BRPI0718369A2 - Convés de perfuração integrado e manipulação de preventor de blow-out (bop) - Google Patents
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Description
"CONVÉS DE PERFURAÇÃO INTEGRADO E MANIPULAÇÃO DE PREVENTOR
DE BLOW-OUT (BOP)"
Campo Técnico
A presente invenção se refere a uma plataforma flutuante de perfuração offshore, compreendendo um convés de perfuração integrado no convés principal. Mais particularmente, a invenção se refere a uma plataforma flutuante de perfuração offshore, compreendendo um convés de perfuração integrado no convés principal e com um aperfeiçoado sistema de manipulação do preventor de blow- out (preventor de erupção) (Sigla em Inglês: BOP).
Antecedentes da Invenção
E bem conhecido dos especialistas versados na técnica que as plataformas de perfuração offshore são providas de um convés principal para atender a disposição de determinadas funções e itens, como, por exemplo, guindastes, alojamentos da tripulação, pouso de helicópteros, barcos salva-vidas, prateleiras para armazenamento horizontal de tubos de perfuração e tubos de riser, etc. Acima do convés principal, se dispõe, tipicamente, um convés de perfuração que suporta uma torre de perfuração. Um exemplo de plataforma de perfuração com um convés de perfuração disposto acima de um convés principal é mostrado no Pedido de Patente WO 00/49266, publicado em 24 de Agosto de 2000; ver, por exemplo, a Figura IA e a página 5, linha 29 e seguintes.
Uma plataforma de perfuração offshore (100) com um convés de perfuração (140) disposto acima de um convés principal (13 0) é também esquematicamente ilustrado na referida figura 1. a vista lateral da plataforma de perfuração offshore (100) na figura 1 mostra uma ponte ou pontão flutuante (110a) de uma estrutura de ponte flutuante inferior e duas colunas (120a, 120b) que se estendem verticalmente para cima a partir do pontão (110a), para uma estrutura de convés principal (130). A estrutura de convés principal (13 0) conecta as porções superiores das colunas d20a, 120b) entre si, de modo a formar um modelo de Plataforma globalmente forte e resiliente. O convés de perfuração (140) disposto acima do convés principal (130) é provido de uma unidade de mesa rotativa (142) e uma torre de perfuração (150). o convés de perfuração (140) disposto acima do convés principal (130), é provido de uma unidade de mesa rotativa (142) e uma torre de perfuração (150) O convés principal (130) é provido de uma abertura (132) (algumas vezes chamada de abertura de ^oon pool (piscxna)) que é verticalmente alinhada com a unidade de mesa rotativa (142). Além disso, um preventor de blow-out (BOP) (I56) é armazenado no convés principal (130). Conforme pode ser Visto na figura 1, 0 afastamento vertical entre o convés principal (130) e o convés de perfuração (I40) é preferivelmente, grande o suficiente para acomodar um BOP totalmente instalado, o qual é derrapado ou de outro modo movido para uma posição acima da abertura (132) no convés principal (130), antes de ser abaixado no fundo do mar
atraVéS da abert^ra (132). Deve ser observado que o BOP,
tipicamente, e de 10-15 m^t-r-nc
iu ±3 metros de altura, com um peso de
cerca de 150-350 toneladas.
Os projetos desse tipo mostrado na figura 1 apresentam diversos inconvenientes. Um primeiro inconveniente é que os diferentes níveis entre o convés de perfuração (140) e o convés principal (130) envolvem uma indesejável atividade de levantamento e ascensão entre os referidos elementos de convés (130, 140), provocando um efeito negativo sobre a segurança e a produtividade. Além disso, o modelo da figura 1 resulta em um indesejado alto centro de gravidade para a plataforma de perfuração (100) , o que é particularmente indesejado em conexão com plataformas flutuantes de perfuração offshore.
Nesse sentido, deve ser mencionado que é bem conhecido para os especialistas versados na técnica que as plataformas de perfuração offshore podem ser providas com um adicional piso de ante-poço (porão onde se armazena diversos equipamentos), disposto abaixo do convés de perfuração. Tal piso do ante-poço pode, por exemplo, ser um adicional piso, disposto entre o convés de perfuração e o convés principal. Um exemplo de piso de ante-poço pode ser encontrado na Patente U.S. No. 3.981.369 (concedida à Bokenkamp). 0 convés de perfuração e o piso do ante-poço se encontram em diferentes níveis, o que, tipicamente, resulta em um indesejado levantamento e ascensão ou em meios adicionais para levantar e transportar, de modo a evitar o levantamento e ascensão manual. Além disso, o afastamento vertical entre o convés de perfuração e o piso do ante- poço, tipicamente, é grande o suficiente para acomodar um BOP totalmente montado, o que resulta em um maior projeto para a plataforma de perfuração, o que proporciona a esta um indesejado alto centro de gravidade.
Conseqüentemente, existe a necessidade de um projeto que proporcione uma plataforma de perfuração offshore compacta, com um baixo centro de gravidade e um aperfeiçoado ambiente de processamento.
Resumo da Invenção
A presente invenção é dirigida para solucionar o problema de prover um projeto que possibilite a implementação de uma plataforma de perfuração offshore compacta, com um baixo centro de gravidade e um aperfeiçoado ambiente de processamento.
Isso foi conseguido mediante um primeiro aspecto da presente invenção, em que uma plataforma de perfuração compreende uma estrutura de ponte ou pontão flutuante inferior, uma pluralidade de colunas que se estendem para cima a partir da estrutura de pontão inferior, uma estrutura de convés superior conectando as porções superiores das colunas entre si, uma torre de perfuração, uma unidade de mesa rotativa destacável, um suporte de cunha e um preventor de blow-out. A plataforma de perfuração é caracterizada em que a estrutura de convés superior é provida de uma abertura de mesa rotativa, a qual é adaptada para receber a unidade de mesa rotativa destacável e permitir a passagem do preventor de blow-out pela mesma, e em que a torre de perfuração é disposta na estrutura de convés superior, acima da abertura de mesa rotativa. Além disso, uma estrutura de convés inferior é disposta abaixo da estrutura de convés superior, numa distância vertical que é menor que a altura do preventor de blow-out.
