BRPI0717915A2 - ' ' preventor de erupção do tipo gaveta; e método de atuação de um preventor de erupção do tipo gaveta ' ' - Google Patents

Description

"PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA; E MÉTODO DE ATUAÇÃO DE UM PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA"

Campo da Invenção

As modalidades ora reveladas referem-se, em geral, a preventores de erupção usados na indústria de petróleo e gás. Especificamente, as modalidades selecionadas referem-se a um veículo de vedação aperfeiçoado para utilização em preventores de erupção do tipo gaveta, nos quais o veículo de vedação é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico do preventor de erupção do tipo gaveta. Antecedentes da Invenção

O controle de poço é um aspecto importante na exploração de petróleo e gás. Durante a perfuração de um poço, por exemplo, devem ser colocados no local dispositivos de segurança para impedir lesões corporais e danos aos equipamentos resultantes de eventos inesperados associados às atividades de perfuração.

A perfuração de poços envolve a penetração de uma variedade de estruturas geológicas sub-superficiais ou "formações." Ocasionalmente, a boca de um poço irá penetrar uma formação que tem uma pressão de formação substancialmente mais alta que a pressão mantida no furo do poço. Quando isto acontece, pode-se dizer que "ocorreu um kick (influxo)" no poço. O aumento de pressão associado a um kick é produzido geralmente por um influxo de fluidos de formação (que podem ser um líquido, um gás ou uma combinação destes) no furo do poço. O kick de pressão relativamente alta tende a se propagar ascendentemente a partir de um ponto de entrada no furo do poço em direção à superfície (a partir de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão). Se for permitido que o kick chegue até a superfície, o fluido de perfuração, as ferramentas do poço e outras estruturas de perfuração podem ser arremessadas do poço. Tais "erupções" podem resultar na destruição catastrófica dos equipamentos de perfuração (incluindo, por exemplo, a sonda de perfuração) e em lesões substanciais e óbito de membros da equipe.

Devido ao risco de erupções, os dispositivos conhecidos como preventores de erupção ("BOPs") são instalados acima da cabeça do poço na superfície ou no leito do mar em disposições de perfuração em águas profundas para vedar eficientemente um furo do poço até que medidas ativas possam ser tomadas para controlar o kick. Existem diversos tipos de preventores de erupção, sendo que os mais comuns são o preventor de erupção anular (incluindo o preventor de erupção esférico) e o preventor de erupção do tipo gaveta. O preventor de erupção pode ser ativado de modo que os kicks sejam adequadamente controlados e "circulem" para fora do sistema. Na perfuração em águas profundas, os BOPs são convencionalmente usados em uma montagem chamada de "conjunto de BOP submarino" ou simplesmente "conjunto submarino", assim chamado, porque vários BOPs são "empilhados" (ou seja, mutuamente unidos) em uma montagem, comumente com 4, 5 ou 6 BOPs do tipo gaveta agrupados abaixo de um ou dois BOPs anulares. Um número grande de BOPs em um conjunto submarino propicia redundância que, por exemplo, pode permitir que o conjunto permaneça no leito do mar por um período prolongado.

Referindo-se inicialmente à Figura 1, é mostrado um esquema de um conjunto de BOP submarino 10. O conjunto de BOP submarino 10 inclui uma montagem de BOP de gaveta dupla inferior 11, uma montagem de BOP de gaveta dupla média 12 e uma montagem de BOP de gaveta dupla superior 13. Adicionalmente, o conjunto de BOP submarino 10 inclui carretéis 14 e um BOP anular 15. Cada montagem de gaveta dupla compreende dois BOPs de gaveta (ou "cavidades") em um único corpo, consequentemente, este conjunto compreende equivalente a seis BOPs de gaveta "única" convencionais, ou seja, "tem seis cavidades de gaveta".

Referindo-se no momento à Figura 2, é mostrado um exemplo de preventor de erupção do tipo gaveta 100 convencional típico. O BOP do tipo gaveta 100 inclui um Corpo de BOP 102 dotado de um furo vertical 104 (isto é, o "furo do poço") e um furo horizontal 106. O furo vertical 104 é disposto em torno de um eixo geométrico vertical 105 e o furo horizontal 106 é disposto em torno de um eixo geométrico 107 substancialmente perpendicular ao eixo geométrico 105. É mostrada uma junta de tubo 111 disposta no furo vertical 104. O preventor de erupção do tipo gaveta 100 inclui ainda blocos de gaveta 108 dispostos dentro do furo horizontal 106 em lados opostos, fixados aos tirantes atuados por pistão 112, e chapeletas 110 que podem ser presas de modo removível ao corpo de BOP 102 para tornar viável a remoção das chapeletas 110 para manutenção.

