BRPI0516307B1 - sistema de completação submarino, método para a construção de um sistema de completação submarino e conjunto de componentes e ferramentas - Google Patents

Abstract

sistema de completação submarino e método para a construção de um sistema de completação submarino. a presente invenção refere-se a um sistema de completação submarino que inclui um primeiro componente que compreende uma primeira interface de conexão, um segundo componente que compreende uma segunda interface de conexão e um terceiro componente que compreende uma terceira interface de conexão complementar a ambas, primeira e segunda, interfaces de conexáo. conseqüentemente o terceiro componente é encaixado operativamente com o primeiro e o segundo componente.

Description

“SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, MÉTODO PARA A CONSTRUÇÃO DE UM SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO E CONJUNTO DE COMPONENTES E FERRAMENTAS” [001] O presente pedido de patente baseia-se no pedido de patente provisório US 60/616.289, depositado em 6 de outubro de 2004.

Campo da Invenção [002] A presente invenção refere-se a sistemas de completação de poços de óleo e gás submarinos. Mais especifica mente, a presente invenção refere-se a um sistema de interface universal para as conexões entre os diversos componentes do sistema de completação e as ferramentas que são utilizadas durante a instalação e o teste do sistema de completação.

Antecedentes da Invenção [003] Os sistemas de completação submarinos típicos compreendem uma série de componentes instalados permanente mente, tais como uma cabeça de poço, um suspensor de coluna, uma árvore de natal, uma tampa da árvore de natal e um conector da linha de fluxo. Geralmente, tais sistemas também compreendem uma série de ferramentas que são utilizadas temporariamente durante a instalação e o teste do sistema de completação. Essas ferramentas podem incluir um conjunto de coluna de ascensão inferior ("LRP"), um conjunto de desconexão de emergência ("EDP”), sistema de prevenção de explosão (“BOP”) e uma ferramenta de assentamento do suspensor de coluna (“THRT”). Durante a instalação, o teste e a produção, esses componentes e ferramentas são empilhados e conectados entre si em uma configuração específica.

[004] Tipicamente, a extremidade superior de cada cabeça de poço, da árvore de natal, do EDP e do LRP compreende um ponto de conexão que possui um perfil de trava mento externo específico. Além disso, a extremidade Inferior de cada árvore, do EDP, do LRP, do conector da linha de fluxo e do BOP são, normal mente, equipados com um conector hidráulico para conectar seletivamente o perfil de travamento externo de outro componente específico- Adicionalmente, a extremidade superior da cabeça de poço pode incluir um perfil interno no qual o suspensor de colunas é acomodado. Além disso, em alguns sistemas, a árvore pode incluir um perfil interno adaptado para receber uma tampa de árvore.

[005] Durante as fases de montagem, teste e produção dos sistemas submarinos mais comuns, os diversos componentes são empilhados em uma ordem específica, de modo que cada porção do conector inferior encaixa na porção do ponto de conexão superior de outro componente específico. Uma vez que cada interface do ponto de conexão/conector pode ser projetada In dependentemente, cada interface é tipicamente otimizada pelo tamanho, resistência e peso. Dessa maneira, os diversos pontos de conexão são freqü ente mente incompatíveis com todos, com exceção de um conector no qual são projetados específicamente para combinar. O projeto da interface do suspensor de coluna/da cabeça de poço e da árvore de natal/ tampa da árvore de natal são, em geral, adaptados de maneira similar. O resultado da filosofia desse projeto é uma inflexibilidade inerente nos procedimentos de teste e de instalação.

Descrição Resumida da Invenção [006] De acordo com a presente invenção, essas e outras limitações do estado da técnica são superadas por um sistema de completação submarino que inclui um primeiro componente, o qual possui uma primeira interface de conexão, um segundo componente que possuí uma segunda interface de conexão, e um terceiro componente que possui uma terceira interface de conexão, complementar a ambas, a primeira e a segunda, interfaces de conexão. Consequentemente, o terceiro componente é encaixado operativamente ao primeiro e ao segundo componente.

[007] De acordo com uma realização da presente invenção, cada uma da primeira e da segunda interface de conexão compreende um perfil de travamento e a terceira interface de conexão compreende um anel de travamento que é encaixado ao perfil de travamento. Em outra realização da presente invenção, cada uma da primeira e da segunda interface de conexão compreende um perfil de travamento externo e a terceira interface de conexão compreende um conector externo que inclui um anel de travamento encaixado no perfil de travamento.

[008] De acordo com uma outra realização da presente invenção cada uma da primeira e da segunda interface de conexão compreende uma primeira superfície impermeável, a terceira interface de conexão compreende uma segunda superfície impermeável e, a primeira e a segunda superfície impermeável, são encaixadas por uma vedação comum. Em outra realização, cada uma da primeira e da segunda interface de conexão compreende uma orifício de produção e a terceira interface de conexão compreende um punhal de produção que é encaixado a um orifício de produção.