Um segundo aspecto da presente invenção é dirigido para uma plataforma de perfuração, incluindo as características mencionadas no primeiro aspecto, em que a estrutura de convés superior é provida de um espaço de armazenamento para o preventor de blow-out.
Um terceiro aspecto da presente invenção é dirigido para uma plataforma de perfuração, incluindo as características mencionadas no primeiro aspecto, em que a estrutura de convés superior é provida de um dispositivo de transporte para transportar o preventor de blow-out na estrutura de convés superior.
Um quarto aspecto da presente invenção é dirigido para uma plataforma de perfuração, incluindo as características do quarto aspecto, em que tanques de processo e poços de lama são dispostos na estrutura de convés inferior e são interligados por meio de uma disposição de bomba, para bombeamento de lama de perfuração dos tanques de processo para os poços de lama.
Uma solução para o problema acima mencionado foi também obtida mediante um quinto aspecto da presente invenção, compreendendo um método para manipulação de um preventor de blow-out numa plataforma de perfuração tendo uma estrutura de pontão flutuante inferior, uma pluralidade de colunas que se estendem para cima, a partir da estrutura de pontão flutuante inferior, uma estrutura de convés superior conectando as porções superiores das colunas entre si, uma unidade de mesa rotativa destacável disposta numa abertura de mesa rotativa na estrutura de convés superior, uma torre de perfuração provida com uma disposição de levantamento e sendo disposta na estrutura de convés superior, acima da abertura de mesa rotativa, e uma unidade de mesa rotativa destacável, um suporte de cunha e um preventor de blow-out.
0 método é caracterizado pelas etapas de:
- separar a unidade de mesa rotativa da abertura de mesa rotativa;
- dispor pelo menos o suporte de cunha no preventor de blow-out;
- posicionar o preventor de blow-out de modo que a disposição de levantamento da torre de perfuração possa abaixar o preventor de blow-out através da abertura de mesa rotativa;
- abaixar o suporte de cunha e o preventor de blow-out dentro da abertura de mesa rotativa por meio da dita disposição de levantamento, de modo que o preventor de blow-out seja passado através da abertura de mesa rotativa e que o suporte de cunha seja disposto na abertura de mesa rotativa, numa posição operacional para suportar as tubulações do riser (coluna de tubos de aço). Um sexto aspecto da presente invenção é dirigido para um método que inclui as características do sexto aspecto, compreendendo ainda as etapas de:
- dispor a unidade de mesa rotativa e o suporte de cunha no preventor de blow-out;
- abaixar a unidade de mesa rotativa e o suporte de cunha, assim como, o preventor de blow-out dentro da abertura de mesa rotativa por meio da disposição de levantamento da torre de perfuração, de modo que o preventor de blow-out seja passado através da abertura de mesa rotativa e que a unidade de mesa rotativa seja disposta na abertura de mesa rotativa, numa posição operacional para suportar os tubos de perfuração, e de modo que o suporte de cunha seja disposto numa posição operacional para suportar as tubulações do riser.
Um sétimo aspecto da presente invenção é dirigido para um método que inclui as características do sexto aspecto, em que o suporte de cunha é substituído pela unidade de mesa rotativa, mediante as etapas de:
- suportar as tubulações do riser por meio de uma disposição de tensionamento de tubulação do riser;
- remover e transportar o suporte de cunha, a partir da abertura de mesa rotativa, mediante a disposição de levantamento da torre de perfuração e dispositivo de transporte na estrutura de convés superior;
- transportar a abaixar a unidade de mesa rotativa para uma posição operacional na abertura de mesa rotativa, mediante um dispositivo de transporte e uma disposição de levantamento da torre de perfuração.
Um oitavo aspecto da presente invenção é dirigido
para um método que inclui as características do sétimo
aspecto, em que o suporte de cunha é removido, mediante as etapas de: - suportar os tubos de riser por meio de uma disposição de tensionamento de tubos de riser;
- remover e transportar o suporte de cunha, a partir da abertura de mesa rotativa, mediante a disposição de levantamento da torre de perfuração e dispositivo de transporte na estrutura de convés superior.
Deve ser enfatizado que as etapas implementadas pela invenção, as quais são pelo menos parcialmente mencionadas acima, não necessariamente devem ser executadas na ordem em que são listadas na presente descrição ou nas reivindicações anexas.
Deve também ser enfatizado que o termo "compreende/compreendendo" quando usado no presente relatório descritivo, é usado para especificar a presença de características, inteiros, etapas ou componentes indicados, porém, não impedindo a presença ou adição de uma ou mais outras características, inteiros, etapas, componentes ou grupos dos mesmos.
Adicionais vantagens e características vantajosas da invenção são divulgadas na seguinte descrição e nas reivindicações dependentes.
Breve Descrição dos Desenhos
Com referência aos desenhos anexos, segue abaixo uma descrição mais detalhada de modalidades da invenção citadas como exemplos.
