BRPI0715385A2

BRPI0715385A2 - sistema e mÉtodo de perfuraÇço de conduto em carga

Info

Publication number: BRPI0715385A2
Application number: BRPI0715385-6A2A
Authority: BR
Inventors: Ray Rolland Ayers; Michael Hosokawa Dupre; Michael Lee Eckstein; Jack Everett Miller
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2013-06-18
Also published as: CN101501385A; US20100212754A1; CN101501385B; AU2007284157B2; NO20091006L; GB2453889B; GB0901365D0; AU2007284157A1; GB2453889A; NO340686B1; MY151704A; WO2008021792A1; US8534306B2

Abstract

APARELHOS DENTÁRIOS PRÉ-FABRICADOS, ESTOJOS E MÉTODOS PARA FORNECER CASAMENTO DE TONALIDADE CONSISTENTE. São descritos aparelhos dentários fora de medida pré-fabricados, estojos e métodos que permitem um profissional selecionar um ou mais aparelhos fora de medida pré-fabricados com característica de sombreamento de cor desejada de um estojo e unir os aparelhos selecionados aos dentes de um indivíduo. Cada aparelho (100) inclui uma camada de forma (102) incluíndo uma superfície contornada de maneira a aproximar-se a uma superfície do dente (por exemplo, a forma superficial labial de um dente selecionado). O aparelho inclui uma pluralidade camadas ou região de compósito de pelo menos parcialmente não curadas (104a, 104b). Pelo menos uma das camadas ou regiãoes de compósito (104a) está disposto adjacente à camada de forma (102), e cada região (104a, 104b) é pré-arranjada uma em relação a outra de maneira a fornecer uma configuração de sombreamento de cor geral prédeterminada. Pelo menos uma das camadas ou região de compósito (104a) de maneira a forncer uma tonalidade e intensidade desejadas ao aparelho dental.

Description

"SISTEMA E MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE CONDUTO EM CARGA" Campo da invenção

A invenção refere-se a sistemas e a métodos de perfuração de conduto em carga submarina.

Fundamentos da invenção

Perfuração de conduto em carga submarina envolve criar uma derivação nova de uma linha de fluxo submarina existente, pressurizada. Isto é feito localizando-se a posição sobre a linha existente onde o furo será criado, instalando-se um colar de contenção de pressão, perfurando-se um furo na linha, removendo-se o cupom, e conectando-se a nova linha à antiga. Perfuração de conduto em carga submarina tem sido uma operação muito complexa e cara, envolvendo aparelhos e colares volumosos e maciços.

A patente U.S. 6.648.562 apresenta um aparelho para perfurar em conduto sobre carga um furo em uma tubulação adaptada para ser acoplada a um conjunto de suporte tendo comunicação vedada com o exterior de uma tubulação e tendo um corpo de máquina de perfuração de conduto em carga com uma barra de furação suportada rotativamente na mesma, com um cortador circular na extremidade inferior da mesma, um parafuso de avanço suportado rotativamente pelo corpo da máquina de perfuração de conduto em carga para posicionar axialmente a barra de furação, um conjunto de acionamento da barra de furação acionado hidraulicamente dentro do corpo da máquina de perfuração de conduto em carga acionando a barra de furação, um conjunto de acionamento do parafuso de avanço acionado hidraulicamente dentro do corpo de máquina de perfuração de conduto em carga acionando o parafuso de avanço, e um eixo de acionamento auxiliar afixado para girar o conjunto de acionamento do parafuso de avanço se estendendo para fora do corpo de máquina de perfuração de conduto em carga e adaptado para receber energia rotativa mecânica suplementar para a rotação do parafuso de avanço, de modo que a barra de furação possa ser recolhida caso a energia hidráulica seja perdida. Um sistema de compensação de pressão permite que o aparelho seja operado em um ambiente submarino. Um sistema indicador de localização permite que a posição da barra de furação seja lida do lado de fora em uma localização remota como, sobre a superfície do oceano, e é provido um retentor de cupom melhorado. A patente U. S. 6.648.562 é aqui incorporada em sua totalidade pela referência.

A patente U.S. 6.290.432 apresenta um processo de perfuração em conduto sobre carga de uma tubulação submarina pressurizada, sem mergulhador, sem remover a tubulação do serviço. O processo inclui as etapas de abaixar e assentar uma ferramenta de medição sobre a tubulação a fim de verificar a ovalação e a retidão da tubulação com a ferramenta de medição. Armações para alçamento de tubo são abaixadas e assentadas sobre a tubulação, espaçadas a partir de uma localização escolhida. A tubulação é levantada por atuadores hidráulicos ou parafusos mecânicos nas armações para alçamento. Um encaixe para perfuração de conduto em carga e a armação de orientação anexa são abaixados e assentados sobre a tubulação entre as armações para alçamento de tubo. As armações para alçamento de tubo são levantadas incrementalmente até que a tubulação esteja inteiramente assentada no encaixe para perfuração de conduto em carga e na armação de orientação. Um grampo de fixação é preso à tubulação. Uma máquina de perfuração de conduto em carga é abaixada sobre o encaixe para perfuração de conduto em carga e a armação de orientação. A tubulação é, então, perfurada com a máquina para perfuração de conduto em carga. A tubulação é, depois disso, abaixada esvaziando-se as bolsas de armação de elevação. A patente U. S. 6.290.432 é aqui incorporada na sua totalidade pela referência.

Há uma necessidade na técnica de sistemas e métodos para perfuração de conduto em carga melhorados.

