BRPI0718571B1 - Sistema de tubo ascendente, e, métodos de testar a pressão de uma coluna de tubo ascendente e de perfuração - Google Patents

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(54) Título: SISTEMA DE TUBO ASCENDENTE, E, MÉTODOS DE TESTAR A PRESSÃO DE UMA COLUNA DE TUBO ASCENDENTE E DE PERFURAÇÃO (51) Int.CI.: E21B 7/12; E21B 29/12 (30) Prioridade Unionista: 07/11/2006 US 60/864,712 (73) Titular(es): HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC.

(72) Inventor(es): CHARLES R. ORBELL; CHRISTIAN LEUCHTENBERG; CRAIG W. GODFREY / 87 “SISTEMA DE TUBO ASCENDENTE, E, MÉTODOS DE TESTAR A PRESSÃO DE UMA COLUNA DE TUBO ASCENDENTE E DE PERFURAÇÃO”

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção refere-se, em geral, a sistemas marinhos de tubo ascendente e, em uma versão descrita neste documento, mais particularmente, refere-se a um sistema de tubo ascendente universal fora da costa.

FUNDAMENTO [0002] Os tubos ascendentes são usados nas aplicações de perfuração fora da costa oferecendo um meio de trazer o fluido de perfuração e quaisquer outros elementos sólidos e/ou fluidos provenientes de um furo de sondagem de volta para a superfície. As seções do tubo ascendente são construídas de maneira reforçada, pois elas precisam resistir a cargas significativas impostas pelas situações de arfagem que precisam suportar, e pelas cargas ambientais que precisam resistir quando estão em operação. Como tal, elas possuem uma capacidade inerente de pressão interna.

[0003] Entretanto, esta capacidade não é explorada atualmente em seu nível máximo. Muitos sistemas de tubo ascendente foram propostos com objetivo de variar a densidade de fluido no tubo ascendente, mas nenhum deles proveu um sistema facilmente liberável e de aplicação universal que variem tipos de modos de perfuração. Normalmente eles exigem alguma modificação específica dos principais componentes de uma unidade de perfuração flutuante, e o resultado e que eles se constituem em soluções adaptadas, com uma abrangência restrita de aplicação, devido aos custos e limitações de projeto. Por exemplo, os diferentes sistemas de perfuração são necessários para diferentes modos de perfuração, tais como perfuração com pressão gerenciada, perfuração com dupla densidade ou perfuração com duplo gradiente, perfuração parcial em nível do tubo ascendente e perfuração com

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 14/111 / 87 desequilíbrio a menor.

[0004] Um exemplo da prática atual mais comum está ilustrado na

Figura 1, que é proposta na Patente U.S. No. 4.626.135. Para compensar o movimento de uma unidade de perfuração flutuante, uma junta corrediça SJ (junta corrediça) é usada na extremidade superior de um sistema de tubo ascendente. Esta junta corrediça consiste de um cilindro interno IB e um cilindro externo OB que se desloca em relação um ao outro, possibilitando assim que a estrutura flutuante S se desloque sem interromper o tubo ascendente R entre a cabeça de poço de ponto fixo W e o desviador de ponto móvel D (que é onde o fluido de perfuração retorna da parte superior do tubo ascendente R).

[0005] Também ilustrados na Figura 1 estão uma estrutura de equipamento S, um piso de equipamento F, uma mesa rotativa RT, um distribuidor de estrangulador CM, um separador MB, uma peneira de lama SS, um tanque de lama MP, uma linha de neutralização KL, uma linha intensificadora BL e uma linha de escoamento rígido RF. Estes elementos são convencionais, bem conhecidos para aqueles que são versados na técnica e não serão descritos mais neste documento.

[0006] Uma junta de esfera BJ (também conhecida como junta flexível) provê algum deslocamento angular do tubo ascendente R desde a vertical. O método convencional interpreta qualquer pressão no tubo ascendente R devido ao escoamento de fluidos pressurizados provenientes da cabeça de poço W como um evento descontrolado (golpe) que é controlado mediante o fechamento do BOP (dispositivo de prevenção de explosão) através dos aríetes cegos, se os tubos e acessórios não estiverem presentes, ou por aríetes de cisalhamento capazes de cortar os tubos e acessórios.

[0007] É possível que o golpe entre no tubo ascendente R, e então ele é controlado pelo fechamento do desviador D (com ou sem a presença de tubos e acessórios) e pela dispersão o escoamento indesejado através das

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 15/111 / 87 linhas do desviador DL. Na patente '135, é descrito o conceito de dispositivo de prevenção de explosão anular usado como um processador de gás para dispersar o escoamento de gás proveniente de um incidente de controle de poço. Isto possibilita a dispersão de gás no tubo ascendente R mediante o fechamento ao redor de seus tubos e acessórios, mas não durante a perfuração, ou seja, enquanto a coluna tubular está girando.

[0008] Na Figura 1, os selos entre o cilindro externo OB e o cilindro interno IB ficam sujeitos a muito movimento devido ao movimento das ondas, e isto causa uma limitação na capacidade de vedação de pressão disponível para o tubo ascendente R. De fato, o American Petroleum Institute (API) estabeleceu os limites de pressão para estes selos em sua especificação 16F, que exige teste até 200 psi (libras por polegada quadrada) (1,4 MPa). Na prática, o limite máximo comum para a maioria dos desenhos é de 500 psi (3,5 MPa).

[0009] Existem algumas modificações que podem ser feitas na junta corrediça SJ, um exemplo disto está descrito no Pedido de Patente U.S. No. US2003/0111799A1, para produzir uma capacidade operacional de até 750 psi (5,2 MPa). Na prática, a limitação sobre os selos de junta corrediça SJ também levou a um padrão aceito na indústria do desviador D, da junta de esfera BJ (substituída, às vezes, por uma instalação conhecida como uma junta flexível) e outros componentes do sistema (tais como, as válvulas da linha desviador DL) com uma capacidade operacional geral adotada pela indústria de 500 psi (3,5 MPa) de pressão de serviço.

[00010] O cilindro externo OB da junta corrediça SJ (junta corrediça) também atua como um ponto de conexão para um sistema de tensão que serve para manter o tubo ascendente R na tensão apropriada e impedir o empenamento. Isto significa que um vazamento no selo da junta corrediça SJ acarreta um tempo de paralisação significativo para içar todo o tubo ascendente R do conjunto de BOP's submarino (dispositivo de prevenção de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 16/111 / 87 explosão) e para consertar a junta corrediça SJ. Na prática, isto significa que nenhum fornecedor de serviços de unidade de perfuração flutuante ou companhias operadoras gostariam de correr o risco de operar continuamente com qualquer pressão no tubo ascendente R do sistema convencional (também ilustrado na Figura 3 a).

[00011] O Pedido de Patente U.S. No. 2005/0061546 e da Patente U.S. No. 6.913.092 abordaram este problema propondo um travamento vedado da junta corrediça SJ, que significa o fechamento do cilindro interno IB em relação ao cilindro externo OB, eliminando, desta maneira, o movimento através do selo da junta corrediça. O tubo ascendente R então é desconectado da junta corrediça BJ e do desviador D, como ilustrado na Figura 2.

[00012] O tubo ascendente R é vedado pela adição de um dispositivo de prevenção de explosão rotativo 70 na parte superior da junta corrediça travada vedada SJ. Isto desacopla definitivamente o tubo ascendente R de qualquer ponto fixo abaixo da mesa rotativa RT.

[00013] Também ilustradas na Figura 2, estão as hastes verticais B, um adaptador ou cruzamento 22, tubo girável 24 (tais como tubo de perfuração) e conectores em T 26. Estes elementos são considerados convencionais e não estão descritos neste relatório.

[00014] Este método foi usado e possibilitou operações com um limite de 500 psi (3,5 MPa) da pressão interno do tubo ascendente, com o ponto fraco permanecendo ainda nos selos da junta corrediça. Entretanto, desacoplar o tubo ascendente R do piso do equipamento fixo F significa que ele fica retido somente pelo sistema de tracionadores T1 e T2.

[00015] Isto significa que a parte superior do tubo ascendente R não ficará mais centralizada. Isto faz com que a parte superior de um RCD 80 (dispositivo de controle rotativo) do dispositivo de prevenção de explosão 10 se descentralize devido às correntes oceânicas, vento ou outros movimentos da estrutura flutuante. Isto propicia desgaste significativo no(s) elemento(s) de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 17/111 / 87 vedação do RCD 80, que é prejudicial à integridade de pressão do sistema do tubo ascendente.

[00016] O sistema de tubo ascendente da Figura 2 apresenta também um risco significativo à segurança, pois um número substancial de mangueiras hidráulicas facilmente danificáveis e usadas na operação do RCD 80, bem como a mangueira (a) pressurizada 62 e conduto de segurança 64, são introduzidos nas proximidades dos cabos tracionadores do tubo ascendente, ilustrados estendendo-se ascendentemente a partir da junta corrediça SJ para se atarem na parte superior dos tracionadores T1 e T2. Estes cabos ficam sob cargas substanciais (na ordem de 50 a 100 toneladas cada) e podem facilmente danificar mercadorias de borracha mais macias (como por exemplo, mangueiras). A patente '92 sugere o uso de tubos de aço, mas isto é extremamente difícil para se aplicar na prática.

[00017] Além disto, a instalação e operação requer pessoal para executar as tarefas em torno do RCD 80, uma área de perigo com movimento relativo entre a estrutura flutuante S até o topo do tubo ascendente R. Todos os equipamentos não se encaixam através da mesa rotativa RT e do alojamento do desviador D, tornando, deste modo, a instalação complexa e perigosa. Resultado, o uso do sistema apresentado na Figura 2 foi limitado às operações em áreas marítimas tranquilas com pouca corrente, pouco movimento de onda e poucas cargas de vento.

[00018] Um resumo da evolução da técnica de perfuração com pressão no tubo ascendente encontra-se ilustrado nas Figuras 3a a 3c. A Figura 3a mostra a montagem de uma unidade de perfuração flutuante convencional. Ela consiste geralmente de um conjunto de dispositivo de prevenção de BOP's submarino com 18-3/4 de polegadas (34,29 cm), com um LMRP (Pacote de Tubo ascendente Marinho Inferior) incluído, que permite a desconexão e impede a perda de fluidos do tubo ascendente, um tubo ascendente marinho de 21 polegadas (53,34 cm), e uma configuração de topo

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 18/111 / 87 idêntica em seu princípio à patente '135 discutida acima. Esta é a configuração usada pela grande maioria das instalações de perfuração flutuantes atuais.

[00019] A fim de reduzir custos, a indústria passou a considerar a ideia de usar um SBOP (dispositivo de prevenção de explosão de superfície) com uma unidade de perfuração flutuante (por exemplo, como na Patente U.S. No. 6.273.193, ilustrado na Figura 4), onde um tubo ascendente de 21 polegadas (53,34 cm)é substituído por um tubo ascendente de alta pressão menor coberto com um pacote SBOP similar à montagem de unidade de perfuração não flutuante, como ilustrado na Figura 3b. Este desenho foi desenvolvido com o intuito de dispensar completamente o BOP submarino, e remover, deste modo, a necessidade do uso das linhas de estrangulamento, linhas de neutralização e outras linhas a partir do piso do mar de volta para a unidade de perfuração flutuante, e muitos outros poços foram perfurados como desta maneira nas regiões oceânicas favoráveis.

[00020] A Figura 4 ilustra um tubo ascendente 74, uma junta corrediça 78, um comando 102, acoplamentos 92, tracionadores hidráulicos 68, tubo ascendente internos 66, anel de rolamento de carga 98, espaçador de carga 86, tubo de perfuração 72, BOP de superfície 94, linha 76, comando 106 e cabeça de controle rotativa 96. Uma vez que estes elementos são conhecidos na técnica, eles não estão descritos mais neste documento.

[00021] Em uma tentativa de ampliar o conceito de um SBOP e tubo ascendente de alta pressão em áreas com condições ambientais mais severas, foi reapresentado um componente submarino para desconexão (conhecido como um sistema ESG de salvaguarda ambiental) e para proteger o poço em caso de emergência, mas não como um SBOP totalmente submarino. Ele está ilustrado na Figura 3c com outra evolução de funcionamento, o SBOP abaixo da linha d'água e os tracionadores acima para prover peso em instalações de perfuração flutuantes com espaço livre limitado. Um método descrito na

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Patente U.S. No. 6.913.092 é ilustrado na Figura 3d à guisa de comparação. [00022] Na tentativa de planejar pressões substancialmente mais altas como experimentado na perfuração com desequilíbrio a menor, onde a formação que está sendo perfurada pode escoar o fluido da perfuração para a superfície, a indústria foi favorecida com os desenhos que utilizam um tubo ascendente interno que opera dentro do tubo ascendente marinho de 21 polegadas (53,34 cm) convencional, como descrito no Pedido de Patente U.S. No. 2006/0021755 A1. Isto requer um SBOP, como ilustrado na Figura 3e. [00023] Entre as desvantagens dos sistemas e métodos descritos acima estão que eles exigem modificação substancial da unidade de perfuração flutuante para possibilitar o uso de SBOP (dispositivos de prevenção de explosão de superfície) e a maioria está limitada a mares e condições favoráveis. Assim, eles não são implementados amplamente, já que requerem, por exemplo, que a unidade de perfuração flutuante seja submetida a modificações em um estaleiro.

[00024] Os métodos e sistemas, conforme ilustrados nas Patentes U.S. Nos. 6.230.824 e 6.138.774, tentam dispensar totalmente o tubo ascendente marinho. Os métodos e sistemas descritos na Patente U.S. 6.450.262, 6.470.975 e Pedido de Patente U.S. 2006/0102387A1 preveem a instalação de um dispositivo RCD sobre a parte superior do BOP submarino visando desviar pressão proveniente do tubo ascendente marinho, como na Patente U.S. No. 7.080.685 B2. Estas patentes não são aplicadas amplamente, pois elas exigem modificações e adições substanciais aos equipamentos existentes para que eles sejam utilizados de forma bem-sucedida.

[00025] A Figura 5 ilustra o sistema descrito na Patente U.S. No.

6.470.975. Estão ilustrados na Figura 5, tubo P, conjunto de mancais 28, tubo ascendente R, linha de estrangulamento CL, linha de neutralização LK, conjunto de BOP's BOPS, BOP's anular BP, BOP's de aríete RBP, cabeça de poço W e furo de sondagem B. Como estes elementos são conhecidos na

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 20/111 / 87 técnica, não foram descritos mais neste relatório.

[00026] Um problema com os sistemas acima mencionados que utilizam um tubo ascendente de alta pressão ou uma configuração sem tubo ascendente é que um dos principais meios de entrega de fluidos adicionais ao leito do mar, ou seja, a linha intensificadora BL, que é uma parte comum do sistema convencional, como ilustrada na Figura 3a, é removida. A linha intensificadora BL também é indicada nas Figuras 1 e 2. Assim, os sistemas das Figuras 3b e 3c, embora provendo algumas vantagens, ficam longe dos recursos primários de entrega de fluido ao tubo ascendente. Mesmo quando a linha intensificadora BL geral é provida, ela fica conectada na base do tubo ascendente, o que significa que o ponto de entrega é fixo.

[00027] Existe também uma evolução na indústria no sentido de substituir uma perfuração convencional por uma perfuração por sistema vedado. Estes tipos de sistemas vedados são descritos nas Patentes U.S. Nos. 6.904.981 e 7.044.237, e requerem o confinamento e (por consequência) a detenção de pressão dentro do tubo ascendente marinho em unidades de perfuração flutuantes. Igualmente, a introdução de um método e sistema que permite a circulação contínua, como descrita na Patente U.S. No. 6.739.397, que permite que um sistema de circulação de perfuração seja operado a pressão constante, pois as bombas não precisam ser paralisadas quando se enrosca ou se desenrosca uma conexão tubular. Isto possibilita uma perfuração com uma pressão de furo abaixo constante, que pode ser controlada por um sistema de perfuração vedado e pressurizado. A indústria chama este sistema de Perfuração com Pressão Gerenciada [00028] Com o método convencional da Figura 3a, não é possível manter dentro do tubo ascendente qualquer pressão contínua. Na Figura 6a, é ilustrado esquematicamente um escoamento de fluido no sistema de tubo ascendente da Figura 3a. Observe que o sistema de tubo ascendente é aberto para a atmosfera na sua extremidade superior. Consequentemente, o tubo

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 21/111 / 87 ascendente não pode ser pressurizado, diferente do que devido à pressão hidrostática do fluido dentro dele. Uma vez que o fluido (lama, durante a perfuração) no tubo ascendente geralmente possui uma densidade equivalente a ou somente um pouco maior do que a do fluido externo ao tubo ascendente (água do mar), isto significa que o tubo ascendente não precisa sustentar pressão interna significativa.

