes flexíveis, por exemplo, elastoméricos. Conforme mostrado na Fig. 4, tubos ascendentes flexíveis 402 são diretamente conectados a uma plataforma flutuante 404 e apresentam uma forma de catenária do suporte flutuante descendentemente até o leito do mar, como aqueles mostrados em relação à plataforma FPSO 404 ilustrada na Fig. 4. Eles são capazes de acomodar movimentos de plataforma relativamente grandes devido a sua flexibilidade. Entretanto, ambos são pesados e dispendiosos. Alternativamente, os tubos ascendentes podem compreender os assim chamados tubos ascendentes de catenária de aço (“SCRs”).

Tubos ascendentes de catenária de aço são feitos, pri- mariamente, de aço e conectados diretamente ao suporte de flutuação por meio de uma junta flexível ou arranjo similar, e como os tubos ascendentes flexíveis, apresentam uma forma de catenária quando empregados. Adicionalmente, uma vez que eles são feitos de aço, SCRs são mais baratos. Entretanto, devido a sua grande rigidez, eles têm a tendência a problemas de fadiga resultante dos movimentos dinâmicos que eles devem sofrer, e podem exigir comprimentos relativamente maiores para acomoda os movimentos da plataforma satisfatoriamente.

Nos sistemas de riser da técnica anterior acima, os tubos ascendentes são verticais e suportados por um sistema de tracio-namento independente da plataforma flutuante, onde uma ligação de ponte flexível é usada no topo do riser vertical para absorver o movimento relativo entre o riser vertical e a plataforma flutuante, ou eles podem ser suportados diretamente pela plataforma flutuante e apresentam uma forma de catenária exigindo um comprimento relativamente maior de tubo para absorver os movimentos da plataforma flutuante. Desse modo, nos primeiros tipos de sistemas, os movimentos de plataforma são absorvidos pela parte superior do riser e, portanto, exigem um grau crítico de tração de topo para impedir uma compressão destrutiva dos tubos ascendentes e a ocorrência de colisões de risers, e nos últimos tipos dos sistemas, os tubos ascendentes têm que vergar para absorver os movimentos e, por conseguinte, exigem comprimentos substancialmente maiores de tubo para funcionar.

À luz das desvantagens expostas do sistema de riser da técnica anterior, uma necessidade sentida há muito tempo e ainda não satisfeita existe na indústria de petróleo de um sistema de riser de poço de óleo offshore simples, de baixo custo e ainda seguro e confiável que compense os movimentos de uma plataforma flutuante associada. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, um sistema de ri-ser de poço de óleo offshore é provido, o qual eficientemente compensa os movimentos de uma plataforma flutuante de perfuração ou produção. O sistema de ri ser é relativamente barato, simples de fabricar e empregar, e confiável na operação.

Em um exemplo de seu modo de realização, o sistema de riser inédito compreende um conduto tubular suspenso de uma plataforma flutuante e tendo uma extremidade de fundo se estendendo descendentemente, substancialmente verticalmente em direção ao leito do mar, e um conjunto de conexão e tracionamento de extremidade de fundo compreende uma ligação de ponte para conectar a extremidade de fundo do conduto para restringir a extremidade de fundo do conduto contra movimentação horizontal, enquanto possibilitando que o mesmo se mova livremente em uma direção vertical e pi vote livremente em sua extremidade de fundo em resposta a movimento da plataforma sobre a superfície da água. O sistema de riser é, primariamente, aplicável a plataformas flutuantes de baixa oscilações verticais, como SPARs, TLPs, semi-submersfveis de calado profundo e a outras plataformas usadas em águas relativamente calmas, por exemplo, oeste da Á rica e Brasil. O sistema de riser inédito pode ser usado em sistemas de completa-ção de árvore seca ou árvore úmida, e o uso de um flutuador de baixa oscilação vertical minimiza o "curso” máximo de movimentação vertical, necessário ao conjunto de conexão e tracionamento por extremidade de fundo. O conduto pode compreender um único riser, ou um feixe deles, cada um conectado a um respectivo poço através de uma ligação em ponte associada. O feixe de tubos riser pode compreender um revestimento externo grande, no qual uma pluralidade de tubos ascendentes tubulares individuais é arranjada. O espaço anular do re- vestimento grande pode ser usado para facilitar o fluxo de petróleo através do sistema de riser, por exemplo, para isolar os tubos ascendentes individuais contra temperaturas frias de ambiente submarino ou, alternativamente, para aquecer os tubos ascendentes ativamente, como pela injeção de vapor ou água quente no espaço anular. O revestimento externo pode prover também uma redundância de “casco duplo” no caso de rompimento de um dos tubos ascendentes. A ligação em ponte pode compreender um tubo flexível, uma pluralidade de seções interconectadas de tubo recurvado, uma ligação em ponte de “cotovelo” ou rígida convencional, ou pode ser articulada com um tipo de ligação em ponte de “junta flexível”. As ligações em ponte são arranjadas para absorver substancialmente todos os movimentos da plataforma flutuante.