Há uma necessidade na técnica de sistemas para perfuração de conduto em carga menos maciços. Há uma necessidade na técnica de sistemas para perfuração de conduto em carga menos complexos.

Há uma necessidade na técnica de sistemas para perfuração de conduto em carga com uma exigência de energia mais baixa.

Há uma necessidade na técnica de sistemas para perfuração de

conduto em carga que possam ser manobrados e/ou operados com um ROV (veículo operado remotamente).

Há uma necessidade na técnica de sistemas e métodos para perfuração de conduto em carga mais baratos. Sumário da invenção

Um aspecto da invenção provê um sistema para perfuração de conduto em carga submarina, compreendendo uma tubulação existente; um corpo de perfuração de conduto em carga submarina de inflação encaixado ao redor da tubulação; e uma resina injetada entre a tubulação e o corpo. Em alguns modos de realização, o sistema inclui igualmente um cortador de braço radial, adaptado para cortar um furo na tubulação existente.

As melhorias da invenção incluem uma ou mais dentre as

seguintes:

sistemas e métodos para perfuração de conduto em carga

melhorados;

sistemas para perfuração de conduto em carga mais leves;

sistemas para perfuração de conduto em carga menos

complexos;

sistemas para perfuração de conduto em carga com exigência de energia menor;

sistemas para perfuração de conduto em carga que podem ser manobrados e/ou operados com um ROV (veículo operado remotamente); e/ou

sistemas e métodos para perfuração de conduto em carga mais baratos.

Breve descrição dos desenhos

As Figs. IA-IC ilustram uma perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 2 ilustra um tubo de derivação de acordo com alguns

modos de realização aqui apresentados.

As Figs. 3A e 3B ilustram uma perfuração de conduto em carga s de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 4 ilustra uma perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 5 ilustra uma perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

As Figs. 6A e 6B ilustram uma perfuração de conduto em carga e uma armação de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 7 ilustra um conjunto de perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 8 ilustra uma sistema de corte e perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. A Fig. 9 ilustra um sistema de corte de acordo com alguns

modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 10 ilustra um sistema de corte de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados.

A Fig. 11 é um fluxograma de um método de instalar uma perfuração de conduto em carga de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. Descrição detalhada da invenção

Agora, com referência às Figs. 1A-1C, é ilustrado uma perfuração de conduto em carga montada 102 de acordo com os modos de realização aqui apresentados. Como mostrado nas Figs. 1A-1C, uma perfuração de conduto em carga 102 inclui um encaixe para perfuração de conduto em carga 108 acoplado a um tubo mãe ou condutor 106 e um tubo de derivação 104 disposto no encaixe para perfuração de conduto em carga 108.

Como mostrado na Fig. IB5 o tubo de derivação 104 pode incluir uma sela 110 sobre uma superfície inferior do tubo de derivação 104, provendo, desse modo, uma superfície de contato encurvada 112 do tubo de derivação 104 para encaixe com o tubo mãe 106. Em um modo de realização, como mostrado na Fig. 1C, o encaixe para perfuração de conduto em carga 108 pode incluir pelo menos dois segmentos, um segmento superior 118 e um segmento inferior 120. Alguém perito na técnica apreciará que embora os segmentos 118, 120 sejam referidos como segmentos "superior" e "inferior" para facilitar a compreensão das figuras, um encaixe para perfuração de conduto em carga pode ter mais de dois segmentos e pode ser segmentado sobre qualquer eixo sem fugir do escopo dos modos de realização aqui apresentados.

Em alguns modos de realização, o segmento inferior 120 do encaixe para perfuração de conduto em carga 108 inclui uma superfície encurvada 122 configurada para encaixar o tubo mãe 106. Em alguns modos de realização, uma superfície interna do segmento inferior 120 pode incluir meios de preensão ou meios de deslizamento (por exemplo, como mostrado abaixo em maior detalhe na Fig. 8) para encaixe mecânico com o tubo mãe 106.

Em alguns modos de realização, o segmento superior 118 inclui uma superfície encurvada 124 configurada para encaixar o tubo mãe 106. O segmento superior 118 é configurado para receber o tubo de derivação 104. O segmento superior 118 e o segmento inferior 120 do encaixe para perfuração de conduto em carga 108 podem ser acoplados por qualquer método conhecido na técnica (por exemplo, solda, articulações, pinos, parafusos, rebites, adesivos, etc.) para prender firmemente o segmento superior 118 ao segmento inferior 120 ao redor do tubo mãe 106.

A Fig. 2 ilustra uma vista detalhada do tubo de derivação 104. O tubo de derivação 104 inclui uma sela 110 para acoplar o tubo de derivação 104 a um tubo mãe. Pelo menos um elemento de vedação 114 pode ser disposto sobre a superfície de contato encurvada 112 da sela 110 do tubo de derivação 104 para encaixe com vedação entre o tubo de derivação 104 e o tubo mãe 106. O elemento de vedação 114 pode ser, por exemplo, um "nariz" ou vedação frontal. Por exemplo, o elemento de vedação 114 pode incluir uma vedação de elastômero (por exemplo, anéis-O flexíveis) colocada em pelo menos uma ranhura usinada na superfície de contato encurvada 112 da sela 110. Conseqüentemente, quando a perfuração de conduto em carga 102 (Fig.IA) é montada no tubo mãe 106, os elementos de vedação 114 contatam e vedam o tubo de derivação 106 ao redor do tubo mãe 106. Em outro modo de realização, pelo menos um elemento de vedação 114 pode incluir vedações de face dupla.