[00029] Com o método da Patente U.S. No. 6.913.092 (como ilustrado na Figura 3d), o envelope de pressão foi tomado a 500 psi (3,45 MPa), no entanto, com a incorporação substancial de riscos e muitas desvantagens. É possível aumentar o envelope mediante os métodos representados nas Figuras 3b, 3c e 3e. Entretanto, a incorporação de um SBOP (BOP de superfície) a uma unidade de perfuração flutuante não é uma consideração de design normal, e envolve modificação significativa, normalmente envolvendo a utilização de um estaleiro e consequente paralisação operacional, bem como o envolvimento de custos significativos, como já mencionado previamente. [00030] Os sistemas mencionados anteriormente nas Patentes U.S. Nos. 6.904.981 e 7.044,237 abordam o fechamento do estrangulador em um sistema de perfuração pressurizado, e o uso de manipulação do estrangulador para controlar a contrapressão do sistema, a fim de controlar a pressão no fundo do poço. Este método, em princípio funciona, mas as aplicações de campo destes sistemas, quando se perfura em um sistema vedado, a manipulação do estrangulador pode causar picos de pressão que são prejudiciais ao propósito destas invenções, ou seja, de controle preciso da pressão de furo abaixo.

[00031] Igualmente, uma peculiaridade de uma unidade de perfuração flutuante é que quando é feita uma conexão, a parte superior do tubo é mantida estacionária na mesa rotativa (RT nas Figuras 1 e 2). Isto significa que a totalidade da coluna de tubo no poço agora se movimenta em sobe-edeixe na medida em que a ação das ondas (conhecido na indústria por

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 22/111 / 87 arfagem) causa os efeitos de pressão de surto (a pressão aumenta na medida em que o tubo se desloca no poço) e de limpeza (queda de pressão na medida em que o tubo se desloca para fora do poço). Este efeito já causa variações de pressão significativas no método convencional da Figura 3a.

[00032] Quando o sistema é vedado pela inclusão de um RCD, como ilustrado na Figura 3d, este efeito é ainda mais pronunciado por causa das mudanças de volume em decorrência do tubo se aproximar ou se afastar de um volume fixo. Na medida em que o movimento de uma onda de pressão em um líquido comprimido é a velocidade do som nesse líquido, isto implica que o sistema de estrangulador possui a capacidade de responder a mesma velocidade ou mesmo a uma velocidade maior. Embora o sensor eletrônico e os sistemas de controle possam alcançar isto, a manipulação mecânica do sistema de estrangulador está muito longe destas velocidades.

[00033] O desenvolvimento de RCD's (dispositivos de controle rotativos) se originaram de operações de terra, onde normalmente a instalação ficava na parte superior do BOP (dispositivo de prevenção de explosão). Isto significava que normalmente não existia qualquer outro equipamento instalado sobre o RCD. Como o acesso era fácil, quase todos os desenhos atuais tinham conexões hidráulicas para lubrificar e resfriar os rolamentos no RCD, ou para outras utilidades. Eles requeriam a conexão externa de mangueiras para sua operação.

[00034] Embora algumas versões tenham avançado do tipo de superfície para serem adaptada para uso no fundo do mar (tal como descrito na Patente U.S. No. 6.470.975), elas deixavam de descrever um sistema completo para atingir este objetivo. Alguns sistemas (tal como os descritos na Patente U.S. No. 7.080.685) dispensam resfriamento hidráulico e lubrificação, mas exigem uma conexão hidráulica para liberar o conjunto.

[00035] Além disto, a variedade de RCIUs e alternativas disponíveis significa que é necessária uma unidade fabricada adaptada para alojar um

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 23/111 / 87 desenho de RCD específico normalmente (tais como descrito na Patente U.S. No. 7.080.685). A patente '685 refere-se somente a uma remoção parcial do conjunto de RCD, deixando o corpo no local.

[00036] Muitas ideias foram testadas e foram depositadas patentes, mas a aplicação de tecnologia de campo para solucionar algumas das desvantagens presentes na configuração convencional da Figura 3 a ficou limitada. Tudo isso modifica o sistema existente de uma maneira adaptada, desprezando, deste modo, alguma flexibilidade. Existem necessidades na indústria atual de prover uma solução que permita o funcionamento de um tubo ascendente pressurizado para a maioria das unidades de perfuração flutuantes, de modo a possibilitar que as técnicas de perfuração do sistema vedado, especialmente, a perfuração com pressão gerenciada, sejam aplicadas de modo seguro e eficiente em qualquer modificação substancial implementada na unidade de perfuração flutuante.

[00037] Estas necessidades englobam, mas não estão limitadas a: a capacidade de pressurizar o tubo ascendente marinho a uma capacidade de pressão máxima de seus membros; a capacidade de ele ser instalado com segurança usando as práticas operacionais normais e ser operado como parte de um tubo ascendente marinho sem a implementação de quaisquer modificações na unidade de perfuração flutuante, como exigido para as operações de BOP de superfície ou para algumas ideias submarinas; provimento de capacidade de passagem integral como uma seção de tubo ascendente marinho normal, quando necessário; prover a capacidade de usar os procedimentos operacionais padrão quando não se encontra no modo pressurizado; manutenção da janela operacional de tempo (vento, corrente e onda) da unidade de perfuração flutuante; provimento de meios para amortecer os picos de pressão causados pela arfagem e que resulta em flutuações de surto e limpeza; provimento de meios para eliminar os picos de pressão causados pelo movimento dos tubos e acessórios rotativos para dentro

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 24/111 / 87 ou fora de um sistema vedado; e provimento de meios para facilmente modificar a densidade de fluido do tubo ascendente em qualquer ponto desejado.

SUMÁRIO [00038] Com o objetivo de realizar os princípios da presente invenção são providos um sistema de tubo ascendente e seus métodos associados que solucionam um ou mais problemas presentes na técnica. Descreve-se abaixo um exemplo, em que o sistema de tubo ascendente incorpora componentes internos modulares que podem ser convenientemente instalados e resgatados. Descreve-se outro exemplo abaixo, em que o sistema de tubo ascendente utiliza selos rotativos e/ou não rotativos em uma coluna de perfuração dentro de um tubo ascendente, para, deste modo, facilitar a pressurização do tubo ascendente durante a perfuração.

[00039] Os sistemas e métodos descritos neste documento permitem que todos os sistemas representados nas Figuras 3a a 3e sejam pressurizados e possam injetar fluidos em qualquer ponto do tubo ascendente. Qualquer modificação implementada no sistema de tubo ascendente que diminua o envelope operacional normal (ou seja, a capacidade de sobrevivência no tempo, corrente, ondas e tempestade) da unidade de perfuração flutuante leva a uma limitação no uso desse sistema. Os sistemas de tubo ascendente ilustrados nas Figuras 3b e 3e reduzem este envelope operacional, que é uma importante razão por que estes sistemas não foram aplicados em condições ambientais severas. O sistema representado na Figura 3c não diminui esta janela operacional de modo significativo, mas não permite a instalação e a operação conveniente de um RCD. Todas estas limitações são eliminadas pelos sistemas e métodos descritos abaixo.

[00040] Um sistema de amortecimento é provido para reduzir ou mesmo remover os picos de pressão de modo eficiente (negativo ou positivo de uma linha de base desejada) de dentro de um tubo ascendente pressurizado.

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Um sistema de amortecimento favorável em um sistema de fluido incompressível abrange a introdução de um fluido compressível em contato direto com o fluido incompressível. Este fluido poderia ser um gás, por exemplo, nitrogênio.

[00041] Um dispositivo de vedação anular aperfeiçoado para ser usado em um tubo ascendente inclui um mecanismo de travamento, e que também permite conexões hidráulicas entre o dispositivo de vedação anular e as fontes de pressão a serem realizadas dentro do tubo ascendente, de modo que nenhuma mangueira fique posicionada na parte interna do tubo ascendente. O mecanismo de travamento pode localizar-se substancialmente na parte interna ou externa do tubo ascendente.

[00042] O presente relatório provê um sistema de tubo ascendente mais flexível, em parte por utilizar uma capacidade de criar uma interface entre um dispositivo de vedação anular interno e qualquer tipo de tubo ascendente e conexão, e prover adaptadores que são pré-instalados para prender o dispositivo de vedação anular que está sendo usado. Estes adaptadores podem também ter luvas de desgaste para proteger as superfícies de vedação quando o dispositivo de vedação anular não está instalado. Se um desenho de vedação anular for feito adaptado para ser instalado em um tipo de tubo ascendente específico, talvez seja possível inseri-lo sem um adaptador adicional. O princípio existente é que é possível remover todo o dispositivo de vedação anular para prover a exigência de passagem integral comum desse sistema de tubo ascendente e instalar uma luva de segurança/desgaste que isola positivamente quaisquer portas que estejam abertas, e prover proteção para as superfícies de vedação quando o dispositivo de vedação anular não estiver instalado.

[00043] Em um aspecto, é provido um sistema de tubo ascendente composto por um módulo de válvula que permite e impede seletivamente um escoamento de fluido através de uma passagem de escoamento que se estende

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 26/111 / 87 longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, e em que um primeiro dispositivo de ancoramento prende de modo liberável o módulo de válvula na passagem de escoamento.

[00044] Em outro aspecto, é provido um método de testar pressão em uma coluna de tubo ascendente, que inclui as etapas de: instalar um módulo de válvula em uma passagem de escoamento longitudinal interna que se estende através da coluna do tubo ascendente; vedar o módulo de válvula para, deste modo, impedir o escoamento de fluido através da passagem de escoamento; e aplicar um diferencial de pressão através do módulo de válvula vedado e, deste modo, testar a pressão de pelo menos uma parte da coluna do tubo ascendente.

[00045] Ainda em um outro aspecto, um método de construir um sistema de tubo ascendente que inclui as etapas de: instalar um módulo de válvula em uma passagem de escoamento que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, sendo o módulo de válvula funcional, de modo a permitir e impedir seletivamente o escoamento de fluido através da passagem de escoamento; e instalar pelo menos um módulo de vedação anular na passagem de escoamento, sendo o módulo de vedação anular funcional para impedir o escoamento de fluido através de um espaço anular entre a coluna do tubo ascendente e a coluna tubular posicionado na passagem de escoamento.

[00046] Também é provido um método de perfuração também que inclui as etapas de: conectar um conduto injetor na parte externa de uma coluna de tubo ascendente, de modo que o conduto injetor fique em comunicação com uma passagem de escoamento interna que se estende longitudinalmente através da coluna do tubo ascendente; instalar um módulo de vedação anular na passagem de escoamento, estando o módulo de vedação anular posicionado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo ascendente; transportar uma coluna

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 27/111 / 87 tubular para dentro da passagem de escoamento; vedar um espaço anular entre a coluna tubular e a coluna do tubo ascendente utilizando o módulo de vedação anular; girar a coluna tubular, para, deste modo, girar uma broca de perfuração localizada em uma extremidade distal da coluna tubular, o módulo de vedação anular vedando o espaço anular durante a etapa de rotação; escoar o fluido de perfuração proveniente de o espaço anular para um local de superfície; e injetar uma composição de fluido com densidade menor do que a densidade do fluido de perfuração no espaço anular através de um conduto injetor.

[00047] É provido outro método de perfuração que inclui as etapas de: conectar uma linha de retorno de fluido de perfuração na parte externa da coluna do tubo ascendente, de modo que a linha de retorno de fluido de perfuração fique em comunicação com uma passagem de escoamento que se estende longitudinalmente através da coluna do tubo ascendente; instalar um módulo de vedação anular na passagem de escoamento, ficando o módulo de vedação anular posicionado na passagem de fluido entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo ascendente; transportar uma coluna tubular para dentro da passagem de escoamento; vedar um espaço anular entre a coluna tubular e coluna do tubo ascendente utilizando o módulo de vedação anular; girar a coluna tubular para, deste modo, girar uma broca de perfuração localizada em uma extremidade distal da coluna tubular, o módulo de vedação anular vedando o espaço anular durante a etapa de rotação; escoar o fluido de perfuração proveniente de o espaço anular para um local de superfície através da linha de retorno de fluido de perfuração, incluindo na etapa de escoar variar uma restrição de escoamento através de um estrangulador submarino conectado externamente a uma coluna de tubo ascendente para, deste modo, manter uma pressão de furo abaixo desejada.

[00048] Ainda um outro método de perfuração incluindo as etapas de: instalar um primeiro módulo de vedação anular em uma passagem de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 28/111 / 87 escoamento interna que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, o primeiro módulo de vedação anular fixo na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo ascendente; vedar um espaço anular entre a coluna do tubo ascendente e a coluna tubular na passagem de escoamento, utilizando o primeiro módulo de vedação anular, a etapa de vedar sendo executada enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento; e então transportar um segundo módulo de vedação anular para dentro da passagem de escoamento na coluna tubular.

[00049] Um outro aspecto é um método que inclui as etapas de: instalar módulos múltiplos em uma passagem de escoamento interna que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, onde os módulos são instalados na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo ascendente; inserir uma coluna tubular através de uma parte interna de cada um dos módulos; e então resgatar simultaneamente os módulos múltiplos da passagem de escoamento na coluna tubular.

[00050] Outro método de perfuração inclui as etapas de: vedar um espaço anular entre uma coluna tubular e uma coluna de tubo ascendente; escoar fluido de perfuração de um espaço anular para um local de superfície através de uma linha de retorno de fluido de perfuração; e injetar uma composição de fluido com uma densidade menor do que a do fluido de perfuração na linha de retorno de fluido de perfuração através de um conduto injetor.

[00051] Ainda um outro método de perfuração inclui as etapas de:

instalar um módulo de vedação anular em uma passagem de escoamento interna que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, o módulo de vedação anular estando fixo na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 29/111 / 87 ascendente; então transportar outro módulo de vedação anular para dentro da passagem de escoamento; e vedar um espaço anular entre a coluna do tubo ascendente e uma coluna tubular na passagem de escoamento utilizando os módulos múltiplos de vedação modular.

[00052] Outro método de perfuração inclui as etapas de: instalar um módulo de vedação anular em uma passagem de escoamento que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente, o módulo de vedação anular estando fixo na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas da coluna do tubo ascendente; então transportar em uma coluna tubular pelo menos um selo no módulo de vedação anular; e então vedar um espaço anular entre a coluna do tubo ascendente e a coluna tubular na passagem de escoamento utilizando o selo, sendo que a etapa de vedar é realizada enquanto uma broca de perfuração está girando na coluna tubular. [00053] Estas e outras características, vantagens, benefícios e objetos ficarão aparentes para um técnico no assunto, com base na consideração criteriosa da descrição detalhada das versões representativas da invenção apresentada abaixo e os desenhos anexos, em que os elementos similares são indicados em várias figuras usando os mesmos números de referência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 ilustra uma vista elevacional de uma unidade de perfuração flutuante da técnica anterior com um sistema de tubo ascendente convencional;

A Figura 2 ilustra uma vista elevacional de uma unidade de perfuração flutuante em que uma junta corrediça é travada vedada e um dispositivo de controle rotativo mantém uma pressão de tubo ascendente e desvia fluxo de lama através de mangueiras para o interior de um tanque de lama, com o tubo ascendente desconectado de um piso de equipamento;

As Figuras 3a-e ilustram vistas elevacionais esquematizadas de sistemas de tubo ascendente convencionais usados em unidades de perfuração

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 30/111 / 87 flutuantes;

A Figura 3f ilustra uma vista elevacional esquematizada de um sistema de tubo ascendente e método incorporando princípios da presente invenção, como presentes no sistema da Figura 3a;

A Figura 3g ilustra uma vista elevacional esquematizada de uma configuração alternativa de um sistema de tubo ascendente e método incorporando princípios da presente invenção, como incorporados em um DORS (sistema de tubo ascendente de águas profundas);

A Figura 4 ilustra uma vista elevacional de um sistema de tubo ascendente da técnica anterior similar ao sistema da Figura 3b, utilizando um BOP de superfície;

A Figura 5 ilustra uma vista elevacional de um sistema de tubo ascendente da técnica anterior com um dispositivo de controle rotativo conectado a uma parte superior de um conjunto de BOP's submarino;

A Figura 6 ilustra uma vista esquematizada de um escoamento de fluido em um conceito de técnica anterior de perfuração convencional;

A Figura 6b ilustra uma vista esquematizada de um conceito de princípios incorporando perfuração em sistema vedado da presente invenção;