Nos desenhos:
- a figura 1 é uma ilustração esquemática de uma vista lateral de um exemplo de uma plataforma de perfuração offshore (100), tendo um piso de perfuração (140) disposto acima do convés principal (130) ;
- a figura 2a é uma ilustração esquemática de uma vista lateral de uma plataforma de perfuração offshore (300), de acordo com uma modalidade da presente invenção; - a figura 2b é uma ilustração esquemática da vista de topo da plataforma de perfuração offshore mostrada na figura 2a;
- a figura 2c mostra a plataforma de perfuração (300) vista na figura 2a, com o suporte de cunha (354) disposto no topo
da unidade de mesa rotativa (352), sendo ainda conectado no topo do BOP (356) , o qual é posicionado para ser abaixado pela disposição de levantamento da torre de perfuração (350);
- a figura 2d mostra uma ilustração esquemática de uma fase anterior, durante o abaixamento do suporte de cunha (354) ,
unidade de mesa rotativa (352) e BOP (356) instalados;
- a figura 2e mostra uma ilustração esquemática de uma fase posterior, durante o abaixamento do suporte de cunha (354) , unidade de mesa rotativa (352) e BOP (356) instalados;
- a figura 2f mostra um detalhe do abaixamento do suporte de cunha (354), unidade de mesa rotativa (352) e BOP (356), instalados, conforme mostrados na figura 2e;
a figura 2g é uma ilustração esquemática de uma disposição de tensionamento de riser; - a figura 3a mostra a plataforma de perfuração (3 00) apresentada na figura 2a, com o suporte de cunha (354) disposto no topo do BOP (356), o qual é posicionado para ser abaixado pela disposição de levantamento da torre de perfuração (350); - a figura 3b mostra uma ilustração esquemática de uma fase anterior, durante o abaixamento do suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados ,-
- a figura 3c mostra uma ilustração esquemática de uma fase posterior, durante o abaixamento do suporte de cunha (354)
e BOP (356) instalados;
- a figura 3d mostra um detalhe do abaixamento do suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados, conforme mostrado na figura 3c; - a figura 4a é uma ilustração esquemática de uma estrutura de convés inferior (330) provida de tanques de processo e poços de lama (420);
- a figura 4b é um detalhe esquemático da estrutura de convés inferior (330) provida de tanques de processo (410) e poços de lama (420), conforme mostrado na figura 4a.
Descrição Detalhada de Modalidade Preferidas da Invenção
A figura 2a é uma vista lateral esquemática de uma plataforma de perfuração offshore (300), de acordo com uma modalidade da presente invenção, enquanto que a figura 2b é uma ilustração esquemática da vista de topo da plataforma de perfuração mostrada na figura 2a. É preferido que a plataforma de perfuração nas figuras 2a-2b seja uma plataforma de perfuração offshore (300) semi-submersível.
A plataforma de perfuração (300) é esquematicamente ilustrada sem quaisquer detalhes desnecessários. Conforme pode ser visto nas figuras 2a-2b, a plataforma (300) compreende uma estrutura de ponte flutuante inferior no formato de anel, substancialmente retangular (310a-310d). O termo "substancialmente no formato de anel" é usado paras rotular uma estrutura de pontão fechada envolvendo uma abertura central. Essa estrutura de pontão, normalmente, é geralmente referida simplesmente como um "pontão anular". Assim, a estrutura de pontão ou ponte flutuante (310a-310d), esquematicamente ilustrada nas figuras 2a-2b, é geralmente retangular, enquanto modalidades alternativas podem incluir outros formatos gerais de ponte flutuante, tais como, poliédricos ou circulares (2) (não mostrado). Outras configurações de pontes flutuantes são perfeitamente concebiveis para a estrutura submersa da sonda de perfuração, por exemplo, a estrutura "na forma de dois em paralelo". A modalidade mostrada nas figuras 2a-2b apresenta
quatro colunas (320a, 320b, 320c e 320d) que se estendem
verticalmente para cima, a partir da estrutura de ponte
flutuante ou pontão inferior (310a-310d). Uma estrutura de
convés principal superior (340) conecta as porções
superiores das colunas (320a-320d) entre si, de modo a
formar um modelo de plataforma totalmente forte e resiliente.
Além disso, é preferido que uma estrutura de convés inferior (330) seja disposta abaixo do convés principal (340), para suportar os equipamentos de perfuração e/ou de processo, por exemplo, tanques do processo e poços de lama, etc., conforme será descrito em maiores detalhes, a seguir. A estrutura de convés inferior (33 0) pode ser conectada ao convés principal superior (340) e/ou às colunas (320a-320d).
Preferivelmente, a estrutura de convés principal
(340) e a estrutura de convés inferior (330) são, pelo
menos parcialmente, feitas de construções de vigas e os
elementos de convés são, pelo menos parcialmente, providos
de adequadas superfícies de trabalho, de modo que as
atividades de perfuração requeridas possam ser
convenientemente executadas pela tripulação da plataforma.
Em particular, é preferido que o convés principal (340)
seja provido de uma superfície de trabalho substancialmente plana.
O convés principal (340) é provido de uma abertura de mesa rotativa (342), adaptada para receber uma mesa rotativa destacável (352) e uma carcaça de um diverter (352') (conjunto de tubagens e válvulas para alívio de erupções dos poços), juntamente referenciada como unidade de mesa rotativa (352»), caso contrário, explicitamente indicada abaixo. Além disso, a abertura de mesa rotativa (342) é adaptada para permitir a passagem de um preventor de blow-out (BOP) pela mesma, conforme será explicado mais detalhadamente abaixo. A estrutura de convés inferior (330) é similarmente provida de uma abertura (332) (algumas vezes chamada de abertura tipo piscina (moon pool), a qual é verticalmente alinhada com a abertura de mesa rotativa (342). As duas aberturas (332), (342) são esquematicamente ilustradas na figura 2b no formato circular. No entanto, deve ser entendido que as mesmas podem ser de qualquer formato adequado, por exemplo, oval, triangular, quadrado ou retangular, ou qualquer outro apropriado tipo de formato.