A Fig. 3A ilustra a perfuração de conduto em carga 302 de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. Neste modo de realização, o encaixe para perfuração de conduto em carga 334, como mostrado, por exemplo, na Fig. 3B, pode ser montado ao redor do tubo mãe 306. O encaixe para perfuração de conduto em carga 334 pode incluir pelo menos dois segmentos, um primeiro segmento 336 e um segundo segmento 338, acoplados ao tubo mãe 306. Como mostrado, os primeiros e segundos segmentos 336, 338 são acoplados por, por exemplo, uma articulação 348. Em alguns modos de realização, os primeiros e segundos segmentos 336, 338 podem ser acoplados por pinos, parafusos, ou outros mecanismos de acoplamento ou travamento conhecidos na técnica. Os elementos de vedação 337 podem ser dispostos sobre um diâmetro interno do encaixe para perfuração de conduto em carga 334 próximo das extremidades axiais do encaixe para perfuração de conduto em carga 334. Os elementos de vedação 337 podem ser, por exemplo, anéis-O ou outras vedações elastoméricas conhecidas na técnica. Em alguns modos de realização, o tubo de derivação 346 pode ser formado integralmente com o primeiro segmento 336, como mostrado nas Figs. 3A e 3B. Vedações frontais 314 (mostradas na Fig. 3B) podem ser dispostas ao redor da abertura inferior 350 do tubo de derivação 346. Os elementos de vedação 314 podem ser, por exemplo, anéis-O ou outras vedações elastoméricas conhecidas na técnica.

Com referência às Figs. 3A e 3B será descrito agora um método de atuar a perfuração de conduto em carga 302, de acordo com os modos de realização aqui apresentados. Neste modo de realização, uma resina 332 é introduzida entre o tubo mãe 306 e o encaixe para perfuração de conduto em carga 334. Exemplos de resinas 332 que podem ser usadas de acordo com os modos de realização aqui apresentados, incluem epóxis, vedadores, ou quaisquer materiais similares conhecidos na técnica. A resina 332 pode ser injetada ou bombeada a partir de um injetor de resina 340 através do tubo 342 dentro de uma porta 344 no encaixe para perfuração de conduto em carga 334. A resina 332 pode preencher o espaço ou vazios entre uma superfície interna 315 do encaixe para perfuração de conduto em carga 334 e uma superfície externa 316 do tubo mãe 306. Como aqui usado, este método de injetar a resina dentro do encaixe para perfuração de conduto em carga pode ser referido como "inflação" da perfuração de conduto em carga ou uma etapa de "inflação". Adicionalmente, a perfuração de conduto em carga 302 pode ser referido como "uma perfuração de conduto em carga de inflação." A resina 332 pode prover a pressão de vedação e endurecimento para vedar o encaixe para perfuração de conduto em carga 334 e o tubo mãe 306 e, uma vez endurecida pode prover rigidez estrutural ao encaixe para perfuração de conduto em carga 334.

A Fig. 4 ilustra a perfuração de conduto em carga 102 (com referência às Figs. 1A-1C), de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. Neste modo de realização, a perfuração de conduto em carga 102 está montada ao redor do tubo mãe 106. O encaixe para perfuração de conduto em carga 108 pode incluir o segmento superior 118 e o segmento inferior 120. O segmento inferior 120 e o segmento superior 118 podem ser acoplados por qualquer método conhecido na técnica (por exemplo, articulações, pinos, parafusos, etc.). O tubo de derivação 104 pode ser montado com o segmento superior 108 antes da montagem do conjunto de encaixe para perfuração de conduto em carga 108 ou durante a montagem do encaixe para perfuração de conduto em carga 108.

Com referência à Fig. 4, é descrito agora um método para atuar a perfuração de conduto em carga 102, incluindo um método de ajustar o tubo de derivação 104 e de energizar o elemento de vedação 114, de acordo com os modos de realização Neste modo de realização, a resina 332 pode ser injetada a partir do injetor de resina 340 através de uma porta 344 disposta entre o segmento superior 118 e o tubo de derivação 104, atuando, desse modo, um "pistão" para ajustar os elementos de vedação 114 dispostos sobre a superfície de contato encurvada 112, da sela 110. Ou seja, quando a resina 332 é injetada dentro do encaixe para perfuração de conduto em carga 106, a resina 332 atua como um fluido hidráulico atuando sobre a superfície como pistão 410 do tubo de derivação 104, movendo, desse modo, o tubo de derivação 104 para baixo (indicado em D) e os elementos de vedação 114 em contato de vedação com uma superfície externa 416 do tubo mãe 106. Conseqüentemente, a resina 332 provê uma pressão de vedação e de endurecimento ao tubo de derivação 104 para encaixar e vedar o tubo de derivação 104 no tubo mãe 106. Uma vez a resina 332 endurecida, o encaixe de vedação do tubo de derivação 104 e do tubo mãe 106 pode ser mantido. Adicionalmente, a resina 332 pode provê rigidez estrutural à perfuração de conduto em carga 102. Conseqüentemente, um segundo elemento de vedação axial para vedar entre o segmento superior 118 e 120 pode não ser necessário devido o encaixe de vedação entre o tubo de derivação 104 e o tubo mãe 106 poder ser suficiente para vedar um furo perfurado no tubo mãe 106. Vedação próxima a um furo perfurado em conduto em carga pode reduzir as cargas de fixação e o peso da perfuração de conduto em carga 102. Além disto, os reforços necessários para um furo perfurado podem ser reduzidos.