[009] A presente invenção pode ser utilizada em conjunto com uma variedade de sistemas de completação submarinos e métodos de instalação, incluindo aqueles descritos no pedido de patente US 2004/0079520 e a publicação do pedido de patente provisório US 2005/0098321, os quais são incorporados ao presente como referência.

[010] Dessa maneira, a presente invenção compreende um sistema de completação submarino no qual as interfaces das várias ferramentas e componentes foram padronizadas em uma configuração universal. Conseqüentemente, essas ferramentas e componentes podem ser seletivamente empilhados em qualquer ordem e configuração desejada. A presente invenção, portanto, permite uma maior flexibilidade na seleção dos procedimentos de instalação e teste, fornecendo, dessa maneira, oportunidades para uma economia de custos e tempo.

Breve Descrição pas Figuras [011] Estes e outros objetivos e vantagens da presente invenção ficarão aparentes na descrição detalhada da invenção a seguir, com referência às figuras anexas. Nas figuras, os mesmos números de referência são utilizados para denotar os componentes similares nas diversas realizações.

[012] A Figura 1 é uma representação esquemática de vários componentes de um modelo de sistema de completação submarino em que cada um compreende uma interface de conexão universal segundo a presente invenção.

[013] A Figura 2 é uma vista da seção transversal longitudinal de um modo de realização de um sistema de completação submarino que possui diversos componentes, em que cada um compreende uma interface de conexão universal segundo a presente invenção.

[014] A Figura 3 é uma vista da seção transversal longitudinal de uma segunda realização de um sistema de completação submarino em um estágio inicial de instalação possuindo diversos componentes, sendo que cada um compreende uma interface de conexão universal de acordo com a presente invenção.

[015] ,A Figura 4 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 3 que é identificada pela letra “A”.

[016] A Figura 5 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 3 que é identificada pela letra "B”, [017] A Figura 6 é uma vista da seção transversal longitudinal do sistema de completação da Figura 3 mostrada em um estágio subsequente à instalação.

[018] A Figura 7 é uma vísta ampliada da porção do sistema de completação da Figura 6 que é identificada pela letra “C”.

[019] A Figura 8 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 6 que é identificada pela letra “D’'.

[020] A Figura 9 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 6 que é identificada pela letra Έ” [021 ] A Figura 10 é uma vista da seção transversal longitudinal do sistema de completação da Figura 6 mostrada em um estágio subseqüente da instalação.

[022] A Figura 11 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 10 que é identificada pela letra MF”.

[023] A Figura 12 é uma vísta da seção transversal longitudinal do sistema de completação da Figura 10 mostrada em um estágio subseqüente à instalação.

[024] A Figura 13 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 12 que é identificada pela letra “G”.

[025] A Figura 14 é uma vista da seção transversal longitudinal do sistema de completação da Figura 12 mostrada em um estágio subseqüente à instalação.

[026] A Figura 15 é uma vista ampliada da porção do sistema de completação da Figura 14 que é identificada pela letra MH”, Descrição Detalhada da Invenção [027] De acordo com a presente invenção» diversos componentes de um sistema de completação submarino e, ideal mente, as ferramentas que também são necessárias para instalar e testar o sistema de completação, são cada uma delas providas com uma interface de conexão universal em suas extremidades superiores, inferiores, ou ambas as extremidades superiores e inferiores. Consequentemente, a ordem nos quais esses componentes são conectados e instalados pode ser confeccionado às necessidades de um poço submarino específico, e o número de ferramentas necessário para instalar e testar os componentes pode ser minimizado. Dessa forma, a presente invenção fornece bastante flexibilidade e economia de custos no projeto e na instalação dos sistemas de completação submarinos.

[028] Em um modo de realização da presente invenção, pelo menos dois componentes compreendem uma interface de conexão universal inferior e pelo menos dois componentes compreendem uma interface de conexão universal superior, complementar a interface de conexão inferior. Conseqüentemente, cada um dos dois primeiros componentes pode ser conectado a qualquer um dos componentes secundários. Em outro modo de realização da presente invenção, pelo menos uma ferramenta de teste ou instalação compreende uma interface de conexão universal inferior e pelo menos dois componentes compreendem uma interface de conexão universal superior, complementar a interface de conexão inferior. Por isso, a ferramenta pode ser utilizada para qualquer ou ambos os dois componentes. No contexto da presente invenção, a expressão complementar significa que as interfaces de conexão universal são capazes de ser operativamente encaixadas entre si, tal como sendo conectadas e/ou vedadas entre si.

[029] A Figura 1 é um exemplo da flexibilidade que as interfaces de conexão universal da presente invenção fornecem no projeto e na instalação de sistemas de completação submarinos. A metade superior da Figura 1 ilustra uma série de componentes do sistema de completação submarino, sendo que cada um compreende uma interface de conexão universal inferior (10), e a metade inferior da Figura 1 ilustra uma série de componentes do sistema de completação submarino em que cada um compreende uma interface de conexão universal superior (12). Adicionalmente, cada uma das interfaces de conexão inferior (10) é complementar a cada uma das interfaces de conexão superior (12). Dessa maneira, cada um dos componentes mostrados na metade superior da Figura 1, pode ser conectado a cada um dos componentes mostrados na metade inferior da Figura 1. Por exemplo, o EDP pode ser instalado tanto na cabeça de poço, quanto na árvore de natal ou no LRP. De maneira similar, o THRT pode ser utilizado tanto no suspensor de coluna, quanto na árvore de natal ou no LRP.