0 convés principal (340) é também provido de uma torre de perfuração (350) . A torre de perfuração (350) é disposta acima da abertura de mesa rotativa (342), sendo, preferivelmente, provida de uma disposição de levantamento (não mostrado). A disposição de levantamento pode, por exemplo, ser um gancho preso a um bloco circulante, conforme é bem conhecido para os especialistas versados na técnica. Uma torre de perfuração com uma disposição de levantamento na forma de um bloco circulante com um gancho é mostrada, por exemplo, na Patente U.S. No. 3.981.369 (Bokenkamp) mencionada acima. Deve ser ainda informado que a disposição de levantamento é disposta de modo a suspender e abaixar diversos outros elementos da plataforma, substancialmente ao longo ou, pelo menos, substancialmente em paralelo a um eixo central, que se estende através do centro da abertura de mesa rotativa (342) e do centro da abertura (332) na estrutura de convés inferior (330), caso essa estrutura de convés inferior (330) esteja presente. Por razões de conveniência, a disposição de levantamento da torre de perfuração (350) será referida a partir de agora como "gancho de torre de perfuração". Entretanto, isso não deve ser interpretado como sendo de exclusão de outras adequadas disposições de levantamento. Além disso, um preventor de blow-out (BOP) (356), uma unidade de mesa
rotativa (352) e um suporte de cunha (354) são armazenados
no convés principal (340). Em outras palavras, a estrutura
de convés superior (340) é, preferivelmente, provida de um
espaço de armazenamento para pelo menos um dentre os
mencionados dispositivos e, preferivelmente, para cada um
dos mencionados unidade de mesa rotativa (352), suporte de
cunha (354) e BOP (356). 0 BOP (356) consiste de uma grande
instalação de válvulas, a qual é idealizada de ser colocada
no topo do poço de petróleo e que é fechada pela tripulação
de perfuração para controlar o poço, quando se faz presente
uma inesperada alta pressão. A unidade de mesa rotativa
(352) é utilizada para suportar o tubo de perfuração
durante as operações de perfuração, enquanto o suporte de
cunha (354) é utilizado para temporariamente suportar a
cadeia de tubos do riser, quando os tubos do riser são
conectados ou desconectados, durante o abaixamento ou
levantamento da cadeia desses tubos. A função da unidade de
mesa rotativa (352) e do suporte de cunha (354) é uma
função bem conhecida para os especialistas versados na
técnica, ver, por exemplo, a Patente U.S. No. 4.199.847 (Owens).
É preferido que o BOP (356) e a unidade de mesa rotativa (352) (possivelmente, também o suporte de cunha (354)), sejam dispostos em vagonetes (357a, 357b) ou em dispositivos do tipo trenó, ou em outros adequados dispositivos de transporte. Isso possibilita ao BOP (356) e à unidade de mesa rotativa (352) (possivelmente, também ao suporte de cunha (354)) serem transportados horizontalmente - por exemplo, ao longo de trilhos (358) ou elementos similares, conforme mostrado na figura 2b - para uma posição abaixo da torre de perfuração (350), o que possibilita à torre de perfuração (350) levantar a unidade de mesa rotativa (352) e o BOP (356) através de um gancho de torre de perfuração. Conforme pode ser visto nas figuras 2a-2b, o BOP (356) e a unidade de mesa rotativa (352) podem ser armazenados em lados separados da abertura (342) . Entretanto, outras posições são, logicamente, concebíveis.
Da descrição acima da plataforma de perfuração
offshore (300) mostrada nas figuras 3a-3b, é evidente que a torre de perfuração (350) e o BOP (356) são dispostos e armazenados no mesmo convés, isto é, no convés principal (340) . Isso está em contrário ao exemplo citado na Patente U.S. No. 3.981.3 69 (Bokenkamp) , que mostra uma torre de perfuração (15), disposta em um convés de perfuração superior (11) e um BOP (33), que é armazenado em um convés de ante-poço (14), abaixo do convés de perfuração (11) (ver a figura 1 na referida Patente de Bokenkamp). Conseqüentemente, a partir da modalidade da
presente invenção mostrada nas figuras 2a-2b, é evidente que a plataforma de perfuração (300) não possui torre de perfuração sobre o convés de perfuração disposto acima do convés principal (340). Ao contrário, a torre de perfuração (350) é disposta no convés principal (340) da plataforma (300) e não existe nenhum convés de perfuração acima do convés principal (340). Essas duas características, tomadas isoladamente e, particularmente, tomadas em conjunto, proporcionam a plataforma de perfuração (300) com um centro de gravidade mais baixo, se comparado, por exemplo, ao de Bokenkamp.
Além disso, nos casos em que existe a necessidade de uma estrutura de convés inferior (330), o armazenamento do BOP (356) no convés principal (340) , de modo oposto ao convés inferior (330), possibilita diminuir a distância vertical entre o convés inferior (330) e o convés principal (340) . Em particular, a distância entre o convés inferior (330) e o convés principal (340) pode ser reduzida, de modo a ser menor que a altura do BOP (356), por exemplo, menor que 12 metros, preferivelmente, menor que 10 metros, mais preferivelmente, menor que 8 metros e, em alguns casos, menor que 7 metros e, até mesmo, menor que 5 metros. Novamente, isso se opõe, por exemplo, à Patente U.S. No.
3.981.369 (Bokenkamp) , em que um BOP (33) é armazenado em um convés de ante-poço (14), abaixo do convés de perfuração (11) , o que exige que a distância vertical entre o convés do ante-poço (14) e o convés de perfuração (11) exceda a altura do BOP (ver, por exemplo, a figura 1 da Patente de Bokenkamp). Como é evidente para o especialista versado na técnica, uma distância reduzida entre a estrutura de convés inferior (330) e o convés principal (340) possibilita abaixar o centro de gravidade da plataforma (300). Isso se opõe às plataformas que apresentam um afastamento de distância entre uma estrutura de convés inferior e uma estrutura de convés superior que excede a altura do BOP.
Conseqüentemente, ao se dispor a torre de perfuração (350) e o armazenamento do BOP (356) no convés principal (340) e se diminuir a distância vertical entre o convés principal (340) e a estrutura de convés inferior (330), quando uma estrutura de convés inferior (330) está presente, se torna possível projetar uma plataforma de perfuração offshore compacta (300), tendo um centro de gravidade mais baixo. Além disso, ao se dispor a torre de perfuração
(350) no convés principal (340) , é proporcionado um aperfeiçoado ambiente de trabalho, pelo que a tripulação na plataforma de perfuração (300) não tem de executar atividades desnecessárias e potencialmente perigosas de levantamento e ascensão entre o convés principal (340) e um convés de perfuração disposto acima do convés principal (340) , uma vez que as atividades principais de perfuração na plataforma de perfuração (300) são executadas no convés principal (340), e não no convés de perfuração acima do convés principal (340).