Quando o preventor de erupção do tipo gaveta 100 é atuado, os blocos de gaveta 108 se deslocam ao longo do eixo geométrico horizontal 107 em direção ao furo vertical 104. Os blocos de gavetas 108 podem ser gavetas de tubo (mostradas), gavetas de furo variáveis, gavetas cisalhantes, gavetas cegas ou quaisquer outras conhecidas por aqueles versados na técnica. As gavetas de furo variáveis e de tubo, quando ativadas, se movem para engatar e circundar o tubo de perfuração e/ou as ferramentas do poço para vedar o furo do poço. Em contrapartida, as gavetas cisalhantes engatam e cisalham fisicamente qualquer cabo de aço (wireline), tubo de perfuração, e/ou ferramentas do poço no furo vertical 104, enquanto as gavetas cegas fecham o furo vertical 104 quando não existem obstruções presentes. Mais detalhes sobre o preventor de erupção de gaveta podem ser encontrados na patente US 6.554.247, concedida para Berckenhoff1 cedida à cessionária da presente invenção e incorporada integralmente ao presente documento à título de referência. Como qualquer ferramenta usada η a per furação de poços de petróleo e gás, o preventor de erupção deve ser vedado e preso para impedir riscos potenciais aos funcionários e ao meio ambiente. Por exemplo, o preventor de erupção do tipo gaveta pode incluir vedações de alta pressão entre as chapeletas e o corpo do preventor de erupção para impedir vazamento de fluidos. Em muitos casos, as vedações de alta pressão são vedações elastoméricas e devem ser checadas regularmente para assegurar que os componentes elastoméricos não tenham sido cortados, deformados permanentemente ou deteriorados através, por exemplo, de uma reação química com o fluido de perfuração no furo do poço.

Com referência ainda à Figura 2, o preventor de erupção do tipo gaveta 100 inclui vedações de topo 116 dispostas no interior de sulcos 118 dos blocos de gaveta 108, que são conectadas de modo vedado às vedações frontais (ou "obturadores de gaveta") 109. No caso das gavetas de tubo, quando os blocos de gaveta 108 são fechados conforme mostrado, a combinação das vedações de topo 116 (que vedam entre o topo dos blocos de gaveta 108 e o topo do furo horizontal 106) e as vedações frontais 109 (que vedam completamente em torno do tubo no furo vertical 104) completa a vedação do espaço anular entre o tubo 111 e o furo vertical 104. No caso de gavetas cisalhantes e gavetas cegas, quando os blocos de gaveta 108 estão fechados, as vedações frontais 109 ficam mutuamente vedadas si e não com um objeto no furo do poço, e a combinação das vedações de topo 116 e as vedações frontais 109 completa a vedação do furo do poço aberto.

Convencionalmente, os blocos de gaveta 108 têm uma rota de equalização de pressão na forma de um sulco 101 (algumas vezes chamado de "fenda de lama") usinada formando a superfície de fundo do bloco de gaveta para comunicar a pressão fluida entre o furo vertical 104 abaixo das vedações frontais 109 com os respectivos volumes do furo horizontal 106 atrás dos blocos de gaveta. Dessa forma, o bloco de gaveta 108 pode ser deslocado para trás e para frente no furo horizontal 106 sem ter que trabalhar contra os diferenciais de pressão fluida entre o volume atrás dos blocos de gaveta 108 e o furo vertical 104 abaixo das vedações frontais 109. Os versados na técnica com certeza irão reconhecer que a comunicação de pressão fluida para a equalização de pressão entre o furo vertical 109 e os volumes atrás dos blocos de gaveta 108 pode ser executada por outros meios além de um sulco usinado no fundo dos blocos de gaveta 108, tais como corredores perfurados nos blocos de gaveta, uma fenda fresada no fundo do furo horizontal 106 ou até mesmo um conduto no lado externo do alojamento 102 ou similares.

Com referência no momento à Figura 3, é mostrada uma vista em seção transversal ampliada de uma placa de desgaste de vedação de topo 120 de um BOP de gaveta. Devido ao fato de que a superfície de topo do furo horizontal 106 pode ser desgastada com o uso repetido do BOP de gaveta, os BOPs de gaveta modernos podem ser adaptados com as placas de desgaste de vedação de topo substituíveis para evitar o reparo dispendioso do furo horizontal 106. A placa de desgaste de vedação de topo 120 é presa de modo imóvel ao alojamento 102 com, por exemplo, cavilhas 122 e insertos do tipo garra 122A, e inclui uma porção de camisa 120A e uma porção de flange 120B que se estendem radialmente para fora em relação ao eixo geométrico do furo do poço 105. Adicionalmente, conforme mostrado, a placa de desgaste de vedação de topo 120 está adjacente ao bloco de gaveta 108 e ocasiona a vedação contra o alojamento 102 para impedir, em conjunto com a vedação de topo 116, o vazamento entre o alojamento 102 e os blocos de gaveta 108. Tipicamente, um anel em O 124 fica disposto em um sulco 126 da porção de flange 120B da placa de vedação de topo 120 para se engatar de modo vedável (como uma vedação de face) ao alojamento 102 e impedir o vazamento de fluidos de alta pressão entre o alojamento 102 e o veículo de vedação 120.