[030] Além disso, muitos dos componentes mostrados na Figura 1, tal como a árvore de natal e o LRP podem ambos compreender uma interface de conexão universal inferior (10) e uma interface de conexão universal superior (12). Por isso, cada um de tais componentes pode ser instalado em uma variedade de locais de um sistema de completação submarino.

[031] Deve ser notado que, no contexto da presente invenção, a expressão universal não significa necessariamente idêntico. Em vez disso, para ser considerado universal, as interfaces de conexão devem possuir um número mínimo de características similares que irão permitir o encaixe de modo operativo a interface de conexão de pelo menos outro componente. Conforme mostrado na Figura 1, por exemplo, as interfaces de conexão inferior (10) para o EDP e a tampa da árvore não são idênticos; entretanto, estas interfaces de conexão compreendem um número suficiente de características similares para permitir que o EDP e a tampa da árvore sejam conectadas a ambas, a árvore e ao LRP.

[032] Dessa maneira as interfaces de conexão universal inferiores (10) para os componentes mostrados na metade superior da Figura 1 compreendem determinadas características similares que permitem que cada um desses componentes seja conectado a qualquer dos componentes mostrados na metade inferior da Figura 1. Da mesma maneira, as interfaces de conexão universal superiores (12) para os componentes mostrados na metade inferior da Figura 1 compreendem certas características similares que permitem que cada um desses componentes seja conectado a qualquer dos componentes mostrados na metade superior da Figura 1.

[033] Em particular, a interface de conexão inferior (10) para cada uma da árvore de natal e da LRP incluem um conector externo (14) e um punhal de produção (16), a interface de conexão inferior para cada um do EDP e do conector incluem um conector externo (14) e um orifício de produção (18), a interface de conexão inferior para o THRT inclui um punhal de produção (16) e um mecanismo de travamento (20), e a interface de conexão inferior para a tampa da árvore inclui um mecanismo de travamento (20). Também, a interface de conexão superior (12) para cada uma da cabeça de poço, da árvore de natal e da LRP inclui um perfil do ponto de conexão externo (22) que é encaixado pelo conector externo (14), e a interface de conexão superior para cada um do suspensor de coluna, da árvore de natal e da LRP inclui, tanto um perfil de travamento interno (24) que é encaixado pelo mecanismo de travamento (20), como um orifício de produção (26) que recebe, de maneira selada, o punhal de produção (16).

[034] Dessa maneira, os diversos componentes mostrados na Figura 1 podem ser conectados em uma variedade de configurações. Por exemplo, a árvore de natal pode ser acomodada e travada na cabeça de poço, com o punhal de produção (16) encaixado no orifício de produção (26) do suspensor de coluna. Também, a LRP pode ser acomodada e travada sobre a cabeça de poço ou a árvore de natal, com o punha de produção (16) encaixado no orifício de produção (26) do suspensor de coluna ou da árvore de natal. Adicionalmente, o EDP e o conector de linha de fluxo podem ser, cada um, acomodados e travados sobre a cabeça de poço, a árvore de natal ou o LRP. Além disso, a tampa da árvore pode ser acomodada e travada sobre a cabeça de poço, a árvore ou o LRP. Ainda mais, o THRT pode ser utilizado não apenas para instalar o suspensor de coluna, mas também a árvore e o LRP.

[035] Agora, com referência à Figura 2, as interfaces de conexão universal da presente invenção podem ser utilizadas no seguinte procedimento de instalação particularmente vantajoso para um modo de realização do sistema de completação submarino (28). Primeiramente, uma árvore de natal (30) e um LRP (32) são feitos na superfície, submergidos em um cabo ou em uma coluna de perfuração e, então, colocados úmidos próximo à cabeça de poço (34). Alternativamente, a árvore (30) e a LRP (32) podem ser feitas para um BOP (36) na superfície, e esta montagem é então submergida, em tal evento, o BOP é desconectado no momento em que o conjunto é colocado úmido próximo da cabeça de poço (34). Depois, o BOP (36) é acomodado na cabeça de poço (34) e o suspensor de coluna (38) é instalado na cabeça de poço através do BOP, utilizando um THRT (40). O THRT (40) é então recolhido dentro do BOP (36) e o BOP é desconectado da cabeça de poço (34) e reconectado no LRP (32). O conjunto de BOP/ LRP/ árvore de natal é então acomodado na cabeça de poço (34) e a árvore (30) é conectada na cabeça de poço. O THRT (40) é então abaixado para o BOP (36) e assegurado pelo LRP (32). Esta é a configuração do sistema de completação submarino (28) que é mostrado na Figura 2.