Entretanto, ao se dispor a torre de perfuração
(350) e o armazenamento do BOP (356) no convés principal
(340) e se diminuir a distância vertical entre o convés
principal (340) e a estrutura de convés inferior (330), no
caso de uma estrutura de convés inferior (330) estar
presente, isso exige um aperfeiçoado método de manipulação do BOP (356).
Uma primeira modalidade de um método aperfeiçoado para manipulação do BOP (356) será descrita abaixo, fazendo-se referência às figuras 2c-2f.
Começando pela figura 2a, na posição ali mostrada da unidade de mesa rotativa (352) e do suporte de cunha (354), pode ser concluído que uma primeira etapa (Sl) na primeira modalidade exemplificativa do presente método, será o destacamento da unidade de mesa rotativa (352) da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340). Isso deixa a abertura de mesa rotativa (342) livre para abaixamento do BOP (356) para o fundo do mar, conforme será explicado adiante.
De acordo com uma segunda etapa (S2) e uma
terceira etapa (S3) da primeira modalidade exemplificativa
do presente método, o suporte de cunha (354) é disposto no
topo da unidade de mesa rotativa (352) e o pacote
compreendendo o suporte de cunha (354) e a unidade de mesa
rotativa (352), por sua vez, é disposto no topo do BOP
(356), sendo posicionado acima da abertura de mesa rotativa (342) .
Mais particularmente, de acordo com a segunda etapa (S2) do método exemplificativo, o suporte de cunha é disposto no topo da unidade de mesa rotativa (352) e o pacote compreendendo o suporte de cunha (354) e a unidade de mesa rotativa (352), por sua vez, é levantada pelo gancho da torre de perfuração. Isso pode, por exemplo, ser conseguido, inicialmente, mediante levantamento do suporte de cunha (354) sobre a unidade de mesa rotativa (352) por meio, por exemplo, do gancho da torre de perfuração, de um guindaste ou uma empilhadeira (não mostrado) ou meios similares, dispostos no convés principal (340). É preferido que o suporte de cunha (354) seja fixado à unidade de mesa rotativa (352) , de modo a permanecer em um estado substancialmente operacional, quando a unidade de mesa rotativa (352) portadora do suporte de cunha (354) for subseqüentemente abaixada e encaixada dentro da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340), conforme será descrito adiante. No entanto, o suporte de cunha (354) pode, alternativamente, necessitar de adicionais ações para se dispor em um estado operacional, quando a unidade de mesa rotativa (352) portadora do suporte de cunha (354) tiver sido encaixada dentro da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340) .
Na terceira etapa (S3) da primeira modalidade exemplificativa do presente método, a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) são dispostos no topo do BOP (356), o qual é posicionado de modo a que o gancho de perfuração possa abaixar o BOP (356) através da abertura de mesa rotativa (342), conforme será descrito abaixo na quarta etapa (S4) . Para se dispor o suporte de cunha (354) e a unidade de mesa rotativa (352) no BOP (356), isso pode ser feito, por exemplo, mediante transporte da unidade de mesa rotativa (352) e do suporte de cunha (354) por meio de um vagonete (357a) ou algum outro adequado dispositivo de transporte, numa posição em que o gancho da torre de perfuração possa suspender a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) . 0 vagonete (357a) ou dispositivo similar é preferivelmente rolado para trás quando a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) são levantados. 0 BOP (356) é depois transportado por meio de um vagonete (357b) ou algum outro meio de transporte adequado, numa posição em que o gancho da torre de perfuração possa abaixar a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) sobre o BOP (356) .
Então, é preferido que a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) sejam presos ao BOP (356) através de adequados dispositivos de fixação, de modo que o gancho da torre de perfuração possa suspender a unidade de mesa rotativa (352), o suporte de cunha (354) e o BOP (356) como um único pacote. Isso pode, por exemplo, ser obtido mediante fixação do BOP (356) ao suporte de cunha (354) e/ou à unidade de mesa rotativa (352) por meio de parafusos e/ou cabos, etc. Isso pode, alternativamente e/ou adie ionalmente, ser conseguido mediante utilizaçao do suporte de cunha (354) e de um adaptador de tubo de riser que é previamente fixado ao BOP (356) . 0 adaptador de tubo de riser, tipicamente, é provido de uma primeira extremidade, disposta para ser operacionalmente fixada ao BOP (356) e uma segunda extremidade, disposta para ser operacionalmente fixada a um tubo de riser. 0 suporte de cunha (354) - quando tiver sido abaixado sobre o BOP (356) - pode ser então utilizado para se prender em volta do adaptador do tubo de riser, da mesma ou similar maneira que o bem conhecido modo operacional do suporte de cunha (354), durante o abaixamento ou suspensão da cadeia de tubos do riser sob a plataforma de perfuração (300) . A unidade de mesa rotativa (352), suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados, são depois suspensos pelo gancho da torre de perfuração, por exemplo, engatando o adaptador do tubo de riser da mesma ou similar maneira de quando os tubos de riser são conectados ou desconectados, durante o abaixamento ou suspensão da cadeia de tubos do riser, conforme é bem conhecido dos especialistas versados na técnica. 0 vagonete (3 57b) ou dispositivo de transporte similar é em tão rolado para trás, ou de outro modo removido. 0 BOP (356) se encontra agora na posição que possibilita ao gancho da torre de perfuração abaixar o BOP (356), através da abertura de mesa rotativa (342).
Os resultados obtidos pela segunda etapa (S2) e terceira etapa (S3), conforme discutido acima estão esquematicamente ilustrados na figura 2c.
Antes de prosseguir, deve ser mencionado que soluções de montagens alternativas são concebiveis. Por exemplo, a unidade de mesa rotativa (352), o suporte de cunha (354) e o BOP (356) podem ser montados antes do BOP (356) ser transportado para uma posição que possibilite ao gancho da torre de perfuração abaixar o BOP (356) através da abertura de mesa rotativa (342).