Uma característica vantajosa da presente invenção é o fato de, enquanto o conduto é livre para se mover verticalmente para acomodar os movimentos verticais da plataforma flutuante de suporte, a movimentação horizontal da extremidade de fundo do conduto é substancialmente restringida. Isto elimina o tipo de movimentação da extremidade de fundo do riser que leva a elevadas tensões de fadiga nas ligações em ponte associadas. Uma outra característica da invenção é o fato da extremidade de fundo do conduto ser pivotadamente conectada ao conjunto restritor, por exemplo, com uma junta universal, uma junta presa por pino, uma junta de tensão, ou equivalente, que possibilita o sistema de riser pivotar livremente em relação a sua extremidade de fundo e, desse modo, acomoda movimentos horizontais do suporte flutuante enquanto eliminando tensões de dobramento prejudiciais no conduto.

Uma melhor compreensão das acima e outras características e vantagens da presente invenção pode ser obtida a partir de uma consideração de sua descrição detalhada, especialmente se esta consideração for feita em conjunto com as vistas dos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista em perfil de um sistema de riser de poço de óleo offshore de árvore seca tracionado pelo topo empregando tracionadores ativos de riser hidráulicos de acordo com a técnica anterior; A Fig. 2 é uma vista em perfil de um sistema de riser de árvore seca tracionada pelo topo de acordo com a técnica anterior; A Fig. 3 é uma vista em perfil de um sistema de riser de árvore úmida tipo torre de acordo com a técnica anterior; A Fig. 4 é uma vista em perfil de um sistema de riser de árvore úmida FPSO de acordo com a técnica anterior; A Fig. 5 é uma vista em perfil de um exemplo de modo de realização de um sistema de riser de poço de óleo offshore tracionado pelo fundo de acordo com a presente invenção; A Fig. 6 é uma vista em seção transversal do sistema de riser da Fig. 5, vista ao longo da linha de seção 6-6; A Fig. 7 é um perfil parcial de um segundo exemplo de modo de realização de um sistema de riser de poço de óleo offshore tracionado pelo fundo de acordo com a presente invenção; A Fig. 8 é uma vista em seção transversal do sistema de riser da f 7, vista ao longo da linha de seção 8-8; A Fig. 9 é uma vista em perfil parcial de um terceiro exemplo de modo de realização de um sistema de riser tracionado pelo fundo de acordo com a presente invenção; A Fig. 10 é uma vista em perfil parcial de um quarto exemplo de modo de realização de um sistema de riser tracionado pelo fundo de acordo com a presente invenção; A Fig. 11 é uma vista em perfil de um sistema de riser tracionado pelo fundo de acordo com a presente invenção, mostrando a configuração do sistema antes e depois de movimentação de uma plataforma flutuante associada;

A Fig. 12 é uma vista em perfil parcial ampliada do sistema de riser da Fig. 11, mostrando a configuração da extremidade de fundo do sistema antes e depois da movimentação da plataforma. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um primeiro exemplo de um sistema de riser de poço de óleo offshore tracionado pelo fundo 10 de acordo com a presente invenção é ilustrado na vista de perfil da Fig. 15. O exemplo de sistema de riser ilustrado compreende um revestimento ou conduto tubular 12 envolvendo uma pluralidade de tubos ascendentes tubulares individuais 14 suspensos de uma plataforma flutuante (omitida por transparência) e se estendendo descendentemente substancialmente verticalmente em direção ao leito do ma 16 através de uma junta flexível 18 localizada na quilha 20 da plataforma flutuante. Cada um dos tubos riser individual 14 se estende para cima para um convés de poço ou produção 22 da plataforma, e é terminado no mesmo por uma árvore individual 24.