A Figura 7 ilustra uma vista elevacional esquematizada ainda mais detalhada de outra configuração alternativa de um sistema de tubo ascendente e método incorporando princípios da presente invenção;

A Figura 8 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de outra configuração alternativa de um sistema de tubo ascendente e método incorporando princípios da presente invenção;

A Figura 9 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de outra configuração alternativa de um sistema de tubo ascendente, e método incorporando princípios da presente invenção;

A Figura 10 ilustra uma vista de corte transversal

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 31/111 / 87 esquematizada de um sistema de injeção de tubo ascendente que pode ser usado com qualquer sistema de tubo ascendente, e método incorporando princípios da presente invenção;

A Figura 11 ilustra um diagrama de processo e de instrumentação (P&ID) do sistema de tubo ascendente, incluindo o sistema de injeção de tubo ascendente da Figura 10;

A Figura 12 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de outra configuração alternativa do sistema de tubo ascendente, e método incorporando princípios da presente invenção, mostrando a instalação de um módulo de válvula no sistema de tubo ascendente;

A Figura 13 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente, e método da Figura 12, mostrando o módulo de válvula após ser instalado;

A Figura 14 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando a instalação de um módulo de vedação anular no sistema de tubo ascendente;

A Figura 15 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando o módulo de vedação anular após ser instalado;

A Figura 16 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando a instalação de outro módulo de vedação anular no sistema de tubo ascendente;

A Figura 17 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando o módulo de vedação anular da Figura 16 após ser instalado;

A Figura 18 ilustra uma vista de corte transversal

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 32/111 / 87 esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando a instalação de um módulo de teste de tubo ascendente no sistema de tubo ascendente;

A Figura 19 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando uma configuração do sistema de tubo ascendente durante um procedimento de teste de pressão do tubo ascendente;

A figura 20 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando o transporte de um módulo de vedação anular para dentro do sistema de tubo ascendente sobre uma coluna de perfuração;

A Figura 21 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando o resgate de um módulo de vedação anular do sistema de tubo ascendente sobre uma coluna de perfuração;

A Figura 22 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando uma configuração do sistema de tubo ascendente durante operações de perfuração;

A Figura 23 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando uma conexão de flange do tubo ascendente, mostrada ao longo da linha 23-23 da Figura 18;

A Figura 24 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando uma configuração de um distribuidor de uma válvula externa;

A Figura 25 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada da configuração de um distribuidor de uma válvula externa, tomada ao longo da linha 25-25 da Figura 24;

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 33/111 / 87

As Figuras 26A-E ilustram vista elevacionais esquematizadas de várias posições de elementos do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12;

A Figura 27 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada do sistema de tubo ascendente e método da Figura 12, mostrando uma disposição de várias linhas, válvulas e acumuladores externos ao tubo ascendente;

A Figura 28 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de um módulo de vedação anular alternativo para ser usado no sistema de tubo ascendente e método da Figura 12;

A Figura 29 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de um método mediante o qual módulos múltiplos de vedação anular podem ser instalados no sistema de tubo ascendente e método da Figura 12;

A Figura 30 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de um método mediante o qual módulos múltiplos podem ser resgatados do sistema de e método da Figura 12;

A Figura 31 ilustra uma vista de corte transversal esquematizada de um método mediante o qual vários equipamentos podem ser instalados usando o sistema de tubo ascendente e método da Figura 12;

A Figura 32 ilustra uma vista elevacional esquematizada de outra configuração alternativa do sistema de tubo ascendente.

DESCRIÇÃO DETALHA DA INVENÇÃO [00054] É importante que fique compreendido que as várias versões da presente invenção descritas neste relatório podem ser utilizadas em várias orientações, tais como, inclinada, invertida, horizontal, vertical, etc., e em várias configurações, sem se afastar dos princípios da presente invenção. As versões são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da invenção, e ela não está limitada a quaisquer detalhes

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 34/111 / 87 específicos destas versões.

[00055] Na descrição das versões representativas da invenção apresentadas a seguir, os termos direcionais, como, por exemplo, “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior”, etc., são usados com finalidades de conveniência ao referirem-se aos desenhos anexos. Em geral, “acima”, “superior”, “ascendente” e termos similares referem-se a uma orientação em direção a uma extremidade superior de um tubo ascendente marinho, e “abaixo”, “inferior”, “ascendente” e termos similares referem-se a uma orientação em direção a uma extremidade inferior de um tubo ascendente marinho.

[00056] Nos desenhos e na descrição a seguir, as partes semelhantes estão indicadas em todo o relatório e nos desenhos respectivamente com os mesmos números de referências. As figuras desenhadas não estão escalonadas. Certos aspectos da invenção podem ser ilustrados de modo exagerado escalonado ou de uma forma mais ou menos esquematizada, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não estar ilustrados em nome de um melhor entendimento e concisão.

[00057] A presente invenção é suscetível a diferentes formas de versões. As versões específicas estão descritas em detalhes e ilustradas nos desenhos, com o entendimento de que a presente divulgação deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção, e que ela não pretende limitar a invenção ao ilustrado e descrito neste documento. É importante que fique plenamente entendido que os diferentes preceitos das versões abordadas abaixo podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada que produza os resultados desejados.

[00058] O uso que seja de qualquer forma dos termos “conecta”, “engata”, “acopla”, “anexa” ou qualquer outro termo que descreva uma interação entre elementos não significa limitar a interação em interação direta entre os elementos, e pode incluir também uma interação indireta entre os

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 35/111 / 87 elementos descritos. Os diversos aspectos e características mencionadas acima, bem como outros aspectos e características descritas mais detalhadamente abaixo, ficarão prontamente aparentes para os técnicos no assunto logo após eles lerem a seguinte descrição detalhada das versões, juntamente com os desenhos anexos.

[00059] Descreve-se neste documento um sistema de tubo ascendente universal fora da costa (em inglês, OURS) 100 que é particularmente apropriado para perfurações em águas profundas no fundo do mar usando tubos e acessórios rotativos. O sistema de tubo ascendente 100 usa uma seção de tubo ascendente universal que pode ser interconectada próxima à parte superior de uma coluna do tubo ascendente abaixo da junta corrediça em um sistema de tubo ascendente submarino. O sistema de tubo ascendente 100 é composto por: um orifício de selo para receber uma coluna do tubo ascendente (se houver) com um suspiro para tubo ascendente externo, um niple para receber os adaptadores de teste de pressão, uma entrada/saída conectada a uma linha de estrangulamento do tubo ascendente, uma linha de neutralização ou linha(s) intensificadora(s), se for necessário, um ou mais Dispositivos de prevenção de explosão, como dispositivos de segurança, saída(s) para o retorno de lama pressurizada com uma válvula(s), uma saída opcional para proteger o tubo ascendente de sobrepressão, um ou mais orifício de selos com adaptadores que podem aceitar uma variedade de desenhos de RCD, uma provisão para colocação de dito RCD(s) no lugar, um adaptador de orifício de selo que permite que todas as instalações de RCD sejam transferidas da parte interna para a parte externa, e vice-versa. Externamente, a seção de tubo ascendente universal inclui todas as conexões e acessórios normais de um tubo ascendente exigidos para uma seção de tubo ascendente. Adicionalmente, o sistema de tubo ascendente 100 possui ainda provisão para montagem de um acumulador (es), provisão para aceitar instrumentação de medição de pressão, temperatura e outros dados de entrada/saída, por

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 36/111 / 87 exemplo, indicadores de nível do tubo ascendente; uma linha(s) que leva lama pressurizada para a próxima seção de tubo ascendente acima ou junta corrediça; sistema(s) de Parada de Emergência e válvula(s) operada por controle remoto; uma linha de feixe hidráulica prendendo as instalações de RCD e controles; uma linha de feixe elétrica para as exigências relacionadas à instrumentação ou outras exigências elétricas. Um sistema de estrangulador também pode ser inserido na linha de retorno de lama, e que pode ser controlado por controle remoto e automaticamente. O sistema de tubo ascendente 100 pode ter uma segunda linha de retorno redundante, se necessário. Como parte do sistema 100, quando desejado, pode-se incluir um sistema de injeção 200, com uma seção de tubo ascendente inferior acoplada com uma mangueira combinada (ou outro sistema de entrega) para entrega de fluidos, contendo uma entrada que permite injetar um fluido com densidade diferente para dentro do tubo ascendente a qualquer ponto entre o BOP submarino e a parte superior do tubo ascendente. Isto permite a injeção de Nitrogênio ou Aphrons (esferas de vidro) no tubo ascendente, ou fluidos de várias densidades que permitirão que sejam aplicadas no poço variações hidrostáticas, quando usado em conjunto com um estrangulador de superfície ou estrangulador de subsuperfície.

[00060] Existe flexibilidade no sistema de tubo ascendente 100 para operar em conjunto com equipamentos de controle de pressão anular convencionais, múltiplos RCDs, adaptados para serem usados com sistemas de tubo ascendente de 13 3/8” (12,4 cm) de alta pressão ou outros sistemas de tubo ascendente de alta pressão baseados nos princípios gerais das Figuras 3b, 3c ou 3e. Ao invés do sistema de tubo ascendente de 21 polegadas (53,34 cm) padrão, qualquer outro tamanho de sistema de tubo ascendente pode ser adaptado para ser usado com o sistema de tubo ascendente 100 e/ou sistema de injeção 200 (discutido em mais detalhes abaixo), que pode ser colocado a qualquer profundidade no tubo ascendente, dependendo das exigências.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 37/111 / 87 [00061] Um método de controle mais sensível e refinado para MPD (Perfuração por Pressão Gerenciada) será atingido pelo sistema de tubo ascendente 100 com a introdução de Nitrogênio no tubo ascendente abaixo do RCD. Este procedimento visa amaciar surtos criadas pela arfagem da unidade de perfuração flutuante devido ao efeito de acolchoamento do Nitrogênio no tubo ascendente, bem como propiciar mais tempo para a manipulação do estrangulador no controle do regime de pressão de furo abaixo. Ficou demonstrado em muitos trabalhos de MPD realizados em unidades de perfuração não flutuantes que por meio de um fluido de fase simples fica mais difícil controlar a BHP (pressão de furo abaixo) com a manipulação do estrangulador. Em uma unidade de perfuração flutuante, qualquer surto e limpeza através do RCD ocasiona um efeito mais direto sobre a BHP com o sistema monofásico, pois não é possível compensar por meio do sistema de estrangulador. Com o sistema de tubo ascendente 100, o estrangulador (es) pode ser controlado manualmente e/ou automaticamente com entrada a partir da superfície e/ou pela aquisição de dados de furo abaixo.

[00062] O sistema de tubo ascendente 100 possibilita uma perfuração por fluido nitrificado que ainda está com desequilíbrio a maior em relação à formação, uma detecção e controle aperfeiçoado de golpe, e a capacidade de girar o tubo sob pressão durante eventos de controle de poço.

[00063] Este sistema de tubo ascendente 100 possibilita uma instalação mais segura, pois não existe qualquer mudança na prática normal quando se opera o sistema de tubo ascendente, e todas as funções relacionadas ao controle do BOP submarino, ao destravamento de emergência, à circulação de fluido e ao controle de poço permanecem.

[00064] O sistema de tubo ascendente 100 possui luvas de orifício de selo e ferramenta(s) de assentamento, se necessárias, que possibilitam a conversão de uma seção de tubo ascendente convencional para a aplicação do sistema de tubo ascendente completo 100.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 38/111 / 87 [00065] O sistema de tubo ascendente 100 também pode incluir a adição de linhas na junta corrediça existente que pode ser feita: (1) de modo permanente com linhas adicionais e pescoço(s) de ganso sobre a junta corrediça, e tubos ocos para alimentação por meio de mangueiras elétricas ou hidráulicas; ou (2) temporariamente mediante a fixação de mangueiras e feixes na junta corrediça, se aceitável para as condições ambientais.

[00066] Descreve-se um sistema de perfuração em águas profundas no fundo do mar usando tubos e acessórios rotativos. Ele consiste de um sistema de tubo ascendente 100 e um sistema de injeção 200. Os dois componentes podem ser usados juntos ou de modo independente.

[00067] O sistema de injeção 200 inclui uma seção de tubo ascendente que está baseada no sistema de tubo ascendente que está sendo usado. Assim, por exemplo, em um Sistema de tubo ascendente Marinho de 21” (53,34 cm) haverá conectores que se adaptam a conexões específicas para esse sistema. Além disto, haverá todas as linhas comuns ligadas a ele, que são necessárias para uma seção de tubo ascendente abaixo da junta corrediça SJ. Em um sistema de tubo ascendente de 21” (53,34 cm) normal, seria, no mínimo, uma linha de estrangulamento e uma linha de neutralização, e outras, como a linha intensificadora e/ou linhas hidráulicas. Em outro tipo de tubo ascendente, por exemplo, tubo ascendente de revestimento de 13 3/8 (12,4 cm), normalmente não haveria outras linhas ligadas (diferente daquelas particularmente especificadas para o sistema de tubo ascendente 100).

[00068] O sistema de tubo ascendente 100 atua como uma seção de tubo ascendente passiva durante as operações normais de perfuração. Quando são necessárias operações pressurizadas, os componentes são inseridos dentro dela, conforme necessário, de modo a proporcionar uma funcionalidade completa. A seção de tubo ascendente usada no sistema de tubo ascendente 100 pode ser fabricada de uma espessura de parede de tubo mais fina.

[00069] A Figura 9 mostra um corte transversal esquematizado e

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 39/111 / 87 detalhado de uma versão de um sistema de tubo ascendente 100. O desenho está dividido ao longo da linha de centro CL com o lado esquerdo (lhs) ilustrando uma configuração comum de componentes internos quando estão no modo passivo, e o lado direito (rhs) ilustrando uma configuração comum quando estão no modo ativo. No desenho, somente os principais componentes estão ilustrados com detalhes como os selos, recessos, mecanismos de travamento, os rolamentos, no entanto, não estão ilustrados. Estes detalhes representam o tipo padrão encontrado em instalações de furo de sondagem convencionais e em componentes que podem ser usados com o sistema de tubo ascendente 100. A característica exata deles depende dos equipamentos dos fabricantes específicos que estão adaptados para serem usados no sistema de tubo ascendente 100.

[00070] Como ilustrado na Figura 9, o sistema de tubo ascendente 100 inclui uma seção de tubo ascendente 30 com conectores de extremidade 31 e um tubo girável 32 ilustrado em posição comum durante o processo de perfuração. Este tubo 32 é apresentado por motivo de ilustração e não faz parte do sistema de tubo ascendente 100. A seção 30 pode incluir uma combinação de componentes. Por exemplo, a seção 30 pode incluir um adaptador A que permite que uma seção de tubo ascendente interna possa ser acoplada ao sistema de tubo ascendente 100. Isto tem como objetivo elevar o limite de pressão geral do sistema de tubo ascendente que está sendo usado. Por exemplo, um sistema de tubo ascendente marinho de 21” (53,34 cm) pode ter um limite de 2000 psi (13,8 MPa) de pressão de serviço. Instalar um tubo ascendente de revestimento de 9 5/8 (14,3 cm) 36 permitirá que o tubo ascendente seja internamente estimado em um limite de pressão mais alto, dependendo do revestimento usado. A seção do sistema de tubo ascendente 100 terá normalmente um limite de pressão mais alto para possibilitar esta opção.

[00071] A seção 30 pode estar dotada também de adaptadores B1 e B2

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 40/111 / 87 que possibilite os testes de pressão do tubo ascendente e testes de pressão dos componentes instalados durante processos de instalação, operação e identificação de problemas.

[00072] A seção 30 também pode conter adaptadores C1, C2 e C3, que permitem a inserção de componentes de BOP (Dispositivos de prevenção de explosão) e RCD (Dispositivos de Controle Rotativos). Um sistema de tubo ascendente 100 típico terá pelo menos um dispositivo RCD instalado com um sistema de reserva para fins de segurança. Ele poderia ter ainda um segundo RCD, um BOP anular, um BOP de aríete, ou outro dispositivo que permita uma vedação ao redor da coluna tubular 32. Na figuração apresentada na Figura 9, está ilustrada uma variedade de dispositivos para mostrar o princípio do sistema de tubo ascendente 100 sendo universalmente adaptável. Como exemplo, mas não com o intuito limitativo, C1 é uma representação esquematizada de um BOP anular, como uma parte integral do sistema de tubo ascendente 100. Também é possível ter um BOP anular como um dispositivo de inserção. C2 representa esquematicamente uma adaptação de RCD ativo (que requer entrada externa para o selo) e C3 representa uma adaptação de RCD passiva comum (mecanicamente vedando todo o tempo) com selos duplos.