Em alguns modos de realização, uma resina apropriada para uso submarino está disponível comercialmente da StarFlite Systems, Inc., vendido como Syntho-Subsea Epoxy.

A Fig. 5 ilustra outra perfuração de conduto em carga 502 de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. Em alguns modos de realização, a perfuração de conduto em carga 502 pode ser projetado usando-se um método de análise de engenharia, por exemplo, um método de análise de elemento finito (FEA), conhecido na técnica para prover um encaixe para perfuração de conduto em carga de metal, de peso mínimo 508 dentro dos limites de código de vaso de pressão ASME. Com o uso destes métodos, os materiais e/ou a forma, o tamanho, o material, e a estrutura específicos da perfuração de conduto em carga e/ou do encaixe para perfuração de conduto em carga podem ser analisados para determinar uma perfuração de conduto em carga de peso mínimo ou uma perfuração de conduto em carga com características e desempenho otimizados. Em alguns modos de realização, a perfuração de conduto em carga 502 inclui um encaixe para perfuração de conduto em carga 508 tendo um primeiro segmento 518 e um segundo segmento 520. Os primeiros e segundos segmentos 518, 520 são montados ao redor de um tubo mãe (não mostrado). Meios de preensão ou meios de deslizamento 556 podem ser dispostos sobre uma superfície interna do primeiro e/ou segundo segmentos 518, 520 para encaixar o encaixe para perfuração de conduto em carga 508 no tubo mãe (não mostrado). Um tubo de derivação 504 é acoplado ao primeiro segmento 518. O tubo de derivação 504 pode ser acoplado ao primeiro segmento 518 por qualquer método conhecido na técnica, por exemplo, aparafusando, soldando, ou sendo formado integralmente com o primeiro segmento 518. Em um modo de realização, os primeiros e segundos segmentos 518, 520 podem incluir flanges que se casam 560. Pernos 555 podem ser inseridos através dos flanges que se casam 560 para fixar o segundo segmento 520 ao primeiro segmento 518. Pernos 555 podem ser inseridos e/ou apertados por um ROV. A fim de manter um encaixe para perfuração de conduto em carga com pouco peso 508, os componentes do encaixe para perfuração de conduto em carga 508 podem ser formados de, por exemplo, metais; compósitos; outros materiais ou metais leves de alta resistência; compósitos de fibra de carbono; ou outros materiais conforme determinado através da análise.

Em alguns modos de realização, uma superfície externa de um tubo mãe em uma localização para a colocação de uma perfuração de conduto em carga pode ser limpa antes de se conectar uma perfuração de conduto em carga ao tubo mãe. Por exemplo; revestimentos, ferrugem, resíduos, etc. podem ser removidos de uma superfície externa do tubo mãe para preparar o tubo mãe para a montagem de uma perfuração de conduto em carga. Adicionalmente, uma superfície externa do tubo mãe pode ser tornada áspera para prover uma superfície de aderência melhor para a aplicação de uma resina. Em alguns modos de realização, ranhuras circunferenciais rasas podem ser formadas ao redor de um tubo mãe para prover uma superfície aderente para a aplicação de uma resina.

Com referência agora às Figs. 6A e 6B, em alguns modos de realização, a armação 662 pode ser acoplada à perfuração de conduto em carga 602 para prover o alinhamento e o posicionamento do encaixe para perfuração de conduto em carga 608 quando ele é instalado sobre o tubo mãe 606. A Fig. 6A mostra a perfuração de conduto em carga 602 quando ele se aproxima do tubo mãe 606, e a Fig. 6B ilustra a perfuração de conduto em carga 602 após ele ser acoplado ao tubo mãe 606. A armação 662 pode ser usada para controlar a posição e o alinhamento da perfuração de conduto em carga 602 para impedir dano ao tubo mãe 606 quando a perfuração de conduto em carga 602 é abaixada sobre o tubo mãe 606. Além disto, a armação 662 pode ser provida com estabilizadores 664, que, quando abaixados sobre o leito do mar, como mostrado na fig. 6B, podem estabilizar o movimento da perfuração de conduto em carga 602 durante a instalação, minimizar a rotação do encaixe para perfuração de conduto em carga 608, e/ou estabilizar quaisquer cargas de conexão temporária. Uma vez instalado o encaixe para perfuração de conduto em carga 608 sobre o tubo mãe 606, a armação 662 pode ser removida e retornada à superfície.

Com referência, agora, à Fig. 7, de acordo com alguns modos de realização, o conjunto de perfuração de conduto em carga 700 pode incluir o encaixe para perfuração de conduto em carga 708, o tubo de derivação (não mostrado), a válvula 772, e o sistema de corte 720. A válvula 772 pode ser, por exemplo, uma válvula de esfera ou uma válvula de bloqueio. O conjunto de perfuração de conduto em carga 700 pode ser posicionado em uma localização predeterminada sobre um tubo mãe 706 para a instalação. O encaixe para perfuração de conduto em carga 708 pode então ser atuado para travar o encaixe para perfuração de conduto em carga 708 dentro da localização predeterminada sobre o tubo mãe 706. Uma vez o encaixe para perfuração de conduto em carga 708 atuado ou fixado ao tubo mãe 706 e as vedações (não mostradas) dispostas dentro do encaixe para perfuração de conduto em carga 708 ajustado e pré-carregado, um teste de pressão completo do encaixe para perfuração de conduto em carga 708 pode ser executado para confirmar a integridade da vedação. Uma vez esta etapa concluída, o sistema de corte submarino 720 pode prosseguir para cortar um cupom do tubo mãe 706 para conectar o tubo de derivação (não mostrado) ao tubo mãe 706. O sistema de corte 720 pode ser alojado dentro do recipiente de contenção de pressão 778. A válvula 772 pode ser aberta para permitir que a ferramenta de corte 776 se mova para perto do, ou contate o tubo mãe 706. Em alguns modos de realização, este processo de cortar um cupom do tubo mãe 706 pode ser executado durante operações de tubulação ativa.