Tendo em vista que a função básica do BOP do tipo gavetas é impedir o escapamento de fluidos provenientes do furo do poço, muitos BOPs do tipo gaveta vedam somente em uma única direção. Assim, um BOP do tipo gaveta pode vedar somente para isolar os fluidos pressurizados vindos do furo do poço para o meio ambiente e não incluirá tipicamente uma vedação bidirecional, capaz de vedar uma pressão diferencial de cima do BOP.

Por exemplo, quando os blocos de gaveta 108 são engatados entre si, estando vedados contra fluidos de alta pressão de cima, os fluidos de alta pressão podem atuar sobre a superfície de topo dos blocos de gaveta 108 e impulsioná-los para baixo. Tal incitação pode fazer com que os blocos de gaveta 108 se movam para baixo e para fora do engate vedante com o topo do furo horizontal 106 (ou alternativamente, em um BOP de gaveta assim equipado, com o veículo de vedação 120). Anteriormente, a disposição de um BOP do tipo gaveta com uma

vedação de direção única não era considerada como uma deficiência, pois não havia razão para um BOP vedar a pressão de cima. Entretanto, no presente isto é comum em instalações de perfuração em águas profundas para entidades normativas (por exemplo, o Serviço de Gestão de Minerais (Minerais Management Service "MMS") do Departamento Interno dos Estados Unidos (United States Department of the Interior), que regula a perfuração offshore para petróleo e gás em águas territoriais dos E.U.A.) que exigem testes periódicos sobre a integridade dos BOPs de gaveta individuais contra pressões do furo do poço enquanto o conjunto submarino está localizado no leito do mar. Anteriormente, tais testes de BOP in situ podiam ser realizados

através de um dos dois métodos de teste. Em um primeiro método de teste, uma ferramenta de teste é abaixada através do conjunto de BOP submarino em uma coluna do tubo e ancorada abaixo do BOP mais inferior no conjunto. Uma ferramenta de teste é atuada para vedar o furo do poço naquele ponto (como, por exemplo, inflando um obturador inflável) e um BOP a ser testado é fechado. Então, uma pressão fluida é colocada em comunicação no espaço anular em torno do tubo acima da ferramenta de teste e abaixo do BOP a ser testado. Após o teste, a coluna do tubo e a ferramenta de teste são retiradas do furo do poço e as operações de perfuração normais podem ser retomadas.

Entretanto, tal método pode ser extremamente dispendioso em termos de tempo de sondagem. Em um método de teste alternativo, o conjunto de BOP submarino pode incluir um BOP de gaveta adicional instalado em uma posição operacional invertida no fundo do conjunto de BOP submarino. Dessa forma, o BOP invertido pode ocasionar a vedação contra a pressão de teste introduzida acima do mesmo. Entretanto, na colocação do BOP adicional em uma posição invertida no fundo de um conjunto de BOP submarino, a "cavidade" de gaveta adicional pode não vedar contra a pressão do furo do poço e, assim, pode não ser usada como um BOP regular durante as operações. Adicionalmente, o BOP adicional também pode aumentar a altura, peso e custo de um conjunto de BOP submarino.

Consequentemente, pode ser vantajoso ter um BOP de gaveta com a capacidade de vedar em ambas as direções no leito do mar, de modo que o conjunto de BOP possa ser testado sem operar uma ferramenta de teste especializada no poço. Adicionalmente, tal BOP de gaveta de direção dupla irá permitir que o conjunto de BOP seja testado sem requerer uma cavidade invertida especializada para fins de testes. Ademais, por causa do grande número de conjuntos de BOP submarino existentes, pode ser vantajoso ter um aparelho e método econômicos para modificar os BOPs do tipo gaveta existentes para que eles possam vedar em ambas as direções.

Um dispositivo atualmente capaz de efetuar uma vedação bidirecional de um furo ou conduto, por exemplo, em uma válvula esférica ou de comporta, envolve as vedações separadas (tanto vedações de metal a metal como vedações deformáveis) em ambos os lados de uma barreira de pressão móvel, por meio da qual cada vedação atua independentemente da outra, para vedar a pressão de uma direção ou outra.