Um conjunto de conexão e tracionamento de extremidade de fundo 26 é ligado à extremidade de fundo do conduto 12 a uma distância de cerca de 15 a 45 metros acima do leito do mar. O conjunto de conexão e tracionamento compreende ligações em ponte 28 que conectam a extremidade de fundo de cada riser a um respectivo equipamento de poço submarino 30, um peso 32 para aplica tração vertical no conduto 12, e meios 34 para restringir a extremidade de fundo do conduto contra movimentação horizontal, enquanto possibilita que a mesma se mova na direção vertical e pivote livremente ao redor de sua extremidade de fundo em resposta a movimentos da plataforma flutuante.

No primeiro exemplo de modo de realização ilustrado na Fig. 5, estes meios de restrição 34 compreendem uma estaca telescópica 36 que é conectada à extremidade de fundo do conduto 12 através de uma junta pivô de rótula 38 e deslizantemente retida em uma guia de estaca 40 que é cravada no leito do mar 16. A estaca telescópica possibilita que o conduto 12 se mova para cima e para baixo livremente para acomodar os movimentos verticais da plataforma flutuante, enquanto impede movimentação horizontal de sua extremidade de fundo. Isto impede o tipo de movimentação de riser que pode levar a altas tensões de fadiga nas ligações em ponte associadas 28. A junta pivô possibilita que o conduto pivote livremente ao redor de sua extremidade de fundo e, desse modo, acomode movimentos horizontais do suporte flutuante, enquanto impede grandes tensões de dobramen-to no conduto. A extremidade de fundo do conduto é, assim, restringida a se mover em um pequeno envelope em relação ao leito do mar e, assim, tensões nas ligações em ponte também são reduzidas.

As ligações em ponte 28 que conectam a extremidade de fundo de cada riser 14 a um dos respectivos equipamentos submarinos 30, por exemplo, uma cabeça de poço, uma árvore submarina, uma árvore divisória, um tubo de distribuição, uma linha de fluxo sobre o leito do mar, ou equivalente, se estendem, geralmente, paralelo ao leito do mar 16 e, para reduzir ainda mais as tensões e cargas de fadiga atuando sobre as mesmas, são projetadas para serem relativamente flexíveis. Para esta finalidade, seções de tubo recurvadas interco-nectadas, ligações em ponte de tubo flexível, seções de tubo retas conectadas a juntas esféricas, ou carretéis normais de U invertido podem ser usados. Adicionalmente, as ligações em ponte podem ser configuradas para possibilitar operações com wireline, tubulação flexível ou de “calibragem de tubos” serem conduzidas através das mesmas e, caso assim, devem incorporar dobras radiais tendo um raio de não menos do que cerca de 5 e, de preferência, não menos do que 10 vezes o diâmetro externo dos tubos ascendentes individuais. O peso de tracionamento 32 pode ser arranjado sobre a extremidade de fundo do revestimento 12 ou da estaca telescópica 36, e é usado para comunicar tração vertical no conduto e estabilizar ainda mais seus movimentos. Em um modo de realização vantajoso,a tração comunicada ao conduto pelo peso é de cerca de 1,05 a 1,2 vezes o peso total do conduto para controlar eficientemente sua movimentação e impedir vibrações devidas a ondas e correntes atuando sobre o mesmo. Pode se visto que, uma vez que o conduto fica pendente da plataforma flutuante, o peso de tracionamento só precisa prover a parte decimal (ou seja, cerca de 0,05 a 0,2) da tração desejada. Isto fica em contraste distinto com os sistemas de riser tracionado pelo topo da técnica anterior, nos quais a flutuabilidade da plataforma e/ou tambores de flutuação tem que ser suficiente não apenas para suporta o peso do conduto, mas prover, também, a necessária tração no mesmo.

No modo de realização particular ilustrado nas Figs. 5 e 6, o sistema de riser 10 compreende seis tubos ascendentes tubulares individuais 14 arranjados em um feixe e envoltos de modo protegido dentro de um revestimento externo maior 12. O revestimento externo provê uma barreira para conter vazamento no caso de um rompimento em um dos tubos ascendentes individuais e, adicionalmente, o espaço anular 42 entre o revestimento externo e os tubos ascendentes individuais (ver Fig. 8) pode ser usado para facilitar o fluxo de produção, por exemplo, para isola os tubos ascendentes individuais contra temperaturas geladas de ambiente submarino ou, alternativamente, aquecer os mesmos, como por injeção de vapor ou água quente no espaço anular. Naturalmente, o sistema de riser pode compreender também apenas um tubo único ou feixe de tubos, sem um revestimento externo.