A Fig. 8 ilustra uma vista mais detalhada de uma extremidade inferior do conjunto de perfuração de conduto em carga 700, de acordo com alguns modos de realização. O encaixe para perfuração de conduto em carga 708 é mostrado fixado ao redor do tubo mãe 706. Meios de preensão ou meios de deslizamento 756, formados em um segmento inferior 722 do encaixe para perfuração de conduto em carga 708, encaixam uma superfície externa do tubo mãe 706. As vedações frontais 714 provêm encaixe de vedação entre o tubo de derivação 704 e o tubo mãe 706. A ferramenta de corte 776 é disposta dentro do tubo de derivação 704 em um raio predeterminado para cortar uma circunferência de um cupom 780. Um mecanismo 782 de recuperação do cupom é disposto dentro do tubo de derivação 704 e contata uma superfície externa da tubulação mãe706. O mecanismo de recuperação do cupom 782 pode ser qualquer mecanismo conhecido na técnica para remover o cupom cortado 780, por exemplo, aderência ou magnetismo.

A Fig. 9 ilustra uma ferramenta de corte 976 de acordo com alguns modos de realização aqui apresentados. Como mostrado, a ferramenta de corte 976 é abaixada dentro de uma perfuração de conduto em carga 902 fixada a um tubo mãe 906. Em um modo de realização, a ferramenta de corte 976 pode ser abaixada dentro de um tubo de derivação 904 acoplado à perfuração de conduto em carga 902. Uma extremidade inferior do tubo de derivação 904 pode incluir uma sela 910 tendo uma superfície de contato encurvada 30 (mostrada nas Figs. 1A-1C). Neste modo de realização, as vedações frontais (não mostradas) podem ser dispostas sobre a superfície de contato encurvada da sela 910 e contatar uma superfície externa do tubo mãe 906. Após ajustar a perfuração de conduto em carga 902, o tubo de derivação 904 está em encaixe de vedação com o tubo mãe 906.

Como mostrado na Fig. 9, a ferramenta de corte 976 inclui um jato de água 990 para cortar o tubo mãe 906. O braço radial 992 é acoplado a um eixo de rotação 994 em uma extremidade inferior da ferramenta de corte 976. Uma cabeça de corte 985 é disposta em uma extremidade do braço radial 992, oposta ao acoplamento entre o braço radial 992 e o eixo de rotação 994. Conseqüentemente, quando energia é suprida a partir de, por exemplo, um controle de energia elétrica 998, e a água é circulada para a cabeça de corte 985, o braço radial 992 gira ao redor do eixo de rotação 994, movendo, desse modo, o jato de água ao longo de uma circunferência de um cupom 983 a ser cortado, como marcada pela linha de corte 997. Alguém perito na técnica apreciará que o raio ou o tamanho do cupom 983 podem variar por meio de, por exemplo, variando-se o comprimento do braço radial 992. Um mecanismo de recuperação de cupom 982 pode ser disposto sobre uma extremidade inferior do eixo de rotação 994 para reter e remover o cupom 983 depois que a circunferência do cupom 983 foi cortada.

Um jato de água é uma ferramenta de usinagem que usa um jato de água de alta pressão para cortar através de um material. A água usada em um jato de água para cortar através de um material pode incluir igualmente um elemento abrasivo para ajudar no corte. Os elementos abrasivos podem incluir, por exemplo, areia ou polímeros. Um jato de água com um elemento abrasivo pode ser chamado um jato de água abrasivo, embora geralmente, os termos "jato de água" e "jato de água abrasivo" sejam usados permutavelmente. Jatos de água sem elementos abrasivos podem ser usados para cortar materiais macios, por exemplo, borracha macia, espuma, papel de alumínio, tapete, e material de gaxeta macio. Jatos de água com elementos abrasivos podem ser usados para cortar materiais mais duros, por exemplo, titânio, alumínio, pedra, borracha dura, Inconel® (Huntington Alloys Corporation, Huntington, West Virgínia), e aço de ferramenta endurecido. Em alguns modos de realização, a água pode ser bombeada para a cabeça de corte 985 por uma bomba submarina (não mostrada) que pressuriza água do mar filtrada e inclui um sistema de mistura para arrastar elementos abrasivos no fluxo de descarga da bomba. Alternativamente, os elementos abrasivos podem ser misturados com a água do mar antes de passar através de uma bomba. Neste modo de realização, a bomba deve ser robusta o bastante para suportar uma pasta fluida abrasiva. Sistemas de jato de água provêm uma geração mínima de calor e minimizam os efeitos às propriedades de materiais do material que está sendo cortado. Sistemas programáveis permitem que formas exatas sejam cortadas com um jato de água com tolerâncias pequenas (aproximadamente ± 0,0508cm).

Em alguns modos de realização, uma ferramenta de corte a jato de água, apropriada para o uso submarino, é disponibilizada comercialmente por Norse Cutting & Abandoment, vendida como sistema Abrasive Waterjet Cutting (AWJC).