Entretanto, os BOPs de gaveta que ensaiam esta abordagem de

"dupla vedação" podem, desvantajosamente, capturar fluido pressurizado atrás do bloco de gaveta, por meio disso, travando efetiva e hidraulicamente o bloco de gaveta. Adicionalmente, o mecanismo de vedação de "fundo" pôde adicionar complexidade e custo de fabricação. Adicionalmente, devido ao peso elevado dos blocos de gaveta e da natureza abrasiva do fluido do furo do poço, um BOP de gaveta pode ter uma vida útil limitada.

Um BOP de gaveta que tem gavetas de bidirecionamento de vedação é revelado na patente n- US 4.655.431, concedida à Helfer, et al e integralmente incorporada à título de referência no presente documento. O BOP de gaveta de Heifer compreende vedações circunferenciais em torno dos blocos de gaveta, em que passagens no interior dos blocos de gaveta entre a face e a traseira dos blocos de gaveta, tanto acima como abaixo da vedação frontal, e os meios de válvula no interior dos blocos de gaveta permitem o fluxo através das passagens somente da frente até a parte traseira do bloco de gaveta. Alega-se que tal projeto mantenha a pressão proveniente de ambas as direções igualmente.

Adicionalmente, u m BOP de gaveta que tem gavetas de bidirecionamento de vedação é revelado pela patente ns 6.124.619, concedida a Van Winkle, et al e integralmente incorporada no presente documento à título de referência. Contrariamente às vedações convencionais, o BOP de gaveta de Van Winkle inclui vedações de bloco de gaveta que percorrem todo o caminho em torno do bloco de gaveta para vedar o espaço atrás das gavetas. Além disso, um mecanismo é fornecido para conectar seletivamente o volume atrás das gavetas ao volume do furo do poço mais altamente pressurizado volume adjacente às gavetas (tanto acima como abaixo). A conexão feita tem fluxo livre em ambas às direções permitindo, por meio disso, a evacuação e oscilações com alterações na pressão do furo do poço.

Adicionalmente, um BOP de gavetas de bidirecionamento de

vedação é ensinado na patente ne 6.719.262, concedida a Whitby, et al e integralmente incorporada à título de referência. Este BOP da patente de Whitby inclui vedações de topo e vedações de fundo e, com a finalidade de atenuar os problemas de fluido capturado atrás dos blocos de gaveta, inclui dois sistemas de comunicação fluida. O primeiro sistema de comunicação é um sistema operável seletivamente para equalizar a pressão atrás da parte posterior de cada gaveta com a pressão fluida abaixo dos obturadores de gaveta. O segundo sistema de comunicação inclui um sistema de comunicações fluidas operável seletivamente para equalizar a pressão fluida entre a parte posterior de cada gaveta com a pressão fluida acima dos obturadores de gaveta. Como tal, cada sistema de controle de fluido operável seletivamente inclui uma unidade de controle conectada a isto para tal operação "seletiva".

Todas as soluções da técnica anterior dependem da vedação completa do bloco de gaveta no interior do furo horizontal, da equalização do diferencial de pressão entre o furo do poço (acima ou abaixo dos blocos de gaveta) e dos volumes atrás dos blocos de gaveta. Estes sistemas são relativamente complicados e dispendiosos, os corredores de equilíbrio de pressão podem ser inclinados para o tamponamento (por exemplo, através de cortes perfurados na lama de perfuração) e as falhas de determinados componentes de válvula equalizadora de pressão podem fornecer um conduto aberto a partir do furo do poço abaixo dos blocos de gaveta até o furo do poço acima dos blocos de gaveta. Se for crucial, mediante falha nos mecanismos de equalização de pressão (por exemplo, se os corredores ficarem obstruídos ou houver falha de componente do sistema de válvula) durante a operação em um conjunto submarino, provavelmente seria requerida a interrupção de operações de perfuração, a morte do poço e a tração de todo o conjunto submarino para a superfície para reparos. Portanto, seria desejável ter BOP de gaveta com bidirecionamento de vedação que não exija passagens ou sistemas de válvula para equalização de pressão. Adicionalmente, seria desejável ter um BOP de gaveta capaz de ocasionar a vedação contra a pressão bidirecional com o uso das vedações de bloco de gaveta existentes do "legado" dos BOPs de gaveta. Descrição Da Invenção

Em um aspecto, as modalidades reveladas no presente documento referem-se a um preventor de erupção do tipo gaveta. O preventor de erupção do tipo gaveta compreende um corpo, um furo vertical através do corpo, um furo horizontal através do corpo que intersecciona o furo vertical e um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos do corpo, no qual os blocos de gaveta são adaptados para o movimento lateral controlado a partir do e para o furo vertical. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui adicionalmente um veículo de vedação disposto em torno do furo vertical entre o corpo de BOP e adjacente ao furo horizontal, no qual o veículo de vedação é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico do furo vertical. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui ainda um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação.