[00073] O sistema de tubo ascendente 100 possui diversas saídas que permitem um aproveitamento completo da funcionalidade dos dispositivos A, B e C1-C2. Eles incluem uma saída 33, que possibilita uma comunicação com o anular entre o tubo ascendente interno e externo (se estiver instalado), uma entrada/saída 40, que permite uma comunicação com o tubo ascendente abaixo do dispositivo de segurança instalado em C1, uma saída 41, que pode ser usada como uma linha de escape de emergência, se for necessário este tipo de sistema para um uso específico do sistema de tubo ascendente 100, uma saída/entrada 44, que poderia ser a saída de escoamento principal (também pode ser usada como uma entrada de equalização), uma saída 45, que pode ser

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 41/111 / 87 usada para prover um escoamento de saída/entrada redundante, uma saída 54, que pode ser usada como uma saída/entrada alternativa, e uma saída 61, que pode ser usada como uma entrada/saída. A configuração específica e o uso destas entradas e saídas dependem da aplicação. Por exemplo, em perfuração por pressão gerenciada, as saídas 44 e 45 poderiam ser usadas para criar duas saídas redundantes. No caso de perfuração por tampão de lama, a saída 44 poderia ser usada como uma entrada conectada a um sistema de bombeio e a saída 45 poderia ser usada como uma entrada de reserva de um segundo sistema de bombeio. Um típico acoplamento esquemático está ilustrado na Figura 11, que será descrito posteriormente.

[00074] Os detalhes dos dispositivos são apresentados agora para que se tenha um entendimento mais amplo da funcionalidade típica do sistema de tubo ascendente 100. O sistema de tubo ascendente 100 é projetado para proporcionar uma inserção de itens, conforme necessário, por exemplo, os espaços livres permitem acesso ao adaptador mais inferior para a inserção de itens, se necessário, com aumento do espaço livre do fundo até o topo.

[00075] O dispositivo A é um adaptador de tubo ascendente interno e pode se especificado de acordo com o fornecedor do sistema de tubo ascendente interno. Pelo lado esquerdo, o item 34 representa o adaptador que faria parte do sistema de tubo ascendente 100. Isto teria normalmente um orifício de selo e um recesso de travamento. Uma luva 35 poderia estar presente normalmente para preservar a área de vedação. Pelo lado direito, o tubo ascendente interno está representado instalado. Quando o tubo ascendente interno 36 está operando, esta luva 35 poderia ser removida, de modo a possibilitar o fechamento do tubo ascendente interno 36 no adaptador 34 com o mecanismo de travamento e de vedação 37. Os detalhes exatos e a operação dependem do fornecedor do conjunto de tubo ascendente interno. Uma vez instalado, o tubo ascendente interno provê um conduto vedado que elimina a falha de pressão da seção de tubo ascendente externo 30. O sistema

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 42/111 / 87 de tubo ascendente 100 pode ser fabricado com um limite de pressão mais alta, de forma que ele poderia propiciar a capacidade de pressão total ou parcial do sistema de tubo ascendente interno. É provida uma saída 33 que permite monitorar o espaço anular entre o tubo ascendente interno 36 e o tubo ascendente externo 30.

[00076] Os dispositivos B1 e B2 são adaptadores de teste de pressão. Normalmente em operações convencionais, o tubo ascendente não é testado nunca. Todos os testes de pressão ocorrem no conjunto de BOP's submarino. Para as operações pressurizadas, é necessário realizar um teste de pressão completo do sistema de tubo ascendente após a instalação, com o objetivo de se garantir a integralidade do sistema. Para realizar este teste de pressão, é necessário o adaptador B2, que possui o mesmo princípio da descrição apresentada neste documento para o adaptador de teste de pressão B1. O sistema de tubo ascendente 100 possui um adaptador 38 que tem como finalidade aceitar um adaptador de teste de pressão 39. Este adaptador de teste de pressão 39 permite a passagem da tolerância máxima necessária durante as operações pressurizadas. Ele pode ser pré-instalado ou instalado antes de serem necessárias operações pressurizadas. Quando é necessária a realização de um teste de pressão, conecta-se um adaptador 39a a um tubo 32 e então o fixa no adaptador 39, como ilustrado no lado direito da Figura 9. O adaptador 39a vedará positivamente para aceitar os testes de pressão de cima e de baixo. A mesma descrição é aplicável ao dispositivo B2, que é instalado bem no topo do sistema de tubo ascendente 100, por exemplo, acima da saída 61. Com o B2, todo o tubo ascendente e o sistema de tubo ascendente 100 podem ser testados quanto à pressão até uma pressão de ‘teste’ acima do teste de pressão planejado subsequente. Uma vez que o teste de pressão geral é concluído em relação ao dispositivo B2, os testes de pressão subsequentes normalmente usarão o dispositivo B1 para repressurização, testando a integridade do sistema após manutenção dos RCDs.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 43/111 / 87 [00077] O dispositivo C1 é um dispositivo de segurança que pode ser vedado ao redor da coluna tubular 32, por exemplo, mas não limitado, a um BOP anular 42, um BOP de aríete adaptado para passar através da mesa rotativa, ou um dispositivo RCD ativo, como o ilustrado em C2. O dispositivo C1 pode ser instalado internamente como C2, ou pode se constituir em uma parte integral do sistema de tubo ascendente 100, como ilustrado na Figura 9. O item 42 é uma representação esquematizada do BOP anular sem todos os detalhamentos. Quando não está em uso, como mostrado no lado esquerdo, o elemento de vedação fica em um estado relaxado 43a. Quando necessário, ele pode ser ativado e vedará ao redor da coluna tubular 32, como mostrado no lado direito com a representação 43b. Em aplicações específicas, por exemplo, em perfuração com escoamento com desequilíbrio a menor, onde os hidrocarbonetos são introduzidos no tubo ascendente sob pressão, dois dispositivos do tipo C1 podem ser instalados a fim de oferecer uma barreira dupla.

[00078] O dispositivo C2 ilustra esquematicamente um RCD ativo. Um adaptador 46 faz parte do sistema de tubo ascendente 100 com a função de possibilitar a instalação de um adaptador 47 com o selo necessário e os sistemas de travamento que são projetados para o RCD específico que está sendo usado dentro do sistema de tubo ascendente 100. Tanto o 46 quanto o 47 possuem portas para o suprimento normal de fluidos hidráulicos necessários para a operação de um RCD ativo. Um protetor de selo, um isolamento de porta hidráulica e uma luva de selo 48 normalmente são posicionados quando o RCD ativo 50 não é instalado, como mostrado no lado esquerdo. Quando é necessário o uso do RCD ativo 50, a luva de selo 48 é retirada com uma ferramenta de assentamento acoplada ao tubo girável 32. Então o RCD ativo 50 é instalado, como mostrado no lado direito. Um distribuidor do adaptador hidráulico 51 provê comunicação do suprimento hidráulico (não mostrado) até o RCD. Esquematicamente, dois condutos

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 44/111 / 87 hidráulicos são representados no lado direito. O conduto 52 fornece fluido hidráulico que energiza o elemento ativo 49 e o conduto hidráulico 52 normalmente abastecem de óleo (ou outro fluido lubrificante) o mancal. Um terceiro conduto pode estar presente (não mostrado) que permite a recirculação do fluido do mancal. Dependendo do tipo específico de RCD ativo, mais ou menos condutos hidráulicos podem ser necessários para outras funções, por exemplo, para a indicação de pressão e/ou para funções de travamento.

[00079] O dispositivo C3 ilustra esquematicamente um RCD passivo 58 com dois elementos passivos 59 e 60, como normalmente é usado. Um z

adaptador 57 é instalado no sistema de tubo ascendente 100. É possível fabricar adaptadores que protejam a superfície de vedação por meio das variações de orifício e, nestes casos, para uma cabeça passiva que não requeira quaisquer instalações (alguns precisam instalações para lubrificação/resfriamento de mancal) não é necessária nenhuma luva de selo. Neste caso, o RCD passivo 58 pode ser instalado diretamente no adaptador 57, como mostrado no lado direito, com os elementos de vedação 59 e 60 continuamente em contato com o tubular 32. Esta instalação esquematizada também considera que o mecanismo de travamento para o RCD 58 faz parte do RCD e é ativado/desativado pela ferramenta(s) de assentamento.

[00080] O sistema de tubo ascendente 100 também pode ser composto por outros itens acoplados a ele para torná-lo um pacote completo e que não exija qualquer outra atividade de instalação uma vez que estejam instalados no tubo ascendente. Estes outros itens podem incluir instrumentação e válvulas acopladas às saídas / entradas 33, 40, 41, 44, 45, 54, 61. Elas estão descritas abaixo, em conjunto com a Figura 11. Para que haja uma total funcionalidade destas instalações de saída e dos dispositivos instalados (A, B1, B2, C1, C2, C3), o sistema de tubo ascendente 100 inclui um sistema de controle 55 que centraliza todas as atividades de monitoramento do sistema de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 45/111 / 87 tubo ascendente 100 e provê um link de dados de volta para a unidade de perfuração flutuante. O sistema de tubo ascendente 100 inclui outro sistema de controle 55 que fornece controle das funções hidráulicas dos vários dispositivos, e um pacote de acumulador 56 fornece a pressão de reserva para todas as instalações hidráulicas. Outras caixas de controle/instalação/ suprimento podem ser adicionadas, conforme necessário, com o intuito de minimizar o número de conexões exigidas de volta à superfície.

[00081] Em referência à Figura 11, ela mostra o trajeto de escoamento comum através do sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200. O fluido de perfuração 81 desce pelo tubo girável 32, saindo na broca de perfuração 82. Neste momento o fluido se constitui em uma mistura de fluido de perfuração e cascalhos que estão retornando pelo espaço anular entre o tubo girável e o poço perfurado. O fluxo passa através de um BOP submarino 83, se estiver instalado, e então segue para dentro da coluna do tubo ascendente 84. O sistema de injeção 200 pode injetar um fluido de densidade variável no escoamento de retorno. O escoamento 85 continua como uma mistura de fluido de perfuração, cascalhos e fluido de densidade variável introduzido pelo sistema de injeção 200 até o tubo ascendente dentro do sistema de tubo ascendente 100. Lá ele passa através dos dispositivos de segurança C1, C2 e C3 e prossegue dentro da junta corrediça, se nenhum dos dispositivos estiver vedado.

[00082] A saída 41 é conectada a um dispositivo de segurança 104 que permite um alívio de pressão de volta para a unidade de perfuração flutuante através da linha 95. Este dispositivo de segurança 104 pode se uma válvula de alivio de segurança ou outro sistema adequado para liberação de pressão. [00083] Os dispositivos C1, C2 e C3 são conectados através de cápsulas de controle individuais 301, 302 e 303 respectivamente a um sistema de controle eletro-hidráulico central 304 que também possui acumuladores. Existe uma linha elétrica 89 e uma linha hidráulica 90 de volta para a unidade

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 46/111 / 87 de perfuração flutuante. Em teoria, o uso das diferentes conexões é similar, assim que a descrição seguinte dos itens 40, 111, 112, 113, 114 e 119 é a mesma que para os itens 44, 118, 117, 115, 116 e 119; e para os itens 45, 124, 123, 122, 121 e 120; bem como para os itens 54, 131, 132, 133, 134 e 120. [00084] Quantos destes conjuntos de conexões e válvulas são instalados depende da operação planejada, do número de dispositivos (C1, C2 e C3) instalados e o grau de flexibilidade necessário. Um conjunto similar de itens pode ser conectado na saída 61, se necessário.

[00085] Tomando a saída/entrada 40 como um exemplo típico dos conjuntos listados acima, um adaptador de instrumento ou sensor 11, que pode medir qualquer informação necessária, normalmente pressão e temperatura, fica acoplado na linha da saída 40. O escoamento então percorre esta linha por meio de um sistema de estrangulador, que é controlado hidraulicamente ou de outro modo, e adiante através de duas válvulas controladas hidraulicamente 113 e 114, das quais pelo menos uma fica interrompida vedada. O escoamento pode então continue linha acima 88 de volta para a unidade de perfuração flutuante. O escoamento também pode ser iniciado em sentido inverso desta linha 88, se necessário. É provida uma linha similar 194 conectada na saída/entrada 45.

[00086] O sensor 111 pode monitorar os parâmetros (tais como, pressão e/ou temperatura, etc.) no interior da seção de tubo ascendente 30, da coluna do tubo ascendente 84 ou da coluna do tubo ascendente 206 (descrita abaixo) abaixo do BOP anular 42 ou do módulo de válvula 202 descrito abaixo (vide Figuras 12 e 13). Os sensores 118 e 124 podem monitorar parâmetros (tais como, pressão e/ou temperatura, etc.) no interior da seção de tubo ascendente 30 ou da coluna do tubo ascendente 84 ou 206, entre o BOP anular 42 ou do módulo de válvula 202 e do RCD ativo 50 ou do módulo de vedação anular 224 (descrito abaixo, vide Figuras 14 e 15). O sensor 131 pode monitorar parâmetros (tais como, pressão e/ou temperatura, etc.) no

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 47/111 / 87 interior da seção de tubo ascendente 30 ou da coluna do tubo ascendente 84 ou 206, entre o RCD ativo 50 ou o módulo de vedação anular 224 e o RCD passivo 58 ou o módulo de vedação anular 222 (descrito abaixo, vide Figuras 16 e 17). Podem ser usados outros sensores ou sensores diferentes para monitorar, armazenar e/ou transmitir dados indicativos de qualquer combinação de parâmetros, conforme desejado.

[00087] Como ilustrado, a Figura 11 representa um diagrama de processo típico e instrumentação, e pode ser interpretado como tal, significando que qualquer variação de padrões de escoamento, conforme necessário, pode ser obtida mediante a abertura e o fechamento de válvulas de acordo com a operação exigida dos dispositivos C1, C2 e C3, que podem ser vedados ou abertos (exceto, por exemplo, o RCD passivo 58, ilustrado na Figura 9, que fica normalmente sempre vedado).

[00088] Os sistemas de controle 55 descritos acima estão ilustrados mais detalhadamente na Figura 11, como sistemas de controle 119, 120 e 304. Estes sistemas de controle 119, 120 e 304 estão localizados no fundo do mar, na parte externa da coluna do tubo ascendente 84 ou 206, e centralizam as conexões elétricas e hidráulicas em relação às válvulas submarinas 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e 134, de forma que são necessárias menos linhas elétricas e hidráulicas até a superfície.

[00089] O sistema de controle 119 está conectado na linha elétrica 186 e na linha de suprimento hidráulico 87 para que ocorra um acionamento controlado das válvulas 113, 114, 155, 116 e dos estranguladores 112 e 117. O sistema de controle 119 também recebe sinais de dados provenientes dos sensores 111 e 118. Os sinais de controle oriundos da superfície podem ser diversificados na linha elétrica 186, e os sinais de dados provenientes dos sensores 111 e 118 também podem ser diversificados na linha elétrica 186. [00090] Se a saída 44 for usada para o retorno de escoamento de fluidos de perfuração durante uma operação de perfuração, então o

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 48/111 / 87 estrangulador 117 pode ser usado para regular a contrapressão na coluna do tubo ascendente 84, em perfuração por pressão gerenciada, e manter uma pressão de furo abaixo constante ou de variação seletiva (por exemplo, uma pressão de furo abaixo na broca de perfuração ilustrada na Figura 6B). O estrangulador 117 pode ser controlado automaticamente por intermédio do sistema de controle 119, em conjunto com um sistema de controle de superfície 18 (vide Figura 10), por exemplo, que possibilite um controle automático do estrangulador sem a necessidade de intervenção humana (embora seja possível a ocorrência de uma intervenção humana, se for necessária).

[00091] O sistema de controle 120 está conectado na linha elétrica 192 e na linha de suprimento hidráulico 93 para um acionamento controlado das válvulas 121, 122, 133, 134 e dos estranguladores 123 e 132. O sistema de controle 120 também recebe sinais de dados provenientes dos sensores 124 e 131. Os sinais de controle oriundos da superfície podem ser diversificados na linha elétrica 192, e os sinais de dados provenientes dos sensores 124 e 131 também podem ser diversificados na linha elétrica 192.

[00092] Se as saídas 45 ou 54 forem usadas para o retorno de escoamento de fluidos de perfuração durante uma operação de perfuração, então o estrangulador 123 ou 132 pode ser usado para regular a contrapressão na coluna do tubo ascendente 84, em perfuração por pressão gerenciada, e manter uma pressão de furo abaixo constante ou de variação seletiva (por exemplo, uma pressão de furo abaixo na broca de perfuração ilustrada na Figura 6B). O estrangulador 123 ou 132 pode ser controlado automaticamente por intermédio do sistema de controle 120, em conjunto com um sistema de controle de superfície (não mostrado), por exemplo, que possibilite um controle automático do estrangulador sem a necessidade de intervenção humana (embora seja possível a ocorrência de uma intervenção humana, se necessária).