Numa quarta etapa (S4) da primeira modalidade exemplificativa do presente método, o suporte de cunha (354), a unidade de mesa rotativa (352) e o BOP (356) instalados, são abaixados pelo gancho da torre de perfuração na direção da abertura de mesa rotativa (342). Mais particularmente, o suporte de cunha (354), a unidade de mesa rotativa (352) e o BOP (356) instalados, são abaixados de modo a que a unidade de mesa rotativa (352) seja disposta numa posição operacional na abertura de mesa rotativa (342) do convés principal (340) e que o BOP (356) que se dispõe pendurado abaixo da unidade de mesa rotativa (352) seja passado através da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340) e, preferivelmente, pelo menos parcialmente, através da correspondente abertura (332) (abertura tipo piscina) na estrutura de convés inferior (330), no caso de uma estrutura de convés inferior (330) estar presente. A unidade de mesa rotativa (352) que se dispõe numa posição operacional na abertura de mesa rotativa (342), conforme indicado acima, é principalmente dirigida para a posição como tal. Isso não impede que medidas adicionais possam ser tomadas antes da unidade de mesa rotativa (352) se tornar totalmente operacional, por exemplo, tal como, conectando e provendo capacidade hidráulica e elétrica e fixando diversos tubos para comunicação de fluidos, etc., com a unidade de mesa rotativa (352).
Um procedimento de abaixamento do suporte de cunha (354), unidade de mesa rotativa (352) e BOP (356) é esquematicamente ilustrado nas figuras 2e-2f. Conforme pode ser visto mais claramente no detalhe da figura 2f,é preferido que a unidade de mesa rotativa (352) esteja substancialmente em descarga com a superfície de trabalho superior do convés principal (340), enquanto o suporte de cunha (354) disposto na unidade de mesa rotativa (352) se estende acima da superfície de trabalho do convés principal (340) .
A unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) se encontram agora numa posição para o procedimento de abaixamento do BOP (356) no fundo do mar. Isso, preferivelmente, é feito mediante uso do suporte de cunha (354) para conectar adicionais tubos de riser ao BOP (356) , de uma maneira bem conhecida para os especialistas versados na técnica. Deve ser ainda informado que outros tubos de riser podem ser conectados, de modo mais ou menos direto a um adequado conector, o qual é compreendido pelo próprio BOP (356) ou de modo indireto a um adaptador de tubo de riser conectado ao BOP (356), conforme anteriormente discutido ou por meio de qualquer outro adequado conector ou adaptador, incluindo aqueles bem conhecidos na técnica.
Numa quinta etapa (S5) da primeira modalidade exemplificativa método, é preferido que o suporte de cunha (354) seja removido da unidade de mesa rotativa (352). Isso, tipicamente, é feito quando o BOP (356) tiver alcançado o fundo do mar e não houver mais necessidade de se conectar adicionais tubos de riser.
Uma vez que o suporte de cunha (354) suporta a cadeia de tubos de riser, é preferido que esse suporte seja desviado para outra disposição, antes do suporte de cunha (354) ser removido, por exemplo, para uma chamada disposição de tensionamento de riser. Uma disposição de tensionamento de riser é esquematicamente ilustrada na figura 2g, compreendendo um anel de tensionamento (410) ou dispositivo similar, fixado de modo subjacente ao convés principal (340) por meio de cabos hidraulicamente suspensos (420) ou elementos similares. Diferentes aspectos de tensores de riser são, por exemplo, discutidos no documento de patente WO 93/19279, publicado em 30 de Setembro de 1993, Patente U.S. No. 5.148.871, publicada em 22 de Setembro de 1992 e Patente U.S. No. 4.501.219, publicada em 26 de Fevereiro de 1985. Uma vez que a cadeia de tubos de riser é suportada pela disposição de tensionamento de riser, se considera seguro o procedimento de remoção do suporte de cunha (354). isso pode ser feito, por exemplo, mediante suspensão do suporte de cunha (354) por meio do gancho da torre de perfuração e abaixamento do mesmo sobre um vagonete (357a) para transportar para fora da torre de perfuração (350).
As etapas de uma segunda modalidade do método de acordo com a presente invenção são explicadas abaixo, com referência às figuras 3a-3d e de adequadas partes nas figuras 2c-2g.
Uma primeira etapa (Sl') da segunda modalidade exemplificativa do método compreende destacar a unidade de mesa rotativa (352) da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340), de modo a deixar a abertura (342) livre para o abaixamento do BOP (356) no fundo do mar.
Numa segunda etapa (S2') da segunda modalidade exemplificativa do presente método, somente o suporte de cunha (354) é disposto no topo do BOP (356), o qual é posicionado de modo a que o gancho da torre de perfuração possa abaixar o BOP (356) através da abertura de mesa rotativa (342), conforme será descrito abaixo na quarta etapa (S4'). Para se dispor o suporte de cunha (354) no topo do BOP (356), isso pode ser feito, por exemplo, mediante transporte do suporte de cunha (354) através de um vagonete (357a) ou algum outro apropriado dispositivo de transporte, numa posição em que o gancho da torre de perfuração possa suspender o suporte de cunha (354) . O vagonete (357a) ou dispositivo similar, preferivelmente, é rolado para trás quando o suporte de cunha (354) é levantado. 0 BOP (356) é depois transportado por meio de um vagonete (3 57b) ou algum outro apropriado dispositivo de transporte, numa posição em que o gancho da torre de perfuração possa abaixar o suporte de cunha (354) sobre o BOP (356) e, subseqüentemente, abaixar o BOP (356) através da abertura de mesa rotativa (342).
É preferido que o suporte de cunha (354) seja fixado ao BOP (356) mediante adequados meios de fixação, de modo a possibilitar ao gancho da torre de perfuração suspender o suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados, na forma de um pacote único. Isso pode ser conseguido, por exemplo, mediante fixação do BOP (356) ao suporte de cunha (354), conforme descrito acima em conexão com o método de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
0 resultado conseguido pela segunda etapa (S2'), conforme discutido acima, é esquematicamente ilustrado na figura 3a. Antes de se prosseguir, deve ser ainda informado que soluções de modalidades alternativas são concebíveis . Por exemplo, o suporte de cunha (354) e o BOP (356) podem ser montados, antes do BOP (356) ser transportado para uma posição que possibilita o gancho da torre de perfuração abaixar o BOP (356) através da abertura de mesa rotativa (342) .