Modos de realização alternativos de sistemas de riser 10 estão ilustrados nas Figs. 7-10. O sistema ilustrado na Fig. 7 é similar ao mostrado na Fig. 5, exceto pelo fato do conduto 12 incluir um “centralizador”, ou tubo de núcleo 44 (ver Fig. 8) cuja função é suportar as cargas de tração nos tubos risers. Este tubo de núcleo é estendido descendentemente do feixe de revestimento externo e tubos ascendentes individuais 14 e é pivotadamente conectado à estaca telescópica 36 por meio de uma junta universal 38. Neste modo de realização, a estaca telescópica compreende também o peso tracionador do conjunto de conexão e tracionamento de extremidade de fundo 26.

No modo de realização ilustrado na Fig. 9, a extremidade de fundo do conduto 12 é pivotadamente conectada a uma barra de chumbo 46. A barra de chumbo tem uma chapa de base 48 contendo uma pluralidade de orifícios em uma sua extremidade inferior. Uma base de guia 50, que se apóia sobre o leito do ma e é estabilizada pelo seu peso próprio, inclui uma pluralidade de postes guias verticais 52, cada um dos quais é recebido em um dos furos correspondente na chapa de base. A barra de chumbo e, assim a extremidade de fundo do conduto, ficam, desse modo, restritos a se mover apenas verticalmente em resposta a movimentações da plataforma flutuante, e a tração de fundo no conduto é suprida pelo peso da barra de chumbo.

No modo de realização ilustrado na Fig. 10, o condito de riser 12 é conectado por uma junta pivô 38 a um peso tracionador 32. O peso tracionador, por sua vez, é pivotadamente ligado às extremidades superiores dos três barcos rígidos 54. As extremidades inferiores dos braços são, cada uma, ligadas pivotadamente a uma respectiva sapata 56 que fica restrita a deslizar horizontalmente dentro de um respectivo trilho guia horizontal 58 ligado ao leito do mar 16. Este arranjo, como aqueles dos outros modos de realização, restringe a extremidade de fundo do conduto contra movimentação horizontal, en- quanto possibilita que ela se mova livremente em uma direção vertical e pivote livremente ao redor de sua extremidade de fundo em resposta a movimentos da plataforma flutuante. A Fig. 11 ilustra a configuração do sistema de riser tra-cionado pelo fundo 10 da presente invenção antes e depois da movimentação de uma plataforma flutuante associada 60, respectivamente. Uma vista em perfil parcial ampliada do sistema de riser da Fig. 11 está ilustrada na Fig. 12, mostrando a combinação do curso vertical e movimentação pivotante da extremidade de fundo do sistema de riser para acomodar a movimentação superficial da plataforma flutuante. O sistema de riser tracionado pelo fundo 10 da presente invenção é aplicável a uma grande variedade de instalações. Sem dúvida, uma grande faixa de tipos de riser de produção e serviço pode ser usada para conectar o equipamento submarino à plataforma flutuante, incluindo tubo único, tubo-em-tubo, feixes de tubos (ou seja com ou sem um revestimento externo e com ou sem um tubo de núcleo), isolado ou não. O sistema de riser pode incluir também linhas de serviço, umbilicais, linhas de injeção, linhas de elevação de gás, linhas de aquecimento ativo e linhas de monitoramento de um tipo conhecido por alguém experiente na técnica. Além disso, o sistema de riser pode ser empregado em sistemas de completação superficial ou submarino, ou suas combinações, por exemplo, com árvores secas, árvores úmidas ou assim chamadas “árvores divisórias”.