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 49/111 / 87 [00093] O sistema de controle 304 está conectado na linha elétrica 89 e na linha de suprimento hidráulico 90 para controlar a operação das cápsulas de controle 301, 302 e 303. As cápsulas de controle 301, 302 e 303 incluem válvulas, acionadores, acumuladores, sensores para acionar e monitorar a operação de diversos módulos (por exemplo, do BOP anular, o RCD ativo 50, o RCD passivo 58, o módulo de válvula 202 e/ou os módulos de vedação anular 222, 224 e 226), que podem ser instalados na seção de tubo ascendente 30 ou na coluna do tubo ascendente 84 ou 206.

[00094] Qualquer um dos sistemas de controle submarino 119, 120 e 304 pode ser substituído por meio do emprego de um veículo submarino operado por controle remoto 320 (vide Figura 30). Consequentemente, na eventualidade de uma falha, disfunção, atualização ou exigência de manutenção de qualquer um dos sistemas de controle 119, 120 e 304, isto pode ser realizado sem a necessidade de interromper a coluna do tubo ascendente 84 ou 206.

[00095] É injetado fluido com densidade variável conduto abaixo 11 até o sistema de injeção 200 e a descrição detalhada desta operação está mencionada abaixo em mais detalhes.

[00096] O sistema de injeção 200 consiste de uma seção de tubo ascendente (normalmente uma seção mais curta chamada de tubo curto), que possui uma entrada, e um sistema de mangueira composta, ou outro mecanismo de entrega adequado que permita a injeção de fluidos com diferentes densidades para dentro do tubo ascendente, a qualquer ponto entre o BOP submarino e da parte superior do sistema de tubo ascendente 100. [00097] O sistema de injeção 200 pode ser usado de modo independente ou em conjunto com o sistema de tubo ascendente 100 em qualquer unidade de perfuração flutuante, de modo a possibilitar variações de densidade no tubo ascendente. Em operações de perfuração com pressão gerenciada ou com desequilíbrio a menor, o sistema de injeção 200 pode ser

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 50/111 / 87 usado para injetar uma composição de fluido 150 para dentro da coluna do tubo ascendente 84, que possui densidade menor do que o fluido de perfuração 81 que retorna do fundo do poço durante o processo de perfuração. [00098] O sistema de injeção 200 permite a injeção de uma composição de fluido 150 para dentro do tubo ascendente, incluindo, por exemplo, Nitrogênio ou Aphrons (esferas de vidro ocas), ou fluidos de diversas densidades que permitirão que sejam aplicadas variações hidrostáticas no poço, quando usado em associação com um estrangulador de superfície ou de subsuperfície. Como descrito previamente, o sistema de injeção 200 é um conduto através do qual um colchão de Nitrogênio poderia ser aplicado e mantido para controlar melhor a BHP, mediante manipulação do estrangulador de superfície, a densidade de fluido injetado e a taxa de injeção, tanto abaixo da coluna tubular como para dentro do anular através do sistema de injeção 200.

[00099] O sistema de injeção 200 está dotado externamente de todas as conexões e acessórios de tubo ascendente usuais necessários para uma seção de tubo ascendente. Adicionalmente, o sistema de injeção 200 possui provisão para montar um acumulador (es) (ilustrado), provisão para recepcionar instrumentação de medição de pressão, temperatura e outros dados de entrada ou saída. Também pode estar incluída uma válvula (s) operada por controle remoto do sistema (s) de paralisação de emergência, uma linha de feixe hidráulica, que fornece fluido hidráulico, pressão hidráulica e sinais de controle para a válvula, e sistemas de estrangulador também podem compor o sistema de injeção 200.

[000100] O sistema de injeção 200 pode estar baseado somente em um sistema hidráulico, uma linha de feixe hidráulica e elétrica para a instrumentação ou outras exigências de controle elétrico, ou em um único sistema MUX (Multiplex). Um sistema de estrangulador também pode estar inserido em um conduto injetor de fluido (ilustrado) que é controlado

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 51/111 / 87 automaticamente por controle remoto.

[000101] Uma seção de tubo ascendente 1, que pode ser um tubo curto de tubo ascendente, do mesmo desenho do sistema de tubo ascendente e com as mesmas conexões de extremidade 16 do sistema de tubo ascendente, é a base do sistema de injeção 200. A seção de tubo ascendente 1 está dotada de uma conexão de injeção de fluido 2 em comunicação com a parte interna da seção de tubo ascendente 1. Esta conexão 2 pode ser isolada do fluido interno do tubo ascendente por meio de válvulas acionadas hidraulicamente 3a e 3b instaladas com os acionadores hidráulicos 4a e 4b. A taxa de injeção pode ser controlada tanto por um sistema de controle localizado na superfície 19 (taxa de bomba e/ou estrangulador) e no fundo do mar, por meio de um estrangulador 14. Como redundância adicionada, uma ou mais válvula (s) de contrapressão 8 pode ser incluída no desenho. O conduto de suprimento de fluido de injeção desde a superfície para o sistema de injeção 200 é ilustrado como um conduto compósito enrolável, que pode ser facilmente fixado aos cabos-guia do tubo ascendente ou do BOP submarino (se a profundidade permitir e eles estiverem instalados). O tubo complexo e os sistemas de enrolamento, como os fabricados pela Fiberspar Corporation, são adequados para esta aplicação. O conduto compósito 11 é fornecido em um carretel enrolável 12. O conduto compósito 11 pode ser facilmente cortado, e os conectores 13 serem instalados, no comprimento exigido, in-situ na unidade de perfuração flutuante. O fluido hidráulico operacional para os acionadores 4a e 4b das válvulas de controle submarinas 3a e 3b e o estrangulador hidráulico 14 podem ser armazenados, respectivamente, no sistema de injeção 200, nos acumuladores 5 e 15. Eles podem se constituir de sistemas de acumulador independentes e individuais, ou um sistema de suprimento comum, com válvulas de controle eletrônicas, como as fornecidas para um sistema MUX. O fluido para os acumuladores 5 e 15 é abastecido e mantido através de linhas de suprimento hidráulicas 9 provenientes de um carretel de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 52/111 / 87 mangueira hidráulica 10 abastecida de fluido hidráulico a partir de um sistema de suprimento hidráulico de superfície e de controle de superfície 18. Como abordado acima, o sistema de controle de superfície 18 também pode ser usado para controlar operação de sistemas de controle submarinos 119, 120 e 304, embora possa ser usado um sistema (s) de controle de superfície adicional ou independente, se desejado.

[000102] O fluido hidráulico para os acionadores de válvula 3a e 3b proveniente do acumulador 5 é abastecido por meio de uma mangueira 7, e o fluido hidráulico proveniente do acumulador 15 é abastecido por meio de uma mangueira 17 até o estrangulador hidráulico 14. A válvula de controle eletrohidráulica 6a dos acionadores 4a e 4b possibilita o fechamento e a abertura das válvulas 3a e 3b por meio de sinais elétricos desde a superfície providos pela linha elétrica 20, e a válvula de controle eletro-hidráulica 6b possibilita o fechamento e a abertura do estrangulador hidráulico 14 de modo similar, mediante sinal de controle desde a superfície pela linha 20.

[000103] Durante as operações convencionais de perfuração, as válvulas 3a e 3b são vedadas e o sistema de injeção 200 atua como uma seção de tubo ascendente padrão. Quando são necessárias operações com densidade variável, as válvulas 3a e 3b são abertas por intermédio do controle hidráulico e uma composição de fluido 150, incluindo, por exemplo, Nitrogênio, é injetada por meio do sistema de superfície 19 através do carretel de mangueira 12 conduto abaixo 11 para dentro da conexão de entrada do tubo ascendente

2. A taxa pode ser controlada no sistema de superfície 19 e/ou pelo estrangulador de furo abaixo 14, se necessário. Uma das válvulas de controle hidráulica 3b é configurada como uma válvula prova de falhas, significando que se a pressão for perdida na linha de suprimento hidráulico, ela se vedará, garantindo, assim, sempre a integridade do sistema de tubo ascendente. De modo similar, quando é necessário retornar às operações convencionais, interrompe-se uma injeção de fluido e as válvulas 3a e 3b são vedadas.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 53/111 / 87 [000104] O sistema de injeção 200 pode conter, como ilustrado na Figura 11, sensores de pressão e temperatura 21, e as conexões e sistemas necessários que chegam até a uma caixa de controle central (vide Figura 11), de modo a transmitir essas leituras para a superfície. As válvulas 4a e 4b e o estrangulador 14 podem ser operados por sinal e cabos hidráulicos e elétricos 9, 20 funcionando com o carretel 10, ou sinal acústico ou outro sistema que possibilite o controle remoto desde a superfície.

[000105] Na Figura 11, a composição de fluido com densidade variável 150 é injetada conduto abaixo 11, através de uma válvula de contrapressão 8, de duas válvulas hidráulicas controladas remotamente 4a e 4b, e depois através de um estrangulador controlado remotamente 14 para dentro da entrada 2. Os sensores 21 permitem uma medição dos dados desejados, que são então encaminhados para o sistema de controle 142, que consiste de acumuladores, que são controles que recebem sinais de entrada/saída a partir de uma linha 20 e fluido hidráulico da linha 9.

[000106] Uma aplicação e um procedimento operacional de exemplo estão descritos neste documento com relação a uma unidade de perfuração flutuante convencional, para ilustrar um exemplo de método de aplicação do sistema.

[000107] O sistema de tubo ascendente 100 será operado como uma seção de tubo ascendente normal, através da mesa rotativa RT, deste modo, não excedendo o diâmetro externo máximo normal para um sistema de tubo ascendente de 21 polegadas (53,34 cm), que é de aprox. 49 polegadas (124,46 cm) ou 60 polegadas (152,4 cm), como encontrado em unidades de perfuração flutuantes mais modernas. Ele terá uma capacidade de passagem integral para sistema de conjunto de BOP's de 18-3/4 polegadas (34,29 cm), e será projetado para a mesma especificação de capacidade de pressão e mecanicamente, como o tubo ascendente com parede de seção mais pesada em uso neste sistema. Um sistema de injeção 200 operará na parte inferior do

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 54/111 / 87 tubo ascendente com tubo complexo enrolável (FIBERSPAR ™, um tubo complexo disponível comercialmente, é adequado para esta aplicação). [000108] Em operações normais de perfuração como, por exemplo, um plano para procedimento de perfuração por pressão gerenciada, o sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200 serão operados com todos os componentes externos instalados. O sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200 serão instalados com luvas de orifício de selo 35 e 48 posicionadas e testadas quanto à pressão antes de serem colocadas no local. Durante uma operação de perfuração convencional, as válvulas de entrada e saída serão vedadas, e tanto o sistema de tubo ascendente 100 como o sistema de injeção 200 atuarão como juntas de tubo curto de tubo ascendente. O sistema de tubo ascendente 100 será preparado com os adaptadores de orifício de selo corretos para que o sistema de RCD seja usado.

[000109] Quando são necessárias operações pressurizadas, o sistema de injeção 200 é preparado e opera como parte do tubo ascendente inserido no ponto exigido. São usadas as conexões necessárias para as linhas de controle 9 e 20, bem como o conduto flexível 11, com o intuito de injetar fluidos de densidade variável na composição de fluido 150. Os cabos e linhas são ligados ao tubo ascendente ou aos cabos-guia do BOP, se presentes. As válvulas 4a e 4b ficam vedadas.

[000110] O sistema de tubo ascendente 100 é preparado com as válvulas e controles necessários, como ilustrado na Figura 11. Todas as válvulas ficam vedadas. As mangueiras e linhas são conectadas, se necessário, e retornam para a unidade de perfuração flutuante.

[000111] O tubo operará em poço com um adaptador de teste de BOP. O adaptador de teste é ajustado na cabeça de poço submarina, e o BOP anular

C3 fica vedado no sistema de tubo ascendente 100. É realizado então um teste de pressão da pressão de serviço do tubo ascendente. O BOP anular C3 no sistema de tubo ascendente 100 então é aberto e a coluna de teste de pressão é

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 55/111 / 87 retirada. Se o BOP submarino tiver aríetes que possam reter pressão desde acima, pode ser operada uma coluna de teste mais simples, fixando um tampão de teste no adaptador B2 na parte superior do sistema de tubo ascendente 100 (vide Figura 9).

[000112] Quando o sistema de tubo ascendente 100 precisa ser usado, um adaptador 39 será usado no niple inferior B1 do sistema de tubo ascendente 100 para oferecer um niple de teste de pressão similar àquele da coluna de revestimento menor na cabeça de poço, de forma que os testes de pressão subsequentes não precisem de uma manobra até o BOP submarino. [000113] A luva de orifício de selo 48 para o adaptador de RCD C2 pode ser retirada. Então o RCD 50 pode ser instalado em C2. Uma vez instalado, o RCD 50 tem suas funções testadas.

[000114] O tubo girável 32 pode então operar no poço com o adaptador de teste de pressão 39a do sistema de tubo ascendente 100 até que o adaptador 39a seja instalado no adaptador 39 (já preparado, como parte de uma etapa anterior). O RCD 50 então é vedado e, somente para sistemas ativos, circulase fluido através do sistema de tubo ascendente 100, por exemplo, pela saída 44. A saída 44 então é vedada e o tubo ascendente passa por teste de pressão. Uma vez que a pressão é testada, ela é purgada e o elemento de vedação no RCD 50 é liberado. O conjunto de teste é então retirado do sistema de tubo ascendente 100. Um método similar pode ser concluído para to set outro RCD 58 na seção C3.

[000115] O conjunto de perfuração é operado então no poço e é estabelecida a circulação na profundidade de perfuração. As bombas são abertas neste momento e o elemento de vedação do RCD 50 é instalado (somente se for necessário para o tipo específico de RCD), e o RCD 50 é ativado (somente para sistemas ativos). A saída de lama 44 no sistema de tubo ascendente 100 então é aberta. A circulação então é estabelecida e a contrapressão é ajustada com um sistema de estrangulador de superfície

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 56/111 / 87 automatizado ou, alternativamente, com o estrangulador 112 é conectado na saída 44. Se for necessária uma mudança em densidade no fluido do tubo ascendente, o estrangulador 14 (vide Figura 11) é vedado no sistema de injeção 200 e as válvulas 4a e 4b são abertas. Uma composição de fluido 150, incluindo, mas não de forma limitativa, o Nitrogênio, circula pela taxa desejada para dentro do escoamento de retorno, de modo a estabelecer um colchão de abafamento dos picos de pressão. É importante considerar que o Nitrogênio é somente um exemplo, e que podem ser usados outros fluidos adequados. Por exemplo, uma composição de fluido 150 contendo agentes compressivos (por exemplo, sólidos ou fluidos cujo volume varia significantemente com a pressão) podem ser injetados no tubo ascendente em um ponto ótimo, a fim de prover este amortecimento. A perfuração é então retomada.

[000116] O sistema está descrito na Figura 3f e ilustrado esquematicamente na Figura 6b para fins de comparação como sistema convencional da Figura 6a. Uma versão preferida comum de operação de perfuração que usa esta invenção poderia ser a introdução de Nitrogênio sob pressão na corrente de escoamento de fluido de perfuração de retorno que vem do tubo ascendente. Isto é obtido por meio da invenção descrita neste momento mediante um sistema de injeção 200 com um tubo acoplado que pode ser facilmente utilizado como parte de qualquer um dos sistemas representados nas Figuras 3a-g.