[036] O sistema de completação de fluxo (28) pode ser testado agora para o fluxo. De significância particular, o LRP (32) fornece as barreiras necessárias para o orifício de produção e o BOP (36) fornece as barreiras necessárias para o espaço anular. Dessa maneira, não há necessidade da existência para um teste de árvore submarino (SSTT) ou para uma coluna de ascensão de águas abertas, resultando em economias significantes no custo e tempo.

[037] Voltando às Figuras 3 a 15, será descrito agora, a sequência de instalação para um sistema de completação de fluxo exemplificador (110) que compreende as interfaces de conexão universais em diversos componentes. Iniciando pela Figura 3, um dispositivo de isolamento do leito marinho (“SID”) (112), que é similar a um BOP submarino completo, mas com a gaveta de cisalhamento removida, é abaixado da superfície em uma coluna de ascensão de pressão elevada (114) e acomodado e travado em uma cabeça de poço (116). Um suspensor de coluna (118) é então abaixado em um THRT (120) através de uma coluna de ascensão de pressão elevada (114) e o SID (112), e instalado na cabeça de poço (116).

[038] Conforme mostrado de maneira mais clara na Figura 4, a coluna de ascensão de pressão elevada (114) compreende uma interface de conexão universal inferior (10a) que é complementar a uma interface de conexão superior (12a) no SID (112). A interface de conexão inferior (10a) compreende um conector hidráulico externo (122), tal como um conector “tieback” (ligação de apoio perpendicular) convencional, que inclui um atuador (124) e um anel de travamento (126). A interface de conexão inferior (10a) também compreende um encaixe de vedação inferior (128) para uma vedação adequada (130), tal como uma vedação VX e uma bucha do adaptador de isolamento (132) que é ligado à coluna de ascensão de pressão elevada (114) e que suporta um anel de vedação de face radialmente para fora (134).

[039] A interface de conexão superior (12a) inclui um perfil de travamento externo (136), tal como um perfil do ponto de conexão H4 convencional, que é encaixado pelo anel de travamento (126) quando o conector (122) é ativado para assegurar, dessa maneira, a coluna de ascensão de pressão elevada (114) ao SID (112). A interface de conexão superior (12a) também compreende um canal de vedação superior (138) para a vedação (130), que forma uma pressão de vedação elevada entre a coluna de ascensão de pressão elevada (114) e o SID (112) quando esses componentes são fixados juntos, e uma superfície impermeável (140) para o anel de vedação (134).

[040] Conforme mostrado de maneira mais clara na Figura 5, o SID (112) também compreende uma interface de conexão universal inferior (10b) que é complementar a uma interface de conexão universal superior (12b) na cabeça de poço (116). A interface de conexão inferior (10b) compreende diversas características que são similares àquelas da interface de conexão inferior (10a). Dessa maneira, a interface de conexão inferior (10b) compreende um conector hidráulico externo (122), que inclui um atuador (124) e um anel de travamento (126), tal como o conector Torus IV fabricado pela FMC Technologies, Inc. de Houston, Texas, EUA. Adicionalmente, a interface de conexão inferior (10b) compreende um canal de vedação inferior (128) para uma vedação adequada (130), tal como uma vedação VX e uma bucha do adaptador de isolamento (132) que é ligado ao SID (112) e que suporta um anel de vedação de face radialmente para fora (134).

[041] A interface de conexão superior (12b) compreende diversas características que são similares àquelas da interface de conexão superior (12a). Dessa forma, a interface de conexão superior (12b) inclui um perfil de travamento externo (136), tal como o perfil do ponto de conexão H4 convencional, que é encaixado pelo anel de travamento (126) quando o conector (122) é ativado para assegurar, desta maneira, o SID (112) na cabeça de poço (116). Adicionalmente, a interface de conexão superior (12b) compreende um canal de vedação superior (138) para a vedação (130), que forma uma pressão de vedação elevada entre o SID (112) e a cabeça de poço (116) quando esses componentes são fixados juntos, e uma superfície impermeável (140) para o anel de vedação (134).

[042] Ainda com referência à Figura 5, ilustra o THRT (120) que compreende uma interface de conexão universal inferior (10c) que é complementar a interface de conexão universal superior (12c) no suspensor de coluna (118). A interface de conexão inferior (10c) compreende um mecanismo de travamento interno (142) que inclui um atuador (144) e um anel de travamento interno (146). Adicionalmente, a interface de conexão inferior (10c) inclui um punhal de produção (148) que é assegurado pelo THRT (120) e que inclui uma borda anular de vedação (150) formada em sua extremidade inferior.

[043] A interface de conexão superior (12c) compreende um perfil de travamento interno (152) que é encaixado pelo anel de travamento (146) quando o mecanismo de travamento (142) é ativado para assegurar, dessa maneira, o THRT (120) no suspensor de coluna (118). A interface de conexão superior (12c) também inclui uma superfície impermeável (154) que é encaixada pela borda de vedação (150) formando uma pressão de vedação apertada entre o orifício de produção do suspensor de coluna (156) e o orifício de produção do THRT (158).