Em um outro aspecto, as modalidades reveladas na presente invenção referem-se a um preventor de erupção do tipo gaveta. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui um corpo, um furo vertical através do corpo, um furo horizontal através do corpo que intersecciona o furo vertical e um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos do corpo, no qual os blocos de gaveta são adaptados para o movimento lateral controlado para e a partir do furo vertical. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui ainda um veículo de vedação disposto na intersecção do furo vertical e do furo horizontal, na qual o veículo de vedação é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico do furo vertical e para ser engatado de modo vedante a uma vedação de topo do ao menos um par de blocos de gaveta. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui ainda um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação.

Ademais, em um outro aspecto, as modalidades reveladas na presente invenção se referem a um preventor de erupção do tipo gaveta. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui um corpo, um furo vertical através do corpo, um furo horizontal através do corpo que intersecciona o furo vertical e um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos do corpo, no qual os blocos de gaveta são adaptados para o movimento lateral controlado para o e a partir do furo vertical. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui ainda um veículo de vedação disposto na intersecção do furo vertical e do furo horizontal, na qual o veículo de vedação é configurado para ser impulsionado para o engate vedante com ao menos um par de blocos de gaveta pela pressão fluida acima dos blocos de gaveta. O preventor de erupção do tipo gaveta inclui ainda um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação.

Adicionalmente, ainda em outro aspecto, as modalidades reveladas no presente se referem a um método de atuação de um preventor de erupção do tipo gaveta. O método inclui a vedação de um par de blocos de gaveta entre si próxima a um eixo geométrico do furo do poço e o engate de modo vedante de um veículo de vedação ao par de montagens de gaveta de pressão fluida que atua sobre as montagens de gaveta. O veículo de vedação é configurado para ser deslocado de modo vedante ao longo do eixo geométrico do furo do poço. Outros aspectos e vantagens das modalidades reveladas na presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição e reivindicações em anexo.

Breve Descrição Das Figuras A Figura 1 é um desenho esquemático de um conjunto de BOP

submarino.

A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um preventor de erupção do tipo gaveta.

A Figura 3 é uma vista em seção transversal de uma placa de vedação de topo para um preventor de erupção do tipo gaveta disponível na técnica anterior.

A Figura 4A é uma vista em seção transversal de um veículo de vedação para um preventor de erupção do tipo gaveta de acordo com as modalidades reveladas no presente documento. A Figura 4B é uma vista em seção transversal de um veículo de

vedação alternativo para um preventor de erupção do tipo gaveta de acordo com as modalidades reveladas no presente.

A Figura 4C é uma vista em seção transversal do veículo de vedação da Figura 4B mostrado em uma condição pressurizada. A Figura 4D é uma vista em seção transversal de um segundo

veículo de vedação alternativo para um preventor de erupção do tipo gaveta de acordo com as modalidades reveladas no presente.

A Figura 5 é uma vista em seção transversal de um veículo de vedação e de blocos de gaveta de um preventor de erupção do tipo gaveta que proporciona um engate vedante em torno de um tubo de perfuração de acordo com as modalidades ora reveladas.

Descrição de Realizações Particulares

Em um aspecto, as modalidades reveladas no presente documento se referem a um preventor de erupção do tipo gaveta com um veículo de vedação aperfeiçoado. Em um outro aspecto, as modalidades reveladas no presente referem-se a um preventor de erupção do tipo gaveta com um veículo de vedação que é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico de um furo vertical do preventor de erupção do tipo gaveta. Em um outro aspecto, as modalidades reveladas no presente se referem a um preventor de erupção do tipo gaveta com um veículo de vedação que é configurado para ser impulsionado formando o engate vedante com uma vedação de topo de uma montagem de gaveta de um preventor de erupção do tipo gaveta.

Referindo-se no momento à Figura 4A, uma vista em corte transversal de um veículo de vedação 520 de um preventor de erupção do tipo gaveta de acordo com as modalidades reveladas no presente documento é mostrada com blocos de gaveta 108 em uma posição de "confinamento", de modo que eles estejam fechados e vedados contra a pressão do furo do poço proveniente de baixo. O veículo de vedação 520 é disposto em torno do furo vertical 104 entre o alojamento 102 e o furo horizontal 106, localizado na intersecção do furo vertical 104 e do furo horizontal 106. O veículo de vedação 520 inclui uma porção de camisa 520A e uma porção de flange 520B. Adicionalmente, a porção de camisa 520A inclui superfície de topo da camisa 520C e uma vedação de anel em O 524 disposta em um sulco 526 em uma superfície externa da porção de camisa 520A. A porção de flange 520B se estende radialmente para fora da porção de camisa 520A em relação ao eixo geométrico do furo do poço 105 (não mostrado), e tem superfície de topo do flange 520D. O bloco de gaveta 108 é mostrado em uma posição "fechada", ou seja, deslocado completamente no furo vertical 104 de modo que as vedações frontais (por exemplo, 109 da Figura 2) estejam em engate vedante.