[000117] As variações do método acima com o sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200 possibilitarão uma variedade de permutações de perfuração que requerem operações de tubo ascendente pressurizadas, tais como, por exemplo, perfuração com dupla densidade ou perfuração com duplo gradiente (tanto pesos de lama com desequilíbrio a menor e a maior); perfuração com desequilíbrio a menor com escoamento desde a formação para dentro do poço; perfuração por tampão de lama, ou

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 57/111 / 87 seja, perfuração por injeção com nenhum ou pouco retorno de fluidos; e perfuração com pressão de furo abaixo constante, usando sistemas que permitem circulação contínua. O sistema de tubo ascendente 100/ sistema de injeção 200 possibilita o uso de sistemas e técnicas de DAPC (controle de pressão anular dinâmico) e SECURE (perfuração com desequilíbrio de massa). O sistema de tubo ascendente 100/ sistema de injeção 200 também podem possibilitar o uso de sistema de tubo ascendente pressurizados com sistemas de BOP de superfície operando abaixo da linha d'ágiia. O sistema de tubo ascendente 100/ sistema de injeção 200 também pode ser usado de modo que possibilite o DORS (sistema de tubo ascendente de águas profundas). A capacidade de introduzir Nitrogênio como um fluido de abafamento, pela primeira vez, proverá um mecanismo de remoção ou de grande redução de picos de pressão (surto e limpeza) causados por arfagem das unidades de perfuração flutuantes. O sistema de tubo ascendente 100/ sistema de injeção 200 permite a presença de uma linha em direção ao interior de quaisquer dos sistemas de tubo ascendente ilustrados nas Figuras 3a-g e permite ainda o assentamento desta linha em qualquer ponto entre a superfície e o ponto mais inferior do tubo ascendente. O sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200 podem ser usados sem um SBOP, reduzindo, deste modo, substancialmente os custos e possibilitando a tecnologia apresentada na Figura 3g. O sistema de tubo ascendente 100 da Figura 3g ilustra também o deslocamento do sistema de injeção 200 para um ponto mais alto no tubo ascendente.

[000118] Como descrito acima, o sistema de tubo ascendente 100 e o sistema de injeção 200 podem ser interconectados, de outro modo, a uma coluna de tubo ascendente convencional. O sistema de tubo ascendente 100 / sistema de injeção 200 propicia um meio de pressurização do tubo ascendente marinho à sua capacidade de pressão máxima, e permite facilmente uma variação da densidade de fluido no tubo ascendente. O sistema de injeção 200

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 58/111 / 87 inclui uma junta de tubo curto de tubo ascendente com provisão para injetar um fluido no tubo ascendente com válvulas de isolamento. O sistema de tubo ascendente 100 inclui uma junta de tubo curto de tubo ascendente comum adaptador de tubo ascendente interno, um niple de teste de pressão, um dispositivo de segurança, saídas com válvulas para desviar o escoamento de lama, e niples com orifício de selos para aceitar RCDs. A entrega fácil de fluidos para a junta de tubo curto de injeção inferior (sistema de injeção 200) é descrita. Um método detalhado de manipular a densidade no tubo ascendente para prover uma ampla faixa de pressões e densidades operacionais, permitindo os conceitos de perfuração com pressão gerenciada, perfuração com dupla densidade ou perfuração com duplo gradiente, e perfuração com desequilíbrio a menor.

[000119] Adicionalmente, em referência agora às Figuras 12-31, é ilustrada uma configuração alternativa do sistema de tubo ascendente 100 esquematizada e representativamente. O sistema de tubo ascendente 100 das Figuras 12-31 é dotado de muitos elementos que são similares, em muitos aspectos, àqueles descritos acima, ou que são alternativos àqueles elementos descritos acima.

[000120] Nas figuras 12 e 13 encontra-se ilustrado de modo representativo um módulo de válvula 202 em uma coluna de tubo ascendente 206. A Figura 12 ilustra o módulo de válvula 202 sendo transportado e posicionado em um alojamento de módulo de válvula 280 da coluna do tubo ascendente 206, e a Figura 13 ilustra o módulo de válvula 202 após ter sido fixado e vedado dentro do alojamento 280.

[000121] O alojamento 280 está sendo mostrado como um componente independente da coluna do tubo ascendente 206, mas em outras versões o alojamento poderia estar integrado com outros alojamentos de módulo 268,

284 e 306 (descritos abaixo), e poderia ser similar à construção da seção de tubo ascendente 30 mostrada nas Figuras 8 e 9. A coluna de tubo ascendente

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 59/111 / 87

206 poderia corresponder à coluna de tubo ascendente 84 no diagrama de processo e de instrumentação da Figura 11.

[000122] O alojamento 280 provê uma posição 240 para um posicionamento apropriado do módulo de válvula 202 na coluna do tubo ascendente 206. Neste exemplo, o alojamento 280 possui um perfil de travamento interno 262 e um orifício de selo 328 para fixar e vedar o módulo de válvula 202 na coluna do tubo ascendente 206.

[000123] O módulo de válvula 202 está dotado de um dispositivo de ancoramento 208 com membros de travamento extensíveis para fora e radialmente 254 que engatam o perfil 262, e os selos 344, a fim de se encaixarem no orifício de selo 328. O módulo de válvula 202 está ilustrado na Figura 13 após os membros 254 terem sidos estendidos no engate com o perfil 262, e os selos 344 estarem vedavelmente engatados com o orifício de selo 328.

[000124] Outras configurações do módulo de válvula 202 podem ser usadas, se desejado. Por exemplo, como ilustrado nas Figuras 30 e 31, os membros de travamento 254 podem, ao contrário, ser dispostos por meio de acionadores 278 posicionados externamente à coluna do tubo ascendente 206, a fim de engatar seletivamente os membros de travamento com um perfil externo 270 presente no módulo de válvula 202. A operação dos acionadores 278 poderia ser controlada pelos sistemas de controle submarinos 119 e 304, cápsula de controle 301 e/ou sistema de controle de superfície 18 descritos acima.

[000125] O módulo de válvula 202 permite e impede seletivamente um escoamento de fluido através de uma passagem de fluido 204 existente longitudinalmente através da coluna do tubo ascendente 206. Como ilustrado nas Figuras 12 e 13, o módulo de válvula 202 possui uma válvula esférica que é operada por meio de uma linha de controle hidráulica 316 conectada externamente ao alojamento 280, mas outros tipos de mecanismo de válvula

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 60/111 / 87 (tais como válvulas de palheta, válvulas de solenóide, etc.) podem ser usados, se desejado. A operação do módulo de válvula 202 (por exemplo, para abrir ou vedar a válvula) pode ser controlada pelo sistema de controle submarino 304 e pela cápsula de controle 301, e/ou sistema de controle de superfície 18 descrito acima.

[000126] Uma variedade de operações pode ser realizada utilizando-se um módulo de válvula 202. Por exemplo, o módulo de válvula 202 pode ser usado para testar a pressão de várias porções da coluna do tubo ascendente 206, para testar pressão dos módulos de vedação anular 222, 224 e 226 (descritos abaixo), a fim de facilitar o controle de pressão em um poço 346 durante um processo de perfuração com desequilíbrio a menor ou perfuração por pressão gerenciada (tais como, durante mudanças de broca de perfuração 348, etc., vide Figura 22), ou durante a instalação de equipamentos de completação 350 (vide Figura 31).

[000127] Referindo-se agora às Figuras 14 e 15, um módulo de vedação anular 224 é ilustrado de modo representativo, sendo instalado em um alojamento 284 dentro da coluna do tubo ascendente 206. Na Figura 14, o módulo de vedação anular 224 está sendo transportado para dentro do alojamento 284, e na Figura 15, o módulo de vedação anular está ilustrado após ter sido fixado e vedado dentro do alojamento.

[000128] O alojamento 284 provê uma posição 244 para um posicionamento apropriado do módulo de vedação anular 224 na coluna do tubo ascendente 206. Neste exemplo, o alojamento 284 possui um perfil de travamento interno 266 e um orifício de selo 332 para fixar e vedar o módulo de vedação anular 224 na coluna do tubo ascendente 206. O alojamento 284 pode ser um componente independente da coluna do tubo ascendente 206, ou pode estar integralmente incorporado a qualquer outro alojamento(s), seção (ões) ou parte (ões) da coluna do tubo ascendente.

[000129] Um módulo de vedação anular 224 está dotado de um

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 61/111 / 87 dispositivo de ancoramento 250 com membros de travamento extensíveis para fora e radialmente 258 que engatam o perfil 266, e os selos 352, a fim de se encaixarem no orifício de selo 332. O módulo de vedação anular 224 está ilustrado na Figura 15 após os membros 258 terem sidos estendidos no engate com o perfil 266, e os selos 352 estarem vedavelmente engatados com o orifício de selo 332.

[000130] Outras configurações do módulo de vedação anular 224 podem ser usadas, se desejado. Por exemplo, como ilustrado nas Figuras 30 e 31, os membros de travamento 258 podem, ao contrário, ser dispostos por meio de acionadores 278 posicionados externamente à coluna do tubo ascendente 206, a fim de engatar seletivamente os membros de travamento com um perfil externo 274 presente no módulo de vedação anular 224. A operação dos acionadores 278 poderia ser controlada pelos sistemas de controle submarinos 119 e 304, cápsula de controle 302 e/ou sistema de controle de superfície 18 descritos acima.

[000131] O módulo de vedação anular 224 permite e impede seletivamente um escoamento de fluido através de um espaço anular 228 formada radialmente entre a coluna do tubo ascendente 206 e uma coluna tubular 212 posicionadas na passagem de escoamento 204 (vide Figura 22). Como ilustrado nas Figuras 14 e 15, o módulo de vedação anular 224 possui um selo extensível radialmente 218 que é operado em resposta à pressão aplicada na linha de controle hidráulica 318 externamente conectada ao alojamento 284.

[000132] O módulo de vedação anular 224 está dotado também de um conjunto de mancal 324 que permite que o selo 218 gire com a coluna tubular 212 quando o selo é engatado à coluna de perfuração e a coluna tubular gira dentro da passagem de escoamento 204 (tais como, durante operações de perfuração). O conjunto de mancal 324 é abastecido de lubrificante por meio de uma linha de suprimento de lubrificante 322 externamente conectada ao

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 62/111 / 87 alojamento 284. Uma linha de retorno de lubrificante 326 (vide Figura 23) pode ser usada, se desejado, para provê circulação de lubrificante para e do conjunto de mancal 324.

[000133] O módulo de vedação anular 224 é uma alternativa e pode ser usado no lugar do RCD ativo 50 descrito acima. A operação do módulo de vedação anular 224 (por exemplo, para estender e retrair o selo 218) pode ser controlada por meio do sistema de controle submarino 304 e da cápsula de controle 302, e/ou pelo sistema de controle de superfície 18 descrito acima. [000134] Referindo-se agora às Figuras 16 e 17, um módulo de vedação anular 222 é ilustrado de modo representativo sendo instalado em um alojamento 282 na coluna do tubo ascendente 206. Na Figura 16, o módulo de vedação anular 222 está sendo transportado para dentro do alojamento 282, e na Figura 17, o módulo de vedação anular é ilustrado após ter sido fixado e vedado dentro do alojamento.

[000135] O alojamento 282 provê uma posição 242 para um posicionamento apropriado do módulo de vedação anular 222 na coluna do tubo ascendente 206. Neste exemplo, o alojamento 282 possui um perfil de travamento interno 266 e um orifício de selo 330 para fixar e vedar o módulo de vedação anular 222 na coluna do tubo ascendente 206. O alojamento 282 pode ser um componente independente da coluna do tubo ascendente 206, ou pode estar integralmente incorporado a qualquer outro alojamento(s), seção (ões) ou parte(s) da coluna do tubo ascendente.

[000136] O módulo de vedação anular 222 está dotado de um dispositivo de ancoramento 248 com membros de travamento extensíveis para fora e radialmente 256 que engatam o perfil 266, e os selos 354, a fim de se encaixarem no orifício de selo 330. O módulo de vedação anular 222 está ilustrado na Figura 17 após os membros 256 terem sidos estendidos no engate com o perfil 266, e os selos 354 estarem vedavelmente engatados com o orifício de selo 330.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 63/111 / 87 [000137] Outras configurações do módulo de vedação anular 222 podem ser usadas, se desejado. Por exemplo, como ilustrado nas Figuras 30 e 31, os membros de travamento 256 podem, ao contrário, ser dispostos por meio de acionadores 278 posicionados externamente à coluna do tubo ascendente 206, a fim de engatar seletivamente os membros de travamento com um perfil externo 272 presente no módulo de vedação anular 222. A operação dos acionadores 278 poderia ser controlada pelos sistemas de controle submarinos 119 e 304, cápsula de controle 301 e/ou sistema de controle de superfície 18 descritos acima.

[000138] O módulo de vedação anular 222 permite e impede seletivamente um escoamento de fluido através do espaço anular 228 formado radialmente entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212 posicionadas na passagem de fluido 204 (vide Figura 22). Como ilustrado nas Figuras 16 e 17, o módulo de vedação anular 222 possui selos flexíveis 216 para se engatarem vedavelmente à coluna tubular 212.

[000139] O módulo de vedação anular 222 está dotado também de um conjunto de mancal 324 que permite que os selos 216 girem com a coluna tubular 212 quando o selo é engatado à coluna de perfuração e a coluna tubular gira dentro da passagem de escoamento 204 (tais como, durante operações de perfuração). O conjunto de mancal 324 é abastecido de lubrificante por meio de uma linha de suprimento de lubrificante e pela linha de retorno de lubrificante, como descrito acima para o módulo de vedação anular 224.

[000140] O módulo de vedação anular 222 é uma alternativa e pode ser usado no lugar do RCD ativo 58 descrito acima. A operação do módulo de vedação anular 222 pode ser controlada por meio do sistema de controle submarino 304 e da cápsula de controle 302, e/ou pelo sistema de controle de superfície 18 descrito acima.

[000141] Referindo-se agora à Figura 18, um dispositivo de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 64/111 / 87 ancoramento da coluna tubular 210 está representado instalado em um alojamento 268 interconectado na coluna do tubo ascendente 206. O dispositivo de ancoramento 210 é dotado de membros de travamento 356 engatados com um perfil interno 358 incorporado no alojamento 268. Além disto, os selos 214 são vedados em um orifício de selo 360 existente em um alojamento 268.

[000142] O alojamento 268 pode constituir-se de um componente independente da coluna do tubo ascendente 206, ou pode ser integralmente incorporado a qualquer outro alojamento(s), seção(ões) ou parte(s) da coluna do tubo ascendente. Nesta configuração do sistema de tubo ascendente 100, o alojamento 268 é posicionado preferencialmente acima das localizações 240, 242, 244 e 246 providas para os outros módulos 202, 222, 224 e 226, de forma que o dispositivo de ancoramento 210 e os selos 214 possam ser usados para testar a pressão da coluna do tubo ascendente 206 e de outros módulos. [000143] Em um procedimento de teste de pressão, o dispositivo de ancoramento 210 e os selos 214 podem ser transportados e instalados na coluna do tubo ascendente 206 com uma parte da coluna tubular 212 que se estende descendentemente desde o dispositivo de ancoramento e continuando através de quaisquer dos módulos de vedação anular 222, 224 e 226, mas não através do módulo de válvula 202. Esta configuração é ilustrada de modo representativo na figura 19.

[000144] Observe que na Figura 19, a coluna tubular 212 se estende descendentemente desde o dispositivo de ancoramento 210 (não visível na Figura 19), continuando através dos módulos de vedação anular 222 e 224, e para dentro da passagem de fluxo 204 acima do módulo de válvula 202. A coluna tubular 212 não se estende através do módulo de válvula 202.

[000145] O dispositivo de ancoramento 210 funciona no procedimento de teste de pressão para impedir o deslocamento da coluna tubular 212 quando os diferenciais de pressão são aplicados através dos módulos de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 65/111 / 87 vedação anular 222, 224 e 226, e do módulo de válvula 202. Os selos 214 sobre o dispositivo de ancoramento 210 também funcionam para bloquear a passagem de fluxo 204. A pressão pode ser entregue desde um local remoto (como, por exemplo, uma instalação de superfície) através da coluna tubular 212 até a passagem de fluxo 204 abaixo do dispositivo de ancoramento 210. [000146] O módulo de válvula 202 pode ser testado em relação à pressão mediante a aplicação de um diferencial de pressão através do módulo de válvula vedado, usando a coluna tubular 212. Na configuração da Figura 19, a pressão pode ser aplicada através da coluna tubular 212 até uma parte da coluna do tubo ascendente 206 entre o módulo de válvula vedado 202 e o módulo de vedação anular 224 (em que o selo 218 foi acionado para engatar vedavelmente a coluna de perfuração). Esta pressão aplicada poderia ocasionar também a aplicação de um diferencial de pressão através do módulo de vedação anular 224, e a parte da coluna do tubo ascendente 206 entre o módulo de válvula vedado 202 e o módulo de vedação anular 224. A presença de qualquer vazamento de pressão seria um indicativo de uma falha estrutural ou do selo no módulo de válvula 202, na parte da coluna do tubo ascendente 206 ou no módulo de vedação anular 224.

[000147] A fim de testar a pressão do módulo de vedação anular 222 e da parte da coluna do tubo ascendente 206 entre os módulos de vedação anular 222 e 224, o selo 218 do módulo de vedação anular 224 pode ser operado de modo a se desengatar da coluna tubular 212. Desta maneira, a pressão aplicada através da coluna tubular 212 até a passagem de escoamento 204 ocasionaria um diferencial de pressão a ser aplicado através do módulo de vedação anular 222 e da parte da coluna do tubo ascendente 206 entre os módulos de vedação anular 222 e 224.