[044] Agora, com referência à Figura 6, após o suspensor de coluna (118) ser instalado na cabeça de poço (116), o THRT (120) é recolhido dentro do SID (112), e o SID é desconectado da cabeça de poço. O SID (112) é então conectado em um LRP (160) que, conforme na realização anterior, tinha sido previamente conectado à árvore (162) na superfície e então colocada úmida próxima à cabeça de poço. O SID (112), o LRP (160) e a árvore (162) são suspensos subseqüentemente como uma unidade e acomodados na cabeça de poço (116) e a árvore é então assegurada na cabeça de poço.

[045] Conforme mostrado de maneira mais clara na Figura 7, o LRP (160) compreende uma interface de conexão superior universal (12d) que é complementar a interface de conexão universal inferior (10b) no SID (112). A interface de conexão superior (12d) compreende diversas características que são similares àquelas das interfaces de conexão superior (12a, 12b) descritas acima. Dessa maneira, a interface de conexão superior (12d) inclui um perfil de travamento externo (136), tal como um perfil do ponto de conexão H4 convencional, que é encaixado pelo anel de travamento (126) quando o conector (122) é ativado para assegurar, desta maneira, o SID (112) ao LRP (160). A interface de conexão superior (12d) também compreende um canal de vedação superior (138) para a vedação (130), que forma uma pressão de vedação apertada entre o SID (112) e a LRP (160), e uma superfície impermeável (140) para o anel de vedação (134).

[046] A interface de conexão superior universal (12d) na LRP (160) é também complementar a interface de conexão universal inferior (10c) no THRT (120). Dessa forma, a interface de conexão superior (12d) compreende diversas características que são similares àquelas da interface de conexão superior (12c) para o suspensor de coluna (118). Em relação a isto, a interface de conexão superior (12d) compreende um perfil de travamento interno (152) que é encaixado pelo anel de travamento (146) quando o mecanismo de travamento (142) é ativado para assegurar, desta maneira, o THRT (120) ao LRP (160). Adicionalmente, a interface de conexão superior (12d) compreende uma superfície impermeável (154) que é encaixada pela borda de vedação (150) para formar uma pressão de vedação apertada entre o orifício de produção do THRT (158) e o orifício de produção do LRP (164).

[047] Com relação à Figura 8, o LRP (160) também compreende uma interface de conexão universal inferior (10d) que é complementar a uma interface de conexão universal superior (12e) na árvore (162). A interface de conexão inferior (10d) compreende diversas características que são similares àquelas das interfaces de conexão inferior (10a, 10b) para a coluna de ascensão de pressão elevada (114) e o SID (112). Desta forma, a interface de conexão inferior (10d) compreende um conector hidráulico externo (122), tal como um conector Torus IV, que inclui um atuador (124) e um anel de travamento (126). Adicionalmente, a interface de conexão inferior (10d) compreende um canal de vedação inferior (128) para uma vedação adequada (130), tal como uma vedação VX e uma bucha do adaptador de isolamento (132) que suporta um anel de vedação de face radialmente para fora (134). Também, na realização da presente invenção mostrada na Figura 8, a interface de conexão inferior (12d) compreende um punhal de produção (148) que é assegurado pelo LRP (160) que inclui uma borda de vedação anular (150) na sua extremidade inferior.

[048] A interface de conexão superior (12e) compreende diversas características que são similares àquelas das interfaces de conexão superior (12a até 12d) descritas acima. Dessa forma, a interface de conexão superior (12e) inclui um perfil de travamento externo (136), tal como um perfil do ponto de conexão H4 convencional, que é encaixado pelo anel de travamento (126) quando o conector (122) é ativado, assegurando, dessa maneira, o LRP (162) na árvore de natal (162). Em adição, a interface de conexão superior (12e) compreende um canal de vedação superior (138) para a vedação (130), que forma uma pressão de vedação apertada entre o LRP (160) e a árvore de natal (162), e uma superfície impermeável (140) para o anel de vedação (134). Adicionalmente, a interface de conexão superior (12d) compreende uma superfície impermeável (154) que é encaixada pela borda de vedação (150) formando uma pressão de vedação apertada entre o orifício de produção do LRP (164) e orifício de produção da árvore de natal (166).

[049] A fim de permitir que o THRT (120) conecte-se a árvore de natal (162), a interface de conexão superior (12e) pode também incluir um perfil de travamento interno (152) que é similar àquele das interfaces de conexão superior (12c, 12d). Entretanto, nesta realização, o perfil de travamento (152) é formado em uma bucha de adaptador (168) que é assegurado no diâmetro interno da árvore de natal (162) por um anel de trava (170). Entretanto, se não houver a necessidade de conectar o THRT (120) à árvore de natal (162), a bucha do adaptador (168) pode ser omitida. A bucha do adaptador (168) permite, desta forma, a interface de conexão superior (12e) da árvore de natal (162) ser adaptada para encaixar. Operativamente, outros componentes do sistema de completação do fluxo (110), caso seja necessário.