Adicionalmente, conforme mostrado, o veículo de vedação 520 é restringido radialmente pelo corpo de BOP 102, mas é livre para se mover verticalmente dentro de uma faixa determinada durante a operação do BOP de gaveta. Em contrapartida, a placa de desgaste de vedação de topo 120 mostrada na Figura 3 é restringida e proibida de exercer qualquer movimento axial por cavilhas 122 e insertos do tipo garra 122A. Portanto, se os blocos de gaveta 108 estiverem em uma posição de BOP fechada (conforme mostrado na Figura 4A), o curso ascendente do veículo de vedação 520 pode ser limitado para preservar uma vedação eficiente pela vedação de topo 116. Conforme mostrado, o curso ascendente pode ser limitado pelo contato entre a superfície de topo do flange 520D e o corpo 102. Semelhantemente, o curso inferior pode ser limitado pelos próprios blocos de gaveta ou por outros métodos de retenção conhecidos na técnica. Em qualquer caso e em todas as posições do veículo de vedação 520, a superfície 520C deve permanecer em comunicação fluida com o furo vertical 104 acima dos blocos de gaveta 108. Ainda com referência à Figura 4A, o anel em O 524 pode ser

caracterizado por uma área da vedação de anel em O 524A, medida em um plano horizontal. Semelhantemente, quando os blocos de gaveta estão "fechados" e as vedações frontais 109 estão em engate vedante, a vedação de topo 116 pode ser caracterizada por uma área da vedação de topo 116A, também medida em um plano horizontal. Os versados na técnica irão observar que embora a área da vedação de anel em O 524A eficiente possa ser substancialmente circular, a área da vedação de topo 116A eficiente pode não ser substancialmente circular. Entretanto, um versado na técnica irá observar que um diâmetro médio da área da vedação de topo 116A pode ser menor que um diâmetro médio da área da vedação de anel em O 524A.

Adicionalmente, os versados na técnica irão reconhecer que embora somente uma única vedação de anel em O 524 seja mostrada na Figura 4A, outras disposições de vedação podem ser empregadas no veículo de vedação 520 sem se que se afaste do escopo da invenção atual. Em uma modalidade selecionada, o veículo de vedação 520 pode incluir anéis em formato de O adicionais dispostos entre o alojamento do preventor de erupção do tipo gaveta e o veículo de vedação. Por exemplo, um anel em O em um sulco pode ser fornecido sobre a porção de flange 520B do veículo de vedação 520. Alternativamente, outros dispositivos de vedação podem ser usados em conjunto com o veículo de vedação 520 no lugar dos anéis em formato de O. Particularmente, as montagens de vedação que têm borracha moldada aderida ao veículo de vedação 520 e vedações do tipo rebordo podem ser usadas. Adicionalmente, em outras modalidades, podem ser fornecidas "vedações de detritos" adjacentes ao veículo de vedação 520 no corpo de BOP 102 no interior do furo 104 para impedir que quaisquer fragmentos (por exemplo, saibro, cascalho, rochas, seixo, sujeira, areia) invadam o espaço entre o veículo de vedação 520 e o corpo de BOP 102. Referindo-se no momento à Figura 4B, é mostrado um veículo de

vedação 520 alternativo em uma intersecção entre o furo vertical 104 e o furo horizontal 106 em um lado de um BOP do tipo gaveta. Conforme mostrado na Figura 4B, o bloco de gaveta 108 é representado em uma posição completamente retraída ("aberta") com um batente 106A sobre a superfície inferir do furo horizontal 106 e uma reentrância correspondente no bloco de gaveta 108. Quando o bloco de gaveta 108 está retraído no furo horizontal 106 (isto é, quando o furo vertical 104 está completamente aberto), ele cai saliência 106A abaixo, aliviando a pressão na vedação de topo 116 e prolongando a vida da vedação. Os versados na técnica irão reconhecer que a saliência 106 pode ser uma parte integral do corpo de BOP 102 ou uma parte renovável separadamente.

Na modalidade mostrada na Figura 4B, veículo de vedação 520 é orientado de modo descendente por pelo menos uma mola 525 disposta em uma reentrância de mola 526 do corpo de BOP 102. A reentrância de molas 526 pode ser disposta radialmente em torno de um eixo geométrico vertical (não mostrado) de modo que uma força de orientação descendente possa ser aplicada igualmente ao veículo de vedação 520. Conforme seria entendido pelos não-versados na técnica, outros mecanismos de orientação mecânica (por exemplo, um anel elastomérico disposto em um sulco cir cunferencial) podem ser usados também. Nesta modalidade, o veículo de vedação 520 tem o movimento descendente adicional restrito pelo bloco de gaveta 108.