[000148] Alternativamente, ou, além disto, a coluna tubular 212 poderia ser posicionada de tal forma que sua extremidade inferior ficasse entre os módulos de vedação anular 222 e 224, em cujo caso, a operação do selo 218

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 66/111 / 87 pode não influenciar se um diferencial de pressão é aplicado através do módulo de vedação anular 222 ou através da parte da coluna do tubo ascendente 206 entre os módulos de vedação anular 222 e 224.

[000149] Se o módulo de válvula 202 é aberto, então a pressão aplicada através da coluna tubular 212 pode ser usada para testar a pressão da parte da coluna do tubo ascendente 206 abaixo do módulo de vedação anular 22 e/ou do módulo de vedação anular 224. Desta maneira, a integridade de pressão da parte da coluna do tubo ascendente 206, que poderia ser objeto de diferenciais de pressão significativos durante operação de perfuração com desequilíbrio a menor da pressão ou com pressão gerenciada, pode ser examinada.

[000150] Observe que a pressão aplicada à passagem de escoamento 204 através da coluna tubular 212 pode ser um aumento de pressão ou uma redução de pressão, se desejado. Além disto, os diferenciais de pressão ocasionados como resultado da aplicação de pressão através da coluna tubular 212 pode ser aplicado também para testar pressão em vários componentes da coluna do tubo ascendente 206, incluindo, por exemplo, em válvulas, linhas, acumuladores, estranguladores, selos, sistemas de controle, sensores, etc., que estejam associados com a coluna do tubo ascendente.

[000151] Embora a configuração da Figura 19 represente o módulo de vedação anular 222 posicionado abaixo do dispositivo de ancoramento 210, o módulo de vedação anular 224 posicionado abaixo do módulo de vedação anular 222, e o módulo de válvula 202 posicionado abaixo do módulo de vedação anular 224, é importante que fique perfeitamente entendido que diversas disposições destes componentes e diferentes combinações deles e de outros componentes podem ser usadas mantendo os princípios da invenção. Por exemplo, ao invés de serem usados um de cada dos módulos de vedação anular 222 e 224 no sistema de tubo ascendente 100, somente um entre os módulos de vedação anular 222 e 224 poderia ser usado, dois módulos de vedação anular 222 ou dois módulos de vedação anular 224 poderiam ser

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 67/111 / 87 usados, o módulo de vedação anular 226 (descrito abaixo) poderia ser usado no lugar de um ou outro ou ambos módulos de vedação anular 222 e 224, qualquer número de combinação de módulos de vedação anular poderia ser usado, o BOP anular 42 descrito acima poderia ser usado no lugar de qualquer um entre os módulos de vedação anular 222, 244, 226, etc.

[000152] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 20, o módulo de vedação anular 222 é representado instalado na coluna do tubo ascendente 206 transportado na coluna de perfuração 212. A broca de perfuração 348 na parte inferior da coluna tubular 212. A broca de perfuração localizada na extremidade inferior da coluna tubular 212 impede que o módulo de vedação anular 212 se desprenda da extremidade inferior da coluna de perfuração. [000153] Preferencialmente, os membros de travamento 256 e o perfil 264 são do tipo que se engata seletivamente um com o outro, na medida em que o módulo 222 se desloca através da coluna do tubo ascendente 206. Ou seja, os membros de travamento 256 e o perfil 264 podem ser “vedados com chave” um com o outro, de modo que os membros de travamento 256 não se engatarão operativamente a nenhum outro perfil (tais como os perfis 262, 266 e 358) na coluna do tubo ascendente 206, e o perfil 264 não ficará operativamente engatado a nenhum outro membro de travamento (tais como os membros de travamento 254, 258 ou 356). Um sistema de “fechamento com chave” adequado para este fim é o sistema SELECT-20 ™ comercializado pela Halliburton Engineering Services, Inc. de Houston, Texas, USA.

[000154] Uma vantagem de se usar um sistema como este “vedado com chave” é que uma dimensão interna mínima de diâmetro interno da coluna do tubo ascendente 206 em cada uma das localizações de módulo 240, 242, 244 e 246 pode ser pelo menos tão grande quanto uma dimensão interna mínima da coluna do tubo ascendente entre as conexões de extremidade opostas 232 e 2 234 da coluna do tubo ascendente. Isto não seria necessariamente o caso, se

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 68/111 / 87 fossem usados diâmetros de sem fim decrescentes progressivamente para posicionar os módulos 202, 222, 224 e 226 na coluna do tubo ascendente 206. [000155] Uma vez que o módulo de vedação anular 222 foi instalado na coluna do tubo ascendente 206, tanto transportado na coluna tubular 212, como representado na Figura 20, ou mediante o uso de uma ferramenta de assentamento, como representado na Figura 16, os selos 216 podem ser instalados no módulo de vedação anular ou resgatados do módulo anular por meio do transporte dos selos na coluna tubular 212.

[000156] Os membros de travamento 257 permitem que os selos 216 sejam instalados ou resgatados separadamente do módulo de vedação anular 222. Os membros de travamento 257 poderiam, por exemplo, ser os mesmos ou similares aos membros de travamento 256 usados para prender o módulo de vedação anular 222 na coluna do tubo ascendente 206.

[000157] Em um método preferido, o módulo de vedação anular 222 pode ser instalado e fixado na coluna do tubo ascendente 206 usando uma ferramenta de assentamento, sem que os selos 216 estejam presentes no módulo. Então, quando a coluna tubular 212 com a broca 348 nele é baixado através da coluna do tubo ascendente 206, os selos 216 podem ser transportados na coluna tubular e instalados e fixados no módulo de vedação anular 222. Quando a coluna tubular 212 e a broca 348 são resgatadas da coluna do tubo ascendente 206, os selos 216 podem ser resgatados também. [000158] Este método pode ser usado também para instalação e resgate dos selos 218 e 220 em quaisquer dos módulos de vedação anular 224 e 226 descritos neste documento, por exemplo, por meio de membros de travamento ou outros dispositivos de ancoramento para os selos nos módulos de vedação anular. Os selos 216, 218 e 220 podem ser transportados separadamente, instalados e/ou resgatados por outros tipos de meios de condução, tais como ferramentas de assentamento, ferramentas de teste, outras colunas de perfuração, etc.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 69/111 / 87 [000159] Os módulos de vedação anular 222 e 224 e/ou 226 podem ser instalados em qualquer ordem e em qualquer combinação, e os selos 216 e 218 e/ou 220 podem ser instalados e/ou resgatados separadamente da coluna do tubo ascendente em qualquer ordem e em qualquer combinação. Por exemplo, dois módulos de vedação anular (tais como os módulos de vedação anular 222 e 224, representados na figura 21) poderiam ser instalados na coluna do tubo ascendente 206, e então os selos 216 e 218 poderiam ser transportados na coluna tubular 212 (tanto juntos como separadamente) e prendidos nos respectivos módulos de vedação anular. O uso de membros de travamento 257 seletivos permite que o selo 216 ou 218 apropriado seja seletivamente instalado em seu módulo de vedação anular respectivo 222 e 224.

[000160] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 21, o módulo de vedação anular 222 é representado como sendo resgatado da coluna do tubo ascendente 206 pela coluna tubular 212. Com os membros de travamento 256 desengatados do perfil 264, o módulo de vedação anular 222 pode ser resgatado de dentro da coluna do tubo ascendente 206 ao longo da coluna tubular 212 (por exemplo, com a broca de perfuração 348 impedindo que o módulo de vedação anular se desprenda da extremidade inferior da coluna de perfuração), de modo que uma manobra independente não precisa ser feita para resgatar o módulo de vedação anular. Este método também permitirá um deslocamento conveniente dos selos 216 ou que outras manutenções sejam realizadas no módulo de vedação anular 222, entre as manobras da coluna tubular 212 para dentro do poço (tais como, durante substituição da broca 348).

[000161] Observe que qualquer um entre os módulos 202, 224 e 226 pode ser transportado para dentro da coluna do tubo ascendente 206 na coluna tubular 212, e qualquer um dos módulos pode ser resgatado também da coluna do tubo ascendente na coluna tubular. Em um exemplo descrito abaixo

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 70/111 / 87 (vide Figura 30), módulos múltiplos podem ser resgatados da coluna do tubo ascendente 206 simultaneamente na coluna tubular 212.

[000162] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 22, o sistema de tubo ascendente 100 é ilustrado de modo representativo enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro da passagem de escoamento 204 da coluna do tubo ascendente 206 para perfurar o furo do poço 346 durante uma operação de perfuração. Os selos 216 do módulo de vedação anular 222 se engatam vedavelmente e giram com a coluna tubular 212, e o selo 218 do módulo de vedação anular 224 se engata vedavelmente e gira junto com a coluna tubular, a fim de bloquear o espaço anular 228. Com relação a isto, o módulo de vedação anular 222 pode atuar como um backup para o módulo de vedação anular 224.

[000163] A linha de retorno de fluido de perfuração 342 está, neste exemplo, em comunicação de fluido com a passagem de escoamento 204 abaixo do módulo de vedação anular 224. O fluido de perfuração que circula rum abaixo da coluna tubular 212 retorna (juntamente com cascalhos, a composição de fluido 150 e/ou fluidos de formação, etc., durante a operação de perfuração) através da linha 342 até a superfície.

[000164] A linha 342 pode corresponder com a linha 88 ou 194 descrita acima, e diversas válvulas (por exemplo, válvulas 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e 134), estranguladores (por exemplo, estranguladores 112, 117, 123 e 132), sensores (por exemplo, sensores 111, 118, 124 e 131), etc., podem ser conectados com a linha 342 a fim de regular o escoamento de fluido através da linha, regulando a contrapressão aplicada à passagem de escoamento 204 para manter uma pressão constante ou seletivamente variável no furo do poço 346, etc. A linha 342 é representada na Fig. 21 estando conectada à parte da coluna do tubo ascendente 206 entre os módulos de vedação anular 222 e 224, a fim de demonstrar que várias localizações para assentamento da linha podem ser usadas com os princípios da invenção.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 71/111 / 87 [000165] Outra linha 362 pode estar em comunicação de fluido com a passagem de escoamento 204, por exemplo, em comunicação com o espaço anular 228 entre os módulos de vedação anular 222 e 224. Esta linha 362 pode ser usada para alivio de pressão (em cujo caso a linha pode corresponder à linha 95 descrita acima), para monitoramento de pressão no espaço anular 228, como uma linha de retorno de fluido de perfuração alternativa, ou para qualquer outro fim. A linha 362 poderia ficar em comunicação com a passagem de escoamento 204 em qualquer ponto desejado ao longo da coluna do tubo ascendente 206, se desejado.

[000166] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 23, um exemplo de uma conexão de flange ao longo da coluna do tubo ascendente 206 é ilustrado de modo representativo, a fim de demonstrar como diversas linhas podem ser acomodadas ao mesmo tempo em que permite ainda que o sistema de tubo ascendente seja instalado em uma mesa rotativa convencional RT. Esta vista é tomada ao longo da linha 23-23 da Figura 18. Observe que a linha intensificadora BL, a linha de estrangulamento CL, a linha de neutralização KL, o umbilical de controle de poço 180 e as linhas de suprimento hidráulico do BOP submarino 364 são convencionais e, portanto, não estão descritas em mais detalhes neste documento.

[000167] A linha de retorno de fluido de perfuração 342 é instalada convenientemente em uma parte normalmente não usada da conexão de flange. O conduto injetor 11 e a linha de suprimento hidráulico 9, bem como as linhas de retorno e de suprimento de lubrificante 322 e 326, a linha de alívio de pressão 362 e as linhas elétricas 20, 89, 186 e 192 estão posicionadas na parte externa da conexão de flange, mas ainda dentro de um envelope que permite que a coluna do tubo ascendente 206 seja instalada através da mesa rotativa RT. Uma linha de equilíbrio ou de retorno hidráulica 182 também pode ser provida na parte externa da conexão de flange, se desejado.

[000168] Adicionalmente, referindo-se agora às Figuras 24 e 25, uma

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 72/111 / 87 maneira pela qual as conexões externas compactas relacionadas à passagem de escoamento 204 na coluna do tubo ascendente 206 podem ser realizadas é ilustrado de modo representativo. Neste exemplo, múltiplas conexões são feitas através da linha de retorno de fluido de perfuração 342 e da passagem de escoamento 204, mas deve-se compreender que estas conexões podem ser feitas através da passagem de escoamento e através de qualquer uma ou mais das linhas externas, tais como a linha de alívio de pressão 362, o conduto injetor 11, etc.

[000169] Observe que as três válvulas combinadas 310 e os acionadores 314 estão interconectados entre a linha de retorno 342 e os respectivos conectores angulados de porta do tubo ascendente angulados 366. Estas válvulas 310 e os acionadores 314 podem corresponder a diversas válvulas (por exemplo, válvulas 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e 143) e estranguladores (por exemplo, estranguladores 112, 117, 123 e 132) descritos acima. Combinando-se as válvulas 310 e os acionadores 314, como representado nas Figuras 24 e 25, a coluna do tubo ascendente 206 se torna mais compacta e capas de se deslocar através de uma mesa rotativa RT convencional.

[000170] Adicionalmente, referindo-se agora às Figuras 26A-E, diversas disposições dos componentes do sistema de tubo ascendente 100 são ilustradas de modo representativo, de forma que se pode considerar que a invenção não se limita a qualquer exemplo específico descrito neste relatório. [000171] Na Figura 26A, todos os alojamentos de módulo 268, 306, 282, 284 e 280 estão contiguamente conectados próximos a uma extremidade superior da coluna do tubo ascendente 206. Esta disposição apresenta os benefícios de requerer linhas hidráulicas e elétricas mais curtas para conexão até a superfície, e permite que os alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280 sejam construídos integralmente como uma seção simples da coluna do tubo ascendente e que compartilhem componentes (tais como os acumuladores,

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 73/111 / 87 etc.). Entretanto, uma parte grande da coluna do tubo ascendente 206 abaixo dos alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280 poderia ser pressurizada durante, por exemplo, uma perfuração com pressão gerenciada, e isto pode se tornar indesejável em algumas circunstâncias.

[000172] Na Figura 26B, os alojamentos 280, 282 e 284 para o módulo de válvula 202 e os módulos de vedação anular 222 e 224 estão posicionados aproximadamente a meio caminho ao longo da coluna do tubo ascendente 206. Isto reduz a parte da coluna do tubo ascendente 206 que pode ser pressurizada, mas aumenta o comprimento das linhas hidráulicas e elétricas até estes módulos.

[000173] Na Figura 26C, os alojamentos 268, 306, 282 e 280 estão distribuídos ao longo da coluna do tubo ascendente 206 de outra maneira que disponha o alojamento do módulo de válvula 280 bem acima de uma junta flexível FJ em uma conexão de extremidade inferior 234 da coluna do tubo ascendente até a estrutura de cabeça de poço submarina 236. Esta disposição possibilita que o módulo de válvula 202 seja usado para isolar substancialmente toda a coluna do tubo ascendente 206 do poço abaixo. [000174] Na Figura 26D, os alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280 estão dispostos de modo contíguo um em relação ao outro, bem acima da junta flexível FJ. Da mesma forma que em relação à configuração da Figura 26C, esta disposição permite que o módulo de válvula 202 seja usado para isolar substancialmente toda a coluna do tubo ascendente 206 do poço abaixo, e também reduz substancialmente a parte da coluna do tubo ascendente que seria pressurizada durante uma perfuração com pressão gerenciada.

[000175] A disposição da Figura 26E é muito similar à disposição da

Figura 26D, exceto quanto a que a junta flexível FJ está posicionada acima dos alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280. Esta disposição pode ser benéfica pelo fato de que ela não requer pressurização da junta flexível FJ durante uma operação de perfuração com pressão gerenciada.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 74/111 / 87 [000176] A junta flexível FJ poderia alternativamente ser posicionada entre qualquer um entre os alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280, e em qualquer ponto ao longo da coluna do tubo ascendente 206. Uma vantagem do sistema de tubo ascendente 100 é que ele permite a utilização de um tubo ascendente pressurizado em operações de perfuração em águas profundas, onde é necessária uma junta flexível FJ intermediária, e onde é necessária uma válvula de enchimento do tubo ascendente.

[000177] Embora cada um dos alojamentos 306, 282 e 284 para os módulos de vedação anular 226, 224 e 222 estejam ilustrados nas Figuras 26^aE, é importante considerar que qualquer um ou uma combinação deles poderia ser usado ao invés disto. Os vários alojamentos 268, 306, 282, 284 e 280 podem ser dispostos também em uma ordem diferente daquela ilustrada nas Figuras 26A-E.