[050] Conforme mostrada de maneira mais clara na Figura 9, a árvore de natal (162) compreende uma interface de conexão universal inferior (10e) que é complementar as interfaces de conexão universal superiores (12b, 12c) na cabeça de poço (116) e o suspensor de coluna (118), respectivamente. A interface de conexão inferior (10e) compreende diversas características que são similares àquelas das interfaces de conexão inferior (10a - 10d) descritas acima. Desta maneira, a interface de conexão inferior (10e) compreende um conector hidráulico externo (122) que inclui um anel de travamento (126) que encaixa o perfil de travamento (136) na cabeça de poço (116) para assegurar dessa forma a árvore de natal (160) na cabeça de poço. Em adição, a interface de conexão (10e) compreende um canal de vedação inferior (128) para a vedação (130) e uma bucha do adaptador de isolamento (132) que suporta um anel de vedação de face radialmente para fora (134). Além disso, a interface de conexão (12e) compreende um punhal de produção (148) que é assegurado pela árvore (162) e que inclui uma borda de vedação anular (150) que encaixa de maneira selada a superfície impermeável (154), para fornecer, desta forma, um fluido de vedação apertado entre o orifício de produção do suspensor de coluna (156) e o orifício de produção (166).

[051] Agora, com referência à Figura 10, o sistema de completação submarino (110) é mostrado com o SID (112) e o THRT (120) removido, e um EDP (170) conectado ao LRP (160). O EDP (170) é escoado por um tubo de águas abertas (172) que é conectado ao EDP com, por exemplo, uma braçadeira de travamento rápido (174).

[052] Conforme mostrado de maneira mais clara na Figura 11, o EDP (170) compreende uma interface de conexão inferior universal (1 Of) que é complementar a interface de conexão universal superior (12d) no LRP (160). Além disso, a interface de conexão inferior (1 Of) compreende diversas características que são similares àquela das interfaces de conexão inferior (10a - 10e) descritas acima. Assim, a interface de conexão inferior (1 Of) compreende um conector hidráulico externo (122), tal como um conector Torus IV de liberação de ângulo obtuso que inclui um anel de travamento (126) que encaixa o perfil de travamento (136) para assegurar, desta maneira, o EDP (170) ao LRP (160). A interface de conexão inferior (1 Of) também inclui um canal de vedação inferior (128) para a vedação (130), que fornece uma pressão de vedação apertada entre o LRP e o EDP quando esses dois componentes são assegurados juntos. Em adição a essas características, a interface de conexão inferior (1 Of) compreende um perfil de travamento inferior (176) para uma vedação intermediária (178) que, por sua vez, sela um perfil de travamento superior (180) na interface de conexão superior (12d) no LRP (160).

[053] Após o sistema de completação de fluxo (110) ter sido testado para o fluxo de maneira bem sucedida, ele está pronto para ser posicionado em produção. Com referência à Figura 12, ela é acompanhada pela retirada do EDP (170) e o LRP (160) e assegurada, por exemplo, em um conector de linha de centro submarino (182) na árvore de natal (162).

[054] Conforme mostrado na Figura 13 o conector (182) compreende uma interface de conexão universal inferior (1 Og) que é complementar a interface de conexão universal superior (12e) da árvore de natal (162). Adicionalmente, a interface de conexão inferior (10g) compreende diversas características que são similares àquelas das interfaces de conexão inferior (10a -10f) descritas acima. Dessa maneira, a interface de conexão inferior (10g) compreende um conector (122) que inclui um anel de travamento (126) que encaixa o perfil de travamento (136) na árvore de natal (162), um canal de vedação inferior (128) para a vedação (130), e um perfil de travamento inferior (176) para a vedação intermediária (176). Entretanto, diferente das interfaces de conexão inferior discutidas acima, a interface de conexão inferior (1 Og) também inclui uma série de pinos de travamento (184).

[055] Em adição as características descritas acima, a interface de conexão superior (12e) para a árvore de natal (162) inclui um canal de travamento (186) que é encaixado pelos pinos de travamento (184) para assegurar adicionalmente o conector (182) na árvore de natal (162). Em adição, o perfil de travamento inferior (180) para a vedação intermediária (178) é formado na bucha do adaptador (168), ao invés de diretamente no diâmetro interno da árvore de natal (162). Esta característica da presente invenção permite que a interface de conexão (12e) seja adaptada caso seja necessário para encaixar, operativamente, os outros componentes do sistema de completação de fluxo (110).

[056] Quando deseja-se abandonar temporariamente o poço, o conector do centro de linha submarino (182) pode ser removido e substituído com uma tampa de árvore (188). Essa é a configuração do sistema de completação submarino (110) que é mostrado na Figura 14.

[057] Conforme mostrada de maneira mais clara na Figura 15, a tampa de árvore (188) compreende uma interface de conexão universal inferior (10h) que é complementar a interface de conexão universal superior (12e) da árvore de natal (162). A interface de conexão inferior é similar a interface de conexão inferior (10b) descrita acima sendo que compreende um anel de travamento interno (146) que encaixa um perfil de travamento interno (152) para assegurar, desta forma, a tampa de árvore (188) à árvore de natal (162). Em relação a isso, o perfil de travamento (152) é formado na bucha do adaptador (168) ao invés de diretamente no diâmetro interno da árvore de natal (162).