As muitas vantagens do sistema de riser inédito incluem que nenhum tambor de flutuação dispendioso seja necessário, uma vez que a plataforma flutuante provê flutuação barata para suportar o sistema. Uma vez que menos tração é necessária no riser, menor tensão é aplicada ao mesmo. O peso de tracionamento pela extremidade de fundo precisa prover apenas uma parte racionaria da tração necessária no sistema e, uma vez que um peso de tracionamento não pode ser acidentalmente inundado, o sistema é mais seguro do que aqueles que utilizam tambores de flutuação. Configurações de feixe de tubos riser impedem efetivamente colisões entre tubos ascendentes adjacentes e reduzem a quantidade total de tração no riser necessária. Configurações de feixe provêem também uma vantagem de peso, uma vez que apenas um revestimento externo é necessário para proteger uma pluralidade de tubos ascendentes individuais. Quando o sistema de riser compreende um tubo de aço, ele é também custo-efetivo e, uma vez que o sistema seja substancialmente vertical, o comprimento total do riser necessário é reduzido. O sistema provê conexão direta com a plataforma flutuante, e pode prover acesso direto ao poço, como em sistemas de riser tracionados pelo topo, de árvore seca, convencionais. Uma vez que não há movimento relativo entre o riser e a plataforma flutuante, tubulação rígida pode ser usada para conectar o sistema de riser ao convés de processamento. As vantagens descritas tornam viável o desenvolvimento de riser de águas ultraprofundas.

Como será aparente a alguém experiente na técnica, muitas modificações, alterações e substituições são possíveis aos materiais, métodos e configurações dos sistemas de riser da presente invenção sem se afastar de seu espírito e escopo. Conseqüentemente, o escopo da presente invenção não deve ser limitado ao dos modos de realização particulares aqui descritos e ilustrados, uma vez que estes são meramente exemplos de natureza. Em vez disso, o escopo da presente invenção deve ser comensurado com o das reivindicações anexas, e seus equivalentes funcionais.

Claims (12)

1. Sistema de riser tracionado pelo fundo (10) para conduzir petróleo de um poço de óleo offshore sobre o leito do mar para uma plataforma que flutua acima, que compreende: um conduto tubular (12) suspenso da plataforma e tendo uma extremidade de fundo se estendendo descendentemente da mesma em uma direção substancialmente vertical e em direção ao leito do mar; e um conjunto de conexão e tracionamento (26) disposto na extremidade de fundo do conduto, o conjunto de conexão e tracionamento (26) compreendendo: uma ligação em ponte flexível (28) conectando a extremidade de fundo do conduto ao poço; um peso (32) aplicando uma tração vertical no conduto; e caracterizado por meio (34) para restringir a extremidade de fundo do conduto configurado para substancialmente impedir movimentação horizontal, enquanto possibilita que o conduto se mova livremente em uma direção vertical e pivote livremente ao redor de sua extremidade de fundo em resposta a movimentos da plataforma.

2. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do conduto (12) compreender uma pluralidade de tubos ascendentes tubulares individuais.

3. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da pluralidade de tubos ascendentes individuais ser disposta dentro um único revestimento maior.

4. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 3, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender um tubo de núcleo circundado pela pluralidade de tubos ascendentes individuais.

5. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do meio de restrição (34) compreender uma estaca telescópica (36) conectada à extremidade de fundo do conduto por uma junta pivô (38) e retida deslizantemente em uma guia de estaca (40) cravada no leito do mar.

6. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do peso (32) ser disposto sobre o conduto em sua extremidade de fundo.

7. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do peso (32) ser disposto na estaca telescópica (36).

8. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da tração vertical no conduto ficar entre 1,05 a 1,2 vezes o peso do conduto.

9. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do meio de restrição (34) compreender: uma barra de chumbo (46) conectada pivotadamente à extremidade de fundo do conduto e tendo uma extremidade inferior com uma chapa de base montada sobre si, a chapa de base (48) contendo uma pluralidade de orifícios; e uma base guia (50) disposta sobre o leito do mar e tendo uma pluralidade de postes guia verticais (52), cada poste guia sendo recebido deslizantemente em um orifício correspondente dentre os orifícios na chapa de base.

10. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do meio de restrição (34) compreender: o peso (32) ser conectado à extremidade de fundo do conduto por uma junta pivotante (38); três trilhos guia (58) ligados ao leito do mar; e três braços rígidos (54), cada um tendo uma extremida- de superior pivotadamente ligada ao peso e uma extremidade inferior pivotadamente ligada a uma respectiva sapata, e onde cada uma das sapatas é retida em um correspondente dos trilhos guia para movimentação horizontal.

11. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da ligação em ponte (28) compreender aço ou um elastômero flexível.

12. Sistema de riser de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da ligação em ponte (28) incluir um dobramen-to radial, e pelo fato do dobramento ter um raio de cerca de 5-10 vezes o diâmetro do conduto.