Com referência, agora, à Fig. 10, é mostrada uma ferramenta de corte 1076 incluindo uma cabeça de fresagem de pequeno diâmetro 1020 de acordo com os modos de realização aqui apresentados. Como mostrado, a cabeça de fresagem 1020 pode incluir dentes revestidos de carboneto ou peças de carboneto de tungstênio brasadas dispostas sobre uma extremidade inferior para prover uma borda de corte afiada. Similar à ferramenta mostrada na Fig. 9, um braço radial 1092 pode ser acoplado a um eixo de rotação 1094 sobre uma extremidade inferior da ferramenta de corte 1076. A cabeça de fresagem 1020 pode ser disposta em uma extremidade do braço radial 1092 oposta ao acoplamento entre o braço radial 1092 e eixo de rotação 1094. Quando a energia é provida a partir de, por exemplo, um controle de energia elétrica 1098, o braço radial 1092 gira ao redor do eixo de rotação 1094, movendo, desse modo, a cabeça de fresagem 1020 ao longo de uma circunferência de um cupom 1083 a ser cortado, como marcada pela linha de corte 1097. Alguém perito na técnica apreciará que o raio ou o tamanho do cupom 1083 podem variar por meio de, por exemplo, variando-se o comprimento do braço radial 1092. Um mecanismo de recuperação de cupom 1082 pode ser disposto sobre uma extremidade inferior do eixo de rotação 1094 para reter e remover o cupom 1083 após a circunferência do cupom 1083 ter sido cortada.

Com referência, agora, à Fig. 11, em alguns modos de realização, é apresentado um método para instalar uma perfuração de conduto em carga de águas profundas. Primeiro, uma localização para uma perfuração de conduto em carga ao longo de uma tubulação existente é identificada 1102. A tubulação pode ser preparada 1104 para a instalação da perfuração de conduto em carga. A preparação da tubulação pode incluir o levantamento da tubulação acima do leito do mar para permitir acesso à tubulação ou alternativamente, escavar um furo ao redor da tubulação para permitir o acesso. O processo para permitir o acesso à tubulação pode ser limitado por propriedades e por condições da formação. A preparação da tubulação pode incluir adicionalmente a remoção de revestimentos, resíduos, ou outro material da superfície externa da tubulação, na localização onde a perfuração de conduto em carga deve ser instalado. Além disto, o diâmetro e a ovalação da tubulação são medidos na localização onde a perfuração de conduto em carga deve ser instalado, para assegurar um ajuste apertado entre o encaixe para perfuração de conduto em carga e a tubulação. Em seguida, o conjunto de perfuração de conduto em carga 1106 é posicionado e instalado na posição predeterminada sobre a tubulação. O encaixe para perfuração de conduto em carga é atuado 1108 para travá-lo mecanicamente no lugar sobre a tubulação. Em seguida, um sistema de vedação 1110 é atuado para vedar e prover uma pré-carga de vedação sobre o encaixe para perfuração de conduto em carga travado sobre a tubulação. Um teste de pressão é executado para confirmar a integridade da vedação entre o encaixe para perfuração de conduto em carga e a tubulação. Em seguida um sistema de corte 1112 é atuado para cortar um cupom da tubulação. O cupom e o sistema de corte são, então, recolhidos 1114 através de uma válvula no conjunto de perfuração de conduto em carga. A válvula é então fechada e outro teste de pressão é executado 1116 para confirmar a integridade das vedações do encaixe para perfuração de conduto em carga. O sistema de corte pode ser destacado da válvula e retornado à superfície 1118. Em seguida, a tubulação pode ser abaixada de volta ao leito do mar 1120 caso ela tenha sido levantada durante a preparação da tubulação 1104. A metrologia entre o encaixe para perfuração de conduto em carga, a tubulação, e outros componentes do conjunto de perfuração de conduto em carga pode ser completada e verificada. Conexões temporárias podem ser fabricadas e instaladas baseadas em medições da metrologia. Outro teste de pressão pode ser executado para confirmar a integridade do sistema. Finalmente, a produção pode ser iniciada 1122.

Com referência, agora, à Fig. 12, em alguns modos de realização, é descrito agora um sistema e método para atuar o sistema de perfuração de conduto em carga 1200, incluindo um método para ajustar um tubo de derivação 1204 e para energizar elementos de vedação 1214. Um fluido pode ser injetado dentro da cavidade 1216 através de uma porta, atuando desse modo um "pistão" para ajustar os elementos de vedação 1214 dispostos sobre a superfície de contato encurvada 1212. Ou seja, quando o fluido é injetado dentro da cavidade 1216, o fluido atua como um fluido hidráulico atuando sobre a superfície como pistão 1210 do tubo de derivação 1204, movendo, desse modo, o tubo de derivação 1204 para baixo (indicado pela seta) e os elementos de vedação 1214 em contato de vedação com uma superfície externa 1226 do tubo mãe 1206. Conseqüentemente, o fluido provê uma pressão de vedação ao tubo de derivação 1204 para acoplar e vedar o tubo de derivação 1204 ao tubo mãe 1206. O encaixe de vedação do tubo de derivação 1204 e do tubo mãe 1206 podem ser mantido por dentes de encaixe 1232 de braços de catraca 1230 para impedir que o tubo de derivação 1204 se mova oposto à direção da seta, caso a pressão do fluido caia.