[058] Desta forma as interfaces de conexão universal (10, 12) da presente invenção fornecem muita flexibilidade e economia nos custos no projeto e na instalação dos sistemas de completação submarinos. Ao fornecer esta interfaces nas extremidades superiores e/ou inferiores dos diversos componentes do sistema de completação e das ferramentas que são utilizadas para instalar e testar o sistema de completação, a ordem na qual os componentes são conectados e instalados, pode ser feito sob medida para as necessidades do poço submarino especifico. Adicionalmente, o número de ferramentas que são requeridas para instalar e testar esses componentes pode ser minimizado.

[059] Deve-se ser reconhecido que, enquanto a presente invenção foi descrita em relação as suas realizações preferidas, os técnicos no assunto podem desenvolver uma ampla variação de detalhes estruturais e operacionais sem se desviar dos princípios da presente invenção. Por exemplo, os diversos elementos mostrados nas diferentes realizações podem ser combinados de uma maneira não ilustrada acima. Portanto, as reivindicações anexas são elaboradas para abranger todas as aplicações equivalentes dentro do verdadeiro escopo e espírito da presente invenção.

Reivindicações

Claims (15)

1. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, compreendendo: - uma cabeça de poço (34, 116) que é posicionada na extremidade superior de um orifício de produção e compreende uma primeira interface de conexão superior (12,12b); - uma árvore de natal (30, 162) que é posicionada sobre a cabeça de poço (34, 116) e compreende uma segunda interface de conexão superior (12, 12e); - um LRP (32, 160) que é posicionado sobre a árvore de natal (30, 162) e compreende uma terceira interface de conexão superior (12, 12d); - um suspensor de coluna (38, 118) que é posicionado na cabeça de poço (34, 116) e compreende uma quarta interface de conexão superior (12, 12c); - um BOP (36); e - umTHRT (40, 120); caracterizado pelo fato de que: - o BOP (36) compreende uma primeira interface de conexão inferior (10) que é complementar e operativamente encaixada com a primeira, segunda e terceira interface de conexão superior; e - o THRT (40, 120) compreende uma segunda interface de conexão inferior (10, 10c) que é complementar e operativamente encaixada com a segunda, terceira e quarta interface de conexão superior; sendo que: - durante um primeiro estágio de instalação do sistema de completação submarino o BOP (36) é conectado à cabeça de poço (34, 116) e o THRT (40, 120) é utilizado no suspensor de coluna; e - durante um segundo estágio de instalação do sistema de completação submarino, a árvore (30, 162), com o LRP (32, 160) conectado ao topo da mesma, é conectada à cabeça de poço (34, 116) e ambos o BOP (36) e o THRT (40,120) são conectados ao LRP (32,160).

2. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma, da primeira à quarta interface de conexão superior, compreende um perfil de travamento (136, 152) e cada uma da primeira e segunda interface de conexão inferior compreende um anel de travamento (126,146) que é encaixado com o perfil de travamento.

3. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira, segunda e terceira interface de conexão superior, compreende um perfil de travamento externo (136) e a primeira interface de conexão inferior compreende um conector externo (122) que inclui um anel de travamento (126) encaixado com o perfil de travamento.

4. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma, da primeira à quarta interface de conexão superior, compreende uma primeira superfície impermeável (138), cada uma da primeira e segunda interface de conexão inferior compreende uma segunda superfície impermeável (128), e a primeira e a segunda superfície impermeável são encaixadas por uma vedação comum (130).

5. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da segunda, terceira e quarta interface de conexão superior compreende um orifício de produção (26, 156) e a segunda interface de conexão inferior compreende um punhal de produção (16, 148) que é encaixado com o orifício de produção.

6. MÉTODO PARA A CONSTRUÇÃO DE UM SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, compreendendo as etapas de: - instalar uma cabeça de poço (34, 116) na extremidade superior de um orifício de produção, a cabeça de poço (34, 116) compreendendo uma primeira interface de conexão superior (12, 12b); - fornecer uma árvore de natal (30, 162) com uma segunda interface de conexão superior (12,12e); - conectar um LRP (32, 160) à parte superior da árvore (30, 162), o LRP compreendendo uma terceira interface de conexão superior (12,12d); - fornecer um suspensor de coluna (38, 118) com uma quarta interface de conexão superior (12,12c); - conectar um BOP (36) à parte superior da cabeça de poço (34, 116); - acomodar o suspensor de coluna na cabeça de poço (34, 116) através do BOP usando um THRT (40,120); - desconectar o BOP (36) da cabeça de poço (34,116); - conectar o BOP à parte superior do LRP (32, 160), com o LRP conectado à parte superior da árvore (30, 162); e - conectar a árvore (30,162) à cabeça de poço (34,116), caracterizado pelo fato de que: - o BOP (36) compreende uma primeira interface de conexão inferior (10) que é complementar e operativamente encaixada com a primeira, segunda e terceira interface de conexão superior; e - o THRT (40, 120) compreende uma segunda interface de conexão inferior (10, 10c) que é complementar e operativamente encaixada com a segunda, terceira e quarta interface de conexão superior.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada uma, da primeira à quarta interface de conexão superior, é fornecida com um perfil de travamento (136, 152) e cada uma, da primeira e segunda interface de conexão inferior é fornecida com um anel de travamento (126,146) que é encaixado com o perfil de travamento.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira, segunda e terceira interface de conexão superior é fornecida com um perfil de travamento externo (136) e a primeira interface de conexão inferior é fornecida com um conector externo (122) que inclui um anel de travamento (126) encaixado com o perfil de travamento.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada uma, da primeira à quarta interface de conexão superior, é fornecida com uma primeira superfície impermeável (138), cada uma da primeira e segunda interface de conexão inferior é fornecida com uma segunda superfície impermeável (128), e a primeira e a segunda superfície impermeável são encaixadas por uma vedação comum (130).