Adicionalmente, deve-se observar que na modalidade mostrada na Figura 4B, o bloco de gaveta 108 pode incluir uma rota de equalização de pressão na forma de um sulco 101 (ou "fenda de lama") usinada formando a superfície de fundo do bloco de gaveta 108 para permitir a comunicação da pressão entre uma porção de furo vertical 104 localizada abaixo das vedações frontais 109 e um volume do furo horizontal 106 atrás do bloco de gaveta (não mostrado).

Referindo-se agora à Figura 4C, uma vista em seção transversal do veículo de vedação 520 da Figura 4B é mostrada com blocos de gaveta 108 em uma posição de teste fechada, na posição de teste, os blocos de gaveta 108 são vedados contra a pressão do furo do poço provenientes de cima. Conforme mostrado, a pressão do furo do poço 527 atua para baixo sobre uma superfície de topo dos blocos de gaveta 108 e faz com que os blocos de gaveta 108 se movam levemente para baixo. Devido ao fato de que a superfície de topo da camisa 520C está em comunicação fluida com o furo vertical 104, a pressão do furo do poço também atua na impulsão do veículo de vedação 520 em uma direção descendente. Como o furo do poço é vedado por vedações frontais (por exemplo, 109 da Figure 2), uma vedação é criada entre o bloco de gaveta 108 e o veículo de vedação 520 através da vedação de topo 116 e uma vedação é criada entre o veículo de vedação 520 e o corpo 102 através do anel em O 524. Portanto, a força resultante que empurra o veículo de vedação para baixo em contato com a vedação de topo 116 pode ser calculada como: Força = (Oa - TA) x WBP; (Equação 1)

em que Oa é a área da vedação de anel em O 524A, Ta é a área da vedação de topo 116A e WBP é a pressão do furo do poço 527.

Adicionalmente, se o veículo de vedação 520 for mecanicamente orientado para baixo (conforme mostrado com as molas 525), a força resultante também pode compreender a força descendente total de molas de orientação 525. Nas modalidades selecionadas, a área da vedação de anel em O 524A pode exceder a área da vedação de topo 116A em 5% para garantir a vedação adequada na pressão de teste. Em outras modalidades, o diferencial entre as áreas de vedação pode ser maior que 10%.

Com referência no momento à Figura 4D, é mostrado um veículo de vedação 5 20 alternativo para um preventor de erupção do tipo gaveta engatado por blocos de gaveta 108 em uma vedação fechada contra a pressão do furo do poço proveniente de baixo. Conforme mostrado, o veículo de vedação 520 inclui uma vedação de rebordo 524B no lugar de vedação de anel em O 524 das Figuras de 4A a 4C, e uma pluralidade de parafusos 530 para limitar o curso descendente do veículo de vedação 520. Os parafusos (por exemplo, parafusos com cabeça Allen) 530 podem ser rosqueados no corpo de BOP 102 em uma superfície de topo da camisa 520C oposta de padrão radial. Conforme mostrado, o veículo de vedação 520 inclui orifícios escalonados 532 para acomodar os parafusos 530 com molas 525 instaladas concentricamente em torno deles.

Adicionalmente, uma pluralidade de parafusos de aperto 531

pode ser instalada radialmente no veículo de vedação 520. Dessa forma, o limite inferior do curso descendente do veículo de vedação 520 pode ser determinado por posições verticais relativas dos parafusos de aperto 531 e das cabeças dos parafusos 530. A orientação mecânica descendente é proporcionada por molas 525, que são mostradas como molas espirais, mas que podem ser de qualquer dispositivo apropriado que gere uma força de mola, tal como arruelas Bellville ou uma mola elastoméricas. Em uma modalidade, a força de mola de orientação pode ser proporcionada por uma gaxeta resiliente espessa entre a superfície de topo da camisa 520C e o corpo de BOP 102 com preparação para que parafusos 530 passem através dela. Vantajosamente, tal gaxeta pode servir tanto como uma mola de orientação quanto como uma vedação de detrito.