Com referência, agora, à Fig. 13, em alguns modos de realização, é ilustrado o sistema 1300 para limpeza do tubo mãe 1306. O tubo 1316 pode ter um revestimento, um isolamento, um crescimento marinho, uma oxidação, e/ou outro acúmulo 1316. O equipamento de limpeza 1308 pode ser acoplado ao tubo 1306, por exemplo, com um ROV. O equipamento 1308 tem rodas 1310 que permitem movimentação longitudinal ao longo do tubo 1308 e movimentação circunferencial ao redor do tubo 1308, como mostrado pelas setas. O equipamento tem uma fonte de fluido de alta pressão 1312, por exemplo, uma bomba, e um bocal 1314 para direcionar o fluido de alta pressão contra o acúmulo 1316. O fluido de alta pressão atua para corroer um furo 1318 no acúmulo 1316, mas, o fluido é formulado de modo a não corroer significativamente o tubo 1306.

Com referência, agora, às Figs. 14a e 14b, em alguns modos de realização, são descritos agora, um sistema e método de atuar o sistema de perfuração de conduto em carga 1400 incluindo um método para energizar elementos de vedação 1414. O sistema 1400 inclui um corpo de perfuração de conduto em carga 1404 ao redor de um tubo existente 1406. O corpo perfuração de conduto em carga 1404 inclui uma porção deformável 1408, que define a cavidade 1416. Um fluido pode ser injetado dentro da cavidade 1416 através de um conduto 1430, a partir da fonte de fluido 1432 deformando, desse modo, a membrana 1408 para forçar os elementos de vedação 1414 contra o tubo 1406, como mostrado na Fig. 14b. Conseqüentemente, o fluido provê uma pressão de vedação para encaixar a vedação 1414 contra o tubo mãe 1406. O encaixe de vedação do tubo de derivação 1404 e do tubo mãe 1406 pode ser mantido pelos dentes de encaixe 1432 de braços de catraca 1430 para impedir que o tubo de derivação 1404 se mova oposto à direção da seta se a pressão do fluido cair.

Em alguns modos de realização, a membrana 1408 compreende um elastômero. Em alguns modos de realização, membrana 1408 compreende um metal, por exemplo, aço ou alumínio.

Em alguns modos de realização aqui apresentados, é provido uma perfuração de conduto em carga capaz de conexão às linhas de fluxo com pressões de aproximadamente 68.947,57 kPa e em cerca de 3,048km de água de mar. Além disto, as perfurações de conduto em carga aqui apresentadas podem ser usados em ambientes sem mergulhadores. Por exemplo, perfurações de conduto em carga, de acordo com os modos de realização aqui apresentados, podem ser instaladas e atuadas por um ROV.

Em alguns modos de realização aqui descritos, é provido um sistema de perfuração de conduto em carga que é mais leve e mais fácil de instalar sobre um tubo mãe. Adicionalmente, modos de realização aqui descritos podem prover um conjunto de perfuração de conduto em carga, incluindo encaixes de perfuração de conduto em carga e um sistema de corte, que seja de custo mais compensador, mais eficiente, e mais fácil de usar. Além disto, os modos de realização aqui descritos podem prover um conjunto de perfuração de conduto em carga que pode ser instalado e operado por um ROV.

Em alguns modos de realização, o tubo mãe tem um diâmetro cerca 1,5 a, aproximadamente, 10 vezes maior do que o diâmetro do tubo de derivação, por exemplo, cerca de 2 a, aproximadamente, 5 vezes maior.

Em alguns modos de realização, o tubo mãe tem um diâmetro cerca de 4 a, aproximadamente, 10 vezes maior do que a espessura do tubo mãe, por exemplo, cerca de 6 a, aproximadamente, 8 vezes maior.

Em um modo de realização, é apresentado um sistema de perfuração de conduto em carga submarino, compreendendo uma tubulação existente; um corpo de perfuração de conduto em carga de inflação fixado ao redor da tubulação; e uma resina injetada entre a tubulação e o corpo. Em alguns modos de realização, o sistema inclui igualmente um cortador de braço radial adaptado para cortar um furo na tubulação existente. Em alguns modos de realização, o cortador de braço radial compreende uma cabeça de fresagem. Em alguns modos de realização, o cortador de braço radial compreende uma cabeça de jato abrasivo. Em alguns modos de realização, a resina atua uma ou mais vedações do corpo de perfuração de conduto em carga contra a tubulação existente.

Em um modo de realização, é apresentado um método de perfuração de conduto em carga de uma tubulação existente, compreendendo localizar uma localização desejada para um furo sobre a tubulação existente; fixar um corpo de perfuração de conduto em carga de inflação ao redor da tubulação; e injetar uma resina no corpo de perfuração de conduto em carga. Em alguns modos de realização, o método inclui igualmente o corte de um furo na tubulação existente com um cortador de braço radial. Em alguns modos de realização, o método inclui igualmente o corte de um furo na tubulação existente com um jato de água abrasivo. Em alguns modos de realização, o método inclui igualmente compreender adicionalmente a atuação de vedações do corpo de perfuração de conduto em carga contra a tubulação, com a resina injetada. Em alguns modos de realização, uma ou mais etapas do método são executadas com um veículo operado remotamente.

Em um aspecto, os modos de realização aqui apresentados referem-se a um sistema de perfuração de conduto em carga. Em outro aspecto, os modos de realização aqui apresentados referem-se a um sistema de perfuração de conduto em carga de alta pressão, em águas profundas. Em outro aspecto, os modos de realização aqui apresentados referem-se a um sistema de furação em águas profundas para furar uma linha de fluxo de poço que está correntemente no lugar. Uma linha de fluxo mãe que transfira óleo e/ou o gás de vários poços submarinos pode ser instalada antes que a localização dos poços seja determinada. Neste aspecto, um sistema de perfuração de conduto em carga, de acordo com os modos de realização aqui apresentados, pode ser provido para perfurar em conduto em carga um furo dentro da linha de fluxo mãe existente. Em outro aspecto, um sistema de perfuração de conduto em carga, formado de acordo com modos de realização aqui divulgados, pode ser provido para uso em operações de perfuração de conduto em carga submarina, sem mergulhador.