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada uma da segunda, terceira e quarta interface de conexão superior é fornecida com um orifício de produção (26, 156) e a segunda interface de conexão inferior é fornecida com um punhal de produção (16, 148) que é encaixado com o orifício de produção.

11. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, compreendendo: - uma cabeça de poço (34, 116) que é posicionada na extremidade superior de um orifício de produção e que compreende uma primeira interface de conexão superior (12, 12b); - uma árvore de natal (30, 162) que é posicionada sobre a cabeça de poço (34, 116) e que compreende uma segunda interface de conexão superior (12,12e); - um LRP (32, 160) que é posicionado sobre a árvore de natal (30, 162) e que compreende uma terceira interface de conexão superior (12, 12d); - um suspensor de coluna (38, 118) que é posicionado na cabeça de poço (34, 116) e que compreende uma quarta interface de conexão superior (12,12c); caracterizado pelo fato de que: - o sistema de completação compreende adicionalmente um SID (112) que compreende uma quinta interface de conexão superior (12a) e uma primeira interface de conexão inferior (10b) que complementar e operativamente encaixada com a primeira, segunda e terceira interface de conexão superior; e - um THRT (40, 120) que compreende uma segunda interface de conexão inferior (10, 10c) que é complementar e operativamente conectada com a segunda, terceira e quarta interface de conexão superior, sendo que: - durante um primeiro estágio de instalação do sistema de completação de fluxo, o SID (112) é conectado à cabeça de poço (34, 116) e o THRT (40,120) é conectado ao suspensor de coluna; e - durante um segundo estágio de instalação do sistema de completação submarino, a árvore (30, 162), com o LRP (32, 160) conectado ao topo da mesma, é conectada à cabeça de poço (34, 116) e ambos o SID (112) e o THRT (40,120) são conectados ao LRP (32,160).

12. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma coluna de ascensão de pressão elevada (114) que compreende uma terceira interface de conexão inferior (10a) que é complementar e operativamente conectada com a primeira, segunda, terceira e quarta interfaces de conexão superior, sendo que durante um terceiro estágio de instalação do sistema de completação submarino, a coluna de ascensão de pressão elevada (114) é conectada ao SID (112).

13. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um EDP (170) que compreende uma quarta interface de conexão inferior (1 Of) que é complementar e operativamente encaixada com a primeira, segunda, terceira e quinta interfaces de conexão superior; sendo que durante um quarto estágio de instalação do sistema de completação submarino, o SID (112) é removido e o EDP (170) é conectado ao LRP.

14. SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um conector de linha de centro submarino (182) que compreende uma quinta interface de conexão inferior (1 Og) que é complementar e operativamente conectada primeira, segunda, terceira e quinta interfaces de conexão superior; sendo que durante um quinto estágio de instalação do sistema de completação submarino, o SID (112) e o LRP são removidos e o conector de linha de centro submarino (182) é conectado à árvore (30,162).

15. CONJUNTO DE COMPONENTES E FERRAMENTAS para montar, conforme o método definido na reivindicação 6, um sistema de completação submarino para uma cabeça de poço (34, 116) que é posicionada na extremidade superior de um orifício de produção e que compreende uma primeira interface de conexão superior (12, 12b), o conjunto compreendendo: - uma árvore de natal (30, 162) que é posicionada sobre a cabeça de poço (34, 116) e que compreende uma segunda interface de conexão superior (12, 12e); - um LRP (32, 160) que é posicionado sobre a árvore de natal (30, 162) e que compreende uma terceira interface de conexão superior (12, 12d); - um suspensor de coluna (38, 118) que é posicionado na cabeça de poço (34, 116) e que compreende uma quarta interface de conexão superior (12,12c); - um BOP (36); e - umTHRT (40, 120); caracterizado pelo fato de que: - o BOP (36) compreende uma primeira interface de conexão inferior (10) que é complementar e operativamente conectada com a primeira, segunda e terceira interface de conexão superior; e- o THRT (40, 120) compreende uma segunda interface de conexão inferior (10, 10c) que é complementar e operativamente conectada com a segunda, terceira e quarta interface de conexão superior.