Referindo-se no momento à Figura 5, uma vista em seção

transversal da intersecção do furo vertical 104 e do furo horizontal 106 em ambos os lados de um BOP do tipo gaveta com blocos de gaveta 108 em uma posição completamente estendida ("fechada"), no modo de "teste" com a pressão do furo do poço 527 aplicada de cima. Conforme discutido anteriormente, as vedações frontais 109 e as vedações de topo 116 são conectadas de modo vedante de tal forma que juntas, vedem o furo vertical 104 completamente quando o BOP de gaveta é fechado. As extensões da área da vedação de anel em O 524A e da área da vedação de topo 116A podem ser distinguidas conforme descrito acima em referência às Figuras 4A e 4C. Aqueles não-versados nessas técnicas verificarão que, muito

embora o veículo de vedação 520 seja mostrado posicionado acima de um eixo geométrico central do furo horizontal 106 nas Figuras de 4A a 4D e Figura 5, a presente descrição não deve ser limitada a isto. Particularmente, nas modalidades selecionadas, o veículo de vedação pode ser posicionado abaixo do eixo geométrico horizontal de modo que o veículo de vedação possa ser impulsionado formando o engate vedante com os blocos de gaveta por fluidos de alta pressão provenientes de baixo.

Vantajosamente, um BOP do tipo gaveta adaptado com um veículo de vedação de acordo com as modalidades descritas no presente documento pode realizar a vedação contra pressão bidirecional usando somente as vedações de topo e as vedações frontais existentes e uma vedação não dispendiosa adicional atrás do veículo de vedação.

Adicionalmente, tal BOP pode vedar tal pressão bidirecional sem mecanismos e métodos de orientação de pressão complicados, importunos e dispendiosos. Ademais, os veículos de vedação de acordo com as modalidades descritas no presente podem ser facilmente e de maneira econômica retro-adaptados aos BOPs de gaveta existentes, permitindo assim que os conjuntos de BOPs mais antigos sejam testados localmente no leito do mar sem muito custo e rapidamente, e sem necessitar de uma "cavidade" de BOP especializada para o teste.

Muito embora a invenção tenha sido descrita em relação a um número limitado de modalidades, aqueles versados na técnica, com o benefício desta descrição, irão observar que outras modalidades podem ser delineadas, o que não as afastaria do escopo da invenção, conforme descrito no presente documento. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser limitado somente pelas reivindicações anexas.

Claims (10)

1. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, que compreende: um corpo; um furo vertical através do corpo; um furo horizontal através do corpo que intercruza o furo vertical; um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos d o corpo, sendo que os blocos de gaveta são adaptados para o movimento lateral controlado para e a partir do furo vertical; um veículo de vedação disposto em torno do furo vertical entre o corpo e adjacente ao furo horizontal; e um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação; sendo que o veículo de vedação é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico do furo vertical.

2. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o veículo de vedação é configurado para se engatar de modo vedável a uma vedação de topo de ao menos um par de blocos de gaveta.

3. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma área da vedação de pressão do veículo de vedação é maior que uma área da vedação de pressão dos blocos de gaveta.

4. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o veículo de vedação compreende uma porção de camisa e uma porção de flange.

5. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação compreende ao menos um dentre um anel de vedação em formato de O e uma borracha moldada,

6. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, que compreende: um corpo; um furo vertical através do corpo; um furo horizontal através do corpo que intercruza o furo vertical; um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos d o corpo, sendo que os blocos de gaveta são adaptados pa ra o movimento lateral controlado para e a partir do furo vertical; um veículo de vedação disposto na intersecção do furo vertical e do furo horizontal; e um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação; sendo que o veículo de vedação é configurado para ser deslocado ao longo de um eixo geométrico do furo vertical; sendo que o veículo de vedação é configurado para ser engatado de modo vedável a uma vedação de topo de ao menos um par de blocos de gaveta.

7. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma área da vedação de pressão do veículo de vedação é maior que uma área da vedação de pressão dos blocos de gaveta.

8. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, que compreende: um corpo; um furo vertical através do corpo; um furo horizontal através do corpo que intercruza o furo vertical; um par de blocos de gaveta disposto no furo horizontal em lados opostos d o corpo, sendo que os blocos de gaveta são adaptados para o movimento lateral controlado para e a partir do furo vertical; um veículo de vedação disposto na intersecção do furo vertical e do furo horizontal; e um dispositivo de vedação posicionado entre o corpo e o veículo de vedação; sendo que o veículo de vedação é configurado para ser impulsionado formando o engate vedante com ao menos um par de blocos de gaveta através da pressão fluida acima dos blocos de gaveta.

9. PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o veículo de vedação é configurado para ser impulsionado formando o engate vedante com uma vedação de topo do ao menos um par de blocos de gaveta.

10. MÉTODO DE ATUAÇÃO DE UM PREVENTOR DE ERUPÇÃO DO TIPO GAVETA, em que o método compreende: vedar um par de blo cos de gaveta um de encontro ao outro próximo a um eixo geométrico do furo do poço; e engatar de modo vedável um veículo de vedação a ao menos um par de blocos de gaveta a partir da pressão fluida que atua sobre os blocos de gaveta, sendo que o veículo de vedação é configurado para ser deslocado de modo vedável ao longo do eixo geométrico do furo do poço.