Numa terceira etapa (S3') da segunda modalidade exemplificativa do presente método, o suporte de cunha (354) e o BOP (356) instalados são abaixados pelo gancho da torre de perfuração dentro da abertura de mesa rotativa (342) . Mais particularmente, o suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados são abaixados de modo a que o suporte de cunha (354) seja disposto numa posição operacional na abertura de mesa rotativa (342) do convés principal (340) e que o BOP (356) que se dispõe pendurado abaixo do suporte de cunha (354) seja passado através da abertura de mesa rotativa (342) no convés principal (340) e, preferivelmente, pelo menos parcialmente, através da correspondente abertura (332) (abertura tipo piscina) na estrutura de convés inferior (330), caso uma estrutura de convés inferior (330) esteja presente. 0 suporte de cunha (354) ao ser disposto numa posição operacional na abertura de mesa rotativa (342), conforme indicado acima, é dirigido, principalmente, para tal posição, não impedindo que algumas adicionais medidas possam ser tomadas, antes do suporte de cunha (354) se tornar operacional.
Um procedimento de abaixamento do suporte de cunha (354) e BOP (356) instalados é esquematicamente ilustrado nas figuras 3b-3d. Conforme é mais claramente visto no detalhe da figura 3d, é preferido que o suporte de cunha (354) esteja substancialmente em nível com a superfície de trabalho superior do convés principal (340) . Entretanto, conforme um especialista versado na técnica irá reconhecer, isso pode exigir que a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) tenham, substancialmente, o mesmo tamanho, de modo a se encaixarem dentro da mesma abertura de mesa rotativa (342) do convés principal (340), pelo menos, na direção horizontal. O tamanho da unidade de mesa rotativa (352) e/ou do suporte de cunha (354) pode ser modificado, se necessário, por exemplo, por meio de adaptadores .
O suporte de cunha (354) se encontra agora numa posição para abaixamento do BOP (356) no fundo do mar. Isso, preferivelmente, é feito por meio da utilização do suporte de cunha (354) para conectar adicionais tubos de riser ao BOP (356), conforme é bem conhecido para os especialistas versados na técnica. Pode ser ainda informado que os adicionais tubos de riser podem ser conectados diretamente a um adequado conector compreendido pelo próprio BOP (356), ou indiretamente a um adaptador de tubo de riser conectado ao BOP (356), conforme anteriormente discutido ou a qualquer outro adequado conector ou
adaptador, incluindo aqueles bem conhecidos no segmento da técnica.
Numa quarta etapa (S4') da segunda modalidade exemplificativa do presente método, é preferido que o suporte de cunha (354) seja removido da abertura de mesa rotativa (342) e seja substituído pela unidade de mesa rotativa (352). Uma vez que o suporte de cunha (354) suporta a cadeia de tubos do riser, é preferido que esse suporte seja desviado para uma disposição de tensionamento de riser, antes do suporte de cunha (354) ser removido, conforme já descrito com referência à figura 2g. Uma vez que a cadeia de tubos de riser é suportada pela disposição de tensionamento de riser, é considerado seguro se remover o suporte de cunha (354), o que, por exemplo, pode ser feito mediante suspensão do suporte de cunha (354) através do gancho da torre ds perfuração e abaixamento do mesmo sobre um vagonete (357a) para que seja transportado para fora da torre de perfuração (350) . A unidade de mesa rotativa (352) pode depois ser transportada, por exemplo, por meio de um vagonete (3 57b) , numa posição em que possa ser levantada pelo gancho da torre de perfuração. A unidade de mesa rotativa (352) é, preferivelmente, levantada e depois abaixada numa posição operacional na abertura de mesa rotativa (342), desde que o vagonete (357b) tenha sido removido para fora da torre de perfuração (350).
As duas modalidades exemplificativas de um método para manipulação do BOP (356), conforme descritas acima, possibilitam à torre de perfuração (350) e ao BOP (356) serem dispostos e armazenados, respectivamente, sobre o convés principal (340) da plataforma de perfuração (300) . Isso também possibilita uma redução da distância vertical entre o convés principal (340) e uma estrutura de convés inferior (330), no caso de uma estrutura de convés inferior (330) estar presente. Cada uma de tais medidas torna possível o projeto de uma plataforma de perfuração (300) mais compacta, tendo um centro de gravidade mais baixo.
Deve ser enfatizado que as etapas executadas pelas duas modalidades exemplificativas descritas acima não devem, necessariamente, ser executadas na ordem em que foram apresentadas.
Além disso, quando uma estrutura de convés inferior (330) estiver presente, é preferido se dispor tanques do processo e poços de lama no convés inferior (330) , para manipulaçao da lama de perfuração de retorno e de fragmentos ou cascalhos da perfuração. Entretanto, para manter um baixo centro de gravidade para a plataforma de perfuração (300) é preferido que os tanques do processo e os poços de lama sejam dispostos no mesmo nível ou altura. Ao dispor os tanques do processo e os poços de lama no mesmo nível, se torna muito difícil utilizar um tradicional transbordamento dos tanques do processo para os poços de lama, uma vez que isso exige que os tanques do processo sejam posicionados em um nível mais alto que os poços de lama. Isso, tipicamente, irá requerer um aumento do afastamento vertical entre o convés inferior (330) e o convés principal (340), o que contraria o desejo de um baixo centro de gravidade para a plataforma de perfuração (300) .