[000178] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 27, uma parte 308 da coluna do tubo ascendente 206 está ilustrada de modo representativo em uma vista isométrica, de modo que a construção compacta da coluna do tubo ascendente, que permite que ela seja instalada através de uma mesa rotativa RT convencional, pode ser mais bem observada.

[000179] Nesta vista, as válvulas conectadas externamente 310, os acionadores 314 e os conectores 366 descritos acima, em conjunto com as Figuras 24 e 25 são ilustrados novamente. Além disto, um acumulador 312 é exibido acoplado externamente à parte do tubo ascendente 308. Este acumulador 312 pode corresponder a qualquer um dos acumuladores 5, 15 e 56 descritos acima.

[000180] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 28, o módulo de vedação anular 226 é ilustrado de modo representativo instalado dentro de um orifício de selo 334 em um alojamento 306, como parte da coluna do tubo ascendente 206. O módulo de vedação anular 226 pode ser usado além de ou em lugar de quaisquer dos outros módulos de vedação anular 222 e 224, do

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RCD 50 ativo ou do RCD 58 passivo descritos acima.

[000181] O módulo de vedação anular 226 possui múltiplos conjuntos de selos 220 para engatar vedavelmente a coluna tubular 212 enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento 204. Os selos 220 podem, assim, bloquear o espaço anular 228 tanto enquanto a coluna tubular 212 está girando, quanto enquanto a coluna tubular não está girando na passagem de escoamento 204.

[000182] O contraste dos selos dos módulos de vedação anular 222 e 224, o RCD 50 ativo e o RCD 58 passivo que giram com a coluna tubular 212, os selos 220 do módulo de vedação anular 226 não giram com a coluna tubular. Ao contrário, os selos 220 permanecem estacionários enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro dos selos.

[000183] Um lubrificante/vedante (tais como uma graxa viscosa, etc.) pode ser injetado entre os selos 220 por meio das portas 368 desde uma parte externa da coluna do tubo ascendente 206 para, desde modo, prover lubrificação e reduzir a fricção entre os selos e a coluna tubular 212, e para melhorar a capacidade de vedação do diferencial de pressão dos selos. Os sensores 340 podem ser usados para monitorar o desempenho dos selos 220 (ou seja, detectar qualquer vazamento, etc.).

[000184] Selos similares em alguns aspectos aos selos 220 do módulo de vedação anular 226 são descritos mais detalhadamente na Publicação PCT No. WO 2007/008085. Toda a matéria desta publicação está incorporada neste documento por esta referência.

[000185] Embora três conjuntos dos selos 220 estejam ilustrados na Figura 28, com três selos em cada conjunto, qualquer número de selos e qualquer número de conjuntos de selos podem ser usados mantendo os princípios da invenção.

[000186] Os dispositivos de ancoramento 252 são usados para prender o módulo de vedação anular 226 dentro do alojamento 306 na posição

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 76/111 / 87 apropriada 246. Cada dispositivo de ancoramento 252 está dotado de um acionador 278 e um membro de travamento 260 para engate com um perfil externo 276 construído sobre o módulo de vedação anular 226.

[000187] O uso dos acionadores 278 localizados na parte externa da coluna do tubo ascendente 206 oferece uma fixação e liberação conveniente do módulo 226 a partir de uma posição remota. Em uma versão, um ou mais dos módulos 226 pode ser instalado convenientemente e/ou resgatados da coluna tubular 212 com uma operação apropriada dos acionadores 278. [000188] A operação dos acionadores 278 pode ser controlada mediante o sistema de controle submarino 120 e 304 e pela cápsula de controle 302 ou 303, e/ou pelo sistema de controle de superfície 18 descrito acima. A operação do módulo de vedação anular 226 (por exemplo, a injeção de lubrificante/vedante, o monitoramento dos sensores 340, etc.) pode ser controlada por meio do sistema de controle submarino 304 e pela cápsula de controle 302 ou 303, e/ou pelo sistema de controle de superfície 18 descrito acima.

[000189] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 29, um exemplo do sistema de tubo ascendente 100 é ilustrado de modo representativo, em que são instalados módulos múltiplos de vedação anular 226 na coluna do tubo ascendente 206. Como ilustrado na Figura 29, um segundo módulo de vedação anular superior 226 é transportado dentro da coluna do tubo ascendente 206 na coluna tubular 212. O módulo superior 226 está apoiado sobre a coluna de perfuração 212 por uma junta ampliada radialmente (com reforço pela parte de fora) 370. Quando o módulo superior 226 é posicionado apropriadamente dentro do alojamento 306, aos acionadores 278 serão operados para fixar o módulo superior na posição.

[000190] Será observado que este método permite a instalação de um ou mais módulos de vedação anular 226 usando a coluna tubular 212, sem que seja necessária a realização de manobras adicionais dentro da coluna do tubo

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 77/111 / 87 ascendente 206, e/ou durante operações de perfuração normais. Por exemplo, se durante uma operação de perfuração, se observar que os selos 220 de um módulo inferior 226 estão em ou próximos do final da vida útil projetada deles (talvez devido a indicações recebidas de sensores 340), um módulo adicional 226 pode ser transportado pela coluna tubular 212 para dentro da coluna do tubo ascendente 206 meramente por intermédio da instalação do módulo na coluna tubular quando uma próxima junta 370 for conectada. [000191] Desta maneira, as operações de perfuração não são interrompidas, e a coluna tubular 212 não precisa ser resgatado da coluna do tubo ascendente 206, para garantir uma vedação contínua do espaço anular 228. Este método não está limitado à aplicação em operações de perfuração, mas também pode ser usado durante outras operações, tais como em operações de completação ou estimulação.

[000192] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 30, o sistema de tubo ascendente 100 é ilustrado de modo representativo com módulos múltiplo 202, 222 e 224 sendo resgatados simultaneamente da coluna do tubo ascendente 206 na coluna tubular 212. O uso dos acionadores externos 278 é particularmente benéfico neste exemplo, já que eles permitem que todos os módulos 202, 222, 224 sejam liberados rápida e convenientemente da coluna do tubo ascendente 206 para resgate.

[000193] Como representado na figura 30, a broca de perfuração 348 apoia os módulos 202, 222 e 224 na coluna tubular 212 para resgate desde a coluna do tubo ascendente 206. Entretanto, podem ser usados outros meios para apoiar os módulos 202, 222 e 224 na coluna tubular 212, se desejado. [000194] Em uma situação de emergência, tais como em condições de tempo severas, talvez seja desejável resgatar a coluna tubular 212 rapidamente e instalar ferramentas de desengate. O uso de acionadores externos 278 permite que esta operação seja realizada rápida e convenientemente.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 78/111 / 87 [000195] Em caso de falha de um ou mais dos acionadores 278, para que eles funcionem apropriadamente, pode ser usado um veículo submarino operado por controle remoto (ROV) convencional 320 para operar os acionadores 278. Como descrito acima, o ROV 320 também pode ser usado para realizar manutenção nos sistemas de controle submarino 119, 120, 142 e 304, e para realizar outras tarefas.

[000196] Também ilustrados na Figura 30 estão os sensores 230, 336 e 338 dos respectivos módulos 202, 222 e 224. Os sensores 230, 336 e 338 podem ser usados para monitorar parâmetros, tais como pressão, temperatura ou outras características que são indicativas do desempenho de cada módulo 202, 222 e 224. Os conectores externos 372 podem ser usados para conectar os sensores 230, 336 e 338 aos sistemas de controle 304 e 18.

[000197] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 31, o sistema de tubo ascendente 100 é ilustrado de modo representativo durante instalação dos equipamentos de completação 350 através da coluna do tubo ascendente 206. Uma vez que os módulos 202, 222 e 224 fornecidos para acesso em orifício relativamente grande através da coluna do tubo ascendente 206, muitos itens dos equipamentos de completação podem ser instalados através dos módulos. [000198] Como ilustrado na Figura 31, os equipamentos de completação 350 incluem um revestimento interno rendilhado. Entretanto, é importante considerar que muitos outros tipos e combinações de equipamentos de completação podem ser instalados através dos módulos 202, 22 e 224 mantendo os princípios da invenção.

[000199] Durante a instalação dos equipamentos de completação 350, o módulo de válvula 202 pode ser vedado inicialmente enquanto os equipamentos de completação são montados e transportados para dentro da coluna do tubo ascendente 206 acima do módulo de válvula. Após os equipamentos de completação 350 estarem dentro da parte superior da coluna do tubo ascendente 206, e um ou mais dos módulos de vedação anular 222,

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224 e 226 bloqueiam o espaço anular 228 na coluna tubular 212 acima dos equipamentos de completação, o módulo de válvula 202 pode ser aberto de modo a permitir que os equipamentos de completação e a coluna tubular sejam transportados em segurança dentro do furo do poço 346.

[000200] Neste tipo de operação, o espaçamento entre o módulo(s) de vedação anular e o módulo de válvula 202 deve ter uma extensão suficiente para acomodar o comprimento dos equipamentos de completação 350. Por exemplo, uma configuração similar àquela da Figura 26C poderia ser usada para este fim.

[000201] Adicionalmente, referindo-se agora à Figura 32, outra configuração do sistema de tubo ascendente 100 é ilustrado de modo representativo e esquemático, em que o conduto injetor 11 está conectado na linha de retorno de fluido de perfuração 342. Assim, ao invés de injetar a composição de fluido 150 diretamente para dentro do espaço anular 228 ou da passagem de escoamento 204 na coluna do tubo ascendente 206, na configuração da Figura 32, a composição de fluido é injetada para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração 342.

[000202] Desta maneira, os problemas associados com, por exemplo, a formação de precipitados de gás na coluna do tubo ascendente 206 podem ser evitados. O estrangulador submarino 112, 117, 123 ou 132 também pode ser usado para regular a contrapressão no espaço anular 228 e, consequentemente, do furo do poço 346 (por exemplo, durante perfuração com pressão gerenciada), e os benefícios da perfuração com dupla densidade ou perfuração com duplo gradiente podem ser ainda obtidos, sem escoar fluidos de densidade variável ou gás através do estrangulador submarino.

[000203] Como ilustrado na Figura 32, a composição de fluido 150 é injetada a partir do conduto injetor 11 para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração 342 a jusante do estrangulador 117 e das válvulas 115,

116 na saída/entrada 44. Entretanto, isto também pode ser realizado a

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 80/111 / 87 montante de qualquer uma das saídas/entradas 40, 45 ou 54.

[000204] Em outro aspecto da configuração ilustrada na Figura 32, a composição de fluido 150 pode ser injetada na linha de retorno de fluido de perfuração 342 em diversos pontos diferentes ao longo da linha de retorno. As válvulas 374 são interconectadas entre o conduto injetor 11 e a linha de retorno 3423 em posições espaçadas ao longo da linha de retorno. Deste modo, existe um grande grau de flexibilidade no sistema de tubo ascendente 100 para elevação a gás ou, de outra forma, utilizando técnicas de perfuração com dupla densidade ou perfuração com duplo gradiente com toda ou qualquer parte da linha de retorno 342 entre a saída/entrada 44 e a estrutura de equipamento de superfície 238.

[000205] As válvulas 374 podem ser controladas utilizando o sistema de controle submarino 142 descrito acima. O sistema de injeção ilustrado na Figura 32 pode assumir o lugar do sistema de injeção 200 descrito acima, ou os dois poderiam operar em conjunto um com o outro. O sistema de injeção da Figura 32 poderia utilizar válvulas similares às válvulas 4a e 4b, estranguladores similares ao estrangulador 14, válvulas de contrapressão similares à válvula de contrapressão 8, e sensores similares aos sensores 21 descritos acima.

[000206] E importante agora que fique plenamente entendido que a descrição acima proporciona muitos aperfeiçoamentos na técnica de construção de sistema de tubo ascendente, métodos de perfuração, etc. O sistema de tubo ascendente 100 permite que a coluna tubular 212 seja inserida e retirada do poço sob pressão em uma variedade de diferentes tipos de operações de perfuração, tais como operações de perfuração com desequilíbrio a menor (UBD), com pressão gerenciada (MPD) e operações normais de perfuração. O sistema de tubo ascendente 100 permite que vários módulos internos 202, 222, 224 e 226 e o dispositivo de ancoramento 210 sejam assentados na coluna tubular 212 e fixados no lugar por recursos

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 81/111 / 87 hidráulicos e/ou mecânicos. Os módulos internos 202, 222, 224 e 226 permitem o isolamento anular, o isolamento de poço, movimento rotativo de tubo, desvio de escoamento, controle de fluxo dinâmico e injeção de fluido controlada para dentro da linha de retorno 342 e/ou para dentro da coluna do tubo ascendente 206.

[000207] O sistema de tubo ascendente 100 permite a utilização de um tubo ascendente pressurizado em operações de perfuração em águas profundas onde é necessária uma junta flexível intermediária FJ, e onde é necessária uma válvula enchimento do tubo ascendente.

[000208] O sistema de tubo ascendente 100 permite o isolamento do furo do poço 346 em relação à superfície mediante o fechamento do módulo de válvula 202. Isto possibilita a introdução de colunas de ferramentas de completação longas (tais como os equipamentos de completação 350), conjuntos de furo abaixo, etc., enquanto mantém ainda vias múltiplas de escoamento de volta à superfície para continuar as operações de perfuração com pressão gerenciada.

[000209] O sistema de tubo ascendente 100 permite flexibilidade em operações de perfuração com duplo gradiente, com pressão gerenciada e em operações de perfuração normais, com a capacidade de manter os estranguladores 112, 117, 123 e 132 posicionados no fundo do mar e na linha de retorno 342, bem como o distribuidor do estrangulador de superfície CM. Os sistemas de estrangulador submarino e de superfície podem ser ligados e totalmente redundantes. Isto retira a complexidade do fluido com dupla densidade (por exemplo, composição de fluido 150) existente na linha de retorno 342 durante as operações de controle de poço.

[000210] O sistema de tubo ascendente 100 permite operações com duplo gradiente, sem que o fluido de perfuração tenha que ser bombeado até a superfície desde o leito do mar, removendo a contrapressão do poço, com a capacidade de ter múltiplos pontos de injeção ao longo da linha de retorno

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342 até a superfície, e a flexibilidade de posicionar os módulos internos 202, 222, 224 e 226 em qualquer parte ao longo da coluna do tubo ascendente 206 desde a junta corrediça SJ até o pacote de tubo ascendente marinho inferior LMRP.

[000211] O sistema de tubo ascendente 100 possui a capacidade de possuir módulos múltiplos de vedação anular 222, 224 e 226 instalados na coluna do tubo ascendente 206, em qualquer um de suas combinações. Os selos 216, 218 e 220 nos módulos 222, 224 e 226 podem ser ativos ou passivos, sistema de controle ou operados por pressão de furo abaixo, e rotativos ou estáticos. Os alojamentos de módulo 268, 280, 282, 284 e 306 podem aceitar módulos fornecidos por qualquer fabricante, que sejam configurados de forma apropriada para os respectivos perfis internos, orifícios de selo, etc.

[000212] O sistema de tubo ascendente 100 permite um acesso total do poço através da coluna do tubo ascendente 206 quando os módulos 202, 222, 224 e 226 são removidos, por conseguinte, não impondo quaisquer restrições às operações ou procedimentos normais a partir de uma embarcação de perfuração flutuante. Em situações de emergência, os módulos 202, 222, 224 e 226 podem ser resgatados rapidamente e um operador pode operar ferramentas de desengate convencionais através da coluna do tubo ascendente 206.

[000213] O sistema de tubo ascendente 100 permite que todos os alojamentos de módulo 268, 280, 282, 284 e 306 sejam dispostos através da mesa rotativa RT como seções de tubo ascendente normais. Preferencialmente, não há necessidade da presença de pessoal para fazer as conexões ou instalar equipamentos na área de abertura do convés de um equipamento 238 para o sistema de tubo ascendente 100.

[000214] O sistema de tubo ascendente 100 propicia um monitoramento contínuo de taxas de escoamento, pressões, temperaturas, posições de válvula,

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 83/111 / 87 posições de estrangulador, integridade de válvula (por exemplo, mediante o monitoramento do diferencial de pressão através de válvulas) utilizando os sensores 21, 111, 118, 124, 131, 340, 336, 338 e 230. Os sensores são conectados a sistemas de controle submarinos e de superfície 119, 120 304, 142, 18 e 19 para monitorar e controlar todos os aspectos significativos do sistema de tubo ascendente 100.

[000215] O sistema de tubo ascendente 100