Como aqui usado, "perfuração de conduto em carga" se refere a perfurar um conduto em carga de uma tubulação sob pressão. Além disto, como usado aqui, "ROV" se refere a um veículo operado remotamente. Além disso, como usado aqui, uma linha de fluxo mãe pode se referir a um tubo ou linha através do qual óleo e/ou gás pode ser transferido através da mesma, e em que furos podem ser perfurados para prover localizações para que tubos de derivação sejam conectados à linha de fluxo. Uma linha de fluxo mãe pode igualmente ser referida, aqui, como um "tubo condutor", "linha de fluxo condutora", "tubo mãe", "linha tronco", "linha de fluxo," ou simplesmente "tubulação." Além disto, como usado aqui, "cupom" se refere a uma porção de uma tubulação que deve ser cortada e removida da tubulação ou uma porção da tubulação que tem que ser cortada e removida da tubulação.

Em um modo de realização, um sistema de perfuração de conduto em carga é apresentado aqui para reconectar poços submarinos, cujas localizações ainda têm de ser determinadas, a uma linha de fluxo mãe ou existente. A incerteza das condições do reservatório torna a pré-localização de pontos de conexão, antes do assentamento da linha de fluxo mãe, difícil. Tipicamente, localizações de poços apropriadas podem ser determinadas após a linha de fluxo se assentada e os poços iniciais terem sido testados. Conseqüentemente, em um modo de realização, a linha de fluxo mãe pode não ter localizações de furação pré-instaladas. Uma vez que uma localização para um poço é determinada, a linha de fluxo mãe pode ser preparada para perfuração de conduto em carga e uma perfuração em conduto em carga pode ser montado na localização determinada. Em um modo de realização, é apresentado um sistema de perfuração de conduto em carga que proveja uma perfuração de conduto de peso mínimo dentro dos limites de código de vaso de pressão ASME - Div. III. Adicionalmente, em alguns modos de realização aqui apresentados, uma perfuração de conduto em carga é capaz de conexão às linhas de fluxo com pressões de, aproximadamente, 68.947,57 kPa e em, aproximadamente, 3,038km (km de água do mar).

Embora a invenção tenha sido descrita em relação a um número limitado de modos de realização, aqueles peritos na técnica, tendo o benefício desta apresentação, apreciarão que outros modos de realização podem ser imaginados que não fujam do escopo da invenção como aqui apresentada. Conseqüentemente, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de perfuração de conduto em carga submarina, caracterizado pelo fato de compreender: uma tubulação existente; uma tubulação de junção; um corpo de perfuração de conduto em carga fixado ao redor da tubulação existente; e um fluido injetado entre a tubulação existente e o corpo.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um cortador de braço radial, adaptado para cortar um furo na tubulação existente.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do cortador de braço radial compreender uma cabeça de fresagem ou uma cabeça de jato abrasivo.

4. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um aparelho de limpeza adaptado para remover acúmulo, revestimentos, e/ou o isolamento da tubulação existente.

5. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-4, caracterizado pelo fato do fluido atuar uma ou mais vedações do corpo de perfuração de conduto em carga contra a tubulação existente.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do fluido compreender uma resina, por exemplo, uma resina epóxi.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do fluido compreender um fluido hidráulico, o sistema compreendendo um mecanismo de catraca mecânico adaptado para manter uma força sobre as vedações contra a tubulação existente.

8. Método de perfuração de conduto em carga de uma tubulação existente, caracterizado pelo fato de compreender: localizar uma localização desejada sobre a tubulação existente, para um furo; fixar um corpo de perfuração de conduto em carga ao redor da tubulação; e injetar um fluido no corpo de perfuração de conduto em carga.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente cortar um furo na tubulação existente com um cortador de braço radial.

10. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 8- 9, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente cortar um furo na tubulação existente com um jato de água abrasivo.

11. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 8- 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a atuação de vedações sobre o corpo de perfuração de conduto em carga contra a tubulação, com o fluido injetado.

12. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de uma ou mais etapas do método ser executadas com um veículo operado remotamente.

13. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 8- 12, caracterizado pelo fato do fluido injetado compreender uma resina, por exemplo, uma resina epóxi.

14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato do fluido injetado compreender um fluido hidráulico, o método compreendendo adicionalmente manter as vedações atuando sobre o corpo de perfuração de conduto em carga contra a tubulação com um mecanismo de catraca.

15. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 8- 14, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente limpar a tubulação existente antes de fixar o corpo de perfuração de conduto em carga ao redor da tubulação.

16. Sistema de perfuração de conduto em carga submarina, caracterizado pelo fato de compreender: uma tubulação existente; uma tubulação de junção; um corpo de perfuração de conduto em carga fixado ao redor da tubulação existente; e um cortador de braço radial, adaptado para cortar um furo na tubulação existente.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do cortador de braço radial compreender uma cabeça do fresagem.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do cortador de braço radial compreender uma cabeça de jato abrasivo.

19. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato da cabeça de jato abrasivo ser adaptada para ser usada sem um abrasivo a fim de remover revestimentos e/ou isolamento da tubulação existente.