As figuras 4a-4b ilustram uma solução para esse problema, pelo que os tanques do processo (410) e os poços de lama (420) são dispostos no mesmo nível. Os tanques do processo (410) recebem a lama de perfuração e cascalhos provenientes da perfuração através de um tubo (431) da unidade de diverter (352'). A unidade de diverter (352') é disposta abaixo da unidade de mesa rotativa (352) e é conectada ao último tubo da cadeia de tubos do riser, para receber a lama de perfuração e fragmentos ou cascalhos da perfuração. Isso é bem conhecido pelos especialistas versados na técnica. Os cascalhos da perfuração são separados da lama de perfuração e a lama é limpa nos tanques do processo (410), o que, também, é bem conhecido dos especialistas versados na técnica. A lama de perfuração limpa é depois transferida para os poços de lama (420), por meio de uma disposição de bomba (430) , pelo que é dispensada a necessidade de um transbordamento dos tanques do processo (410) para os poços de lama (420).
Deve ser entendido que a presente invenção não está limitada às modalidades descritas acima e ilustrações dos desenhos; ao invés disso, o especialista versado na técnica saberá reconhecer que diversas modificações poderão ser feitas dentro do escopo das reivindicações anexas.
Claims (8)
1. Plataforma de perfuração (300), compreendendo: - uma estrutura de pontão ou ponte flutuante inferior (310a, 310b, 310c, 310d); - uma pluralidade de colunas (32 0a, 3 2 0b, 320c, 32Od) que se estendem ascendentemente a partir da estrutura de ponte flutuante inferior (310a, 310b, 310c, 310d); - uma estrutura de convés superior (340) conectando as porções superiores das colunas (320a, 320b, 320c, 320d) entre si; - uma torre ou mastro de perfuração (350), uma unidade de mesa rotativa descartável (352), um suporte de cunha (354) e um preventor de blow-out (preventor de erupção) - (sigla BOP) (356); caracterizada pelo fato de que: - a estrutura de convés superior (340) é provida de uma abertura de mesa rotativa (342), a qual é adaptada para receber a unidade de mesa rotativa descartável (352) e permitir a passagem do preventor de blow-out (356); - a torre de perfuração (350) é disposta na estrutura superior do convés (340), acima da abertura de mesa rotativa (342); - uma estrutura de convés inferior (330) é disposta abaixo da estrutura de convés superior (340), numa distância vertical que é menor que a da altura do preventor de blow- out (356) .
2. Plataforma de perfuração (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de convés superior (340) é provida de um espaço de armazenamento para o preventor de blow-out (356).
3. Plataforma de perfuração (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de convés superior (340) é provida de um dispositivo de transporte (358) para transportar o preventor de blow-out (3 56) sobre a estrutura de convés superior (340).
4. Plataforma de perfuração (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tanques de processo (410) e poços de lama (420) são dispostos na estrutura de convés inferior (330), sendo interligados por meio de uma disposição de bomba (430) para bombeamento da lama de perfuração dos tanques de processo (410) para os poços de lama (420).
5. Método para manipulação de um preventor de blow-out (356) sobre uma plataforma de perfuração (300), a qual apresenta uma estrutura de ponte flutuante inferior (310a, 310b, 310c, 310d); uma pluralidade de colunas (320a, 320b, 320c, 320d) se estendendo ascendentemente a partir da estrutura de ponte flutuante inferior (310a, 310b, 310c,310d); uma estrutura de convés superior (340) conectando as porções superiores das colunas (320a, 320b, 320c, 320d) entre si; uma unidade de mesa rotativa descartável (352) disposto em uma abertura de mesa rotativa (342) na estrutura de convés superior (340); uma torre de perfuração (350) provida de um dispositivo de levantamento e sendo disposta na estrutura de convés superior (340) acima cia abertura de mesa rotativa (342); e uma unidade de mesa rotativa descartável (352), um suporte de cunha (354) e um preventor de blow-out (356); caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - separar a unidade de mesa rotativa (352) da abertura de mesa rotativa (342); - dispor pelo menos o suporte de cunha (354) no preventor de JbIow-out (356) ; - posicionar o preventor de blow-out (356) de modo que o dispositivo de levantamento da torre de perfuração (350) possa abaixar o preventor de blow-out (356) através da abertura de mesa rotativa (342); - abaixar o suporte de cunha (354) e o preventor de blow- out (356) dentro da abertura de mesa rotativa (342) por meio do dito dispositivo de levantamento, de modo que o preventor de blow-out (356) seja passado através da abertura de mesa rotativa (342) e que o suporte de cunha (354) seja disposto na abertura de mesa rotativa (342) numa posição operacional para suportar as tubulações do riser (coluna de tubos de aço) .
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de: dispor a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354) no preventor de blow-out (356); - abaixar a unidade de mesa rotativa (352) e o suporte de cunha (354), assim como, o preventor de blow-out (356) dentro da abertura de mesa rotativa (342) por meio do dispositivo de levantamento da torre de perfuração (350), de modo que o preventor de blow-out (356) seja passado através da abertura de mesa rotativa (342) e que a unidade de mesa rotativa (352) seja disposta na abertura de mesa rotativa (342), numa posição operacional para suportar os tubos de perfuração, e de modo que o suporte de cunha (354) seja disposto numa posição operacional para suportar as tubulações do riser.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o suporte de cunha (354) é substituído pela unidade de mesa rotativa (352), através das etapas de: - suportar as tubulações do riser por meio de uma disposição de tensionamento de tubulação do riser (410, 420) ; - remover e transportar o suporte de cunha (354), a partir da abertura de mesa rotativa (342), mediante a disposição de levantamento da torre de perfuração (350) e dispositivo de transporte (358, 357a) na estrutura de convés superior (340) ; transportar a abaixar a unidade de mesa rotativa (352) para uma posição operacional na abertura de mesa rotativa (342), mediante um dispositivo de transporte (358, 357a) e uma disposição de levantamento da torre de perfuração (350) .
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o suporte de cunha (354) é removido através das seguintes etapas: - suportar os tubos de riser por meio de uma disposição de tensionamento de tubos de riser (410, 420); - remover e transportar o suporte de cunha (354), a partir da abertura de mesa rotativa (342), mediante a disposição de levantamento da torre de perfuração (350) e dispositivo de transporte (358, 357a) na estrutura de convés superior (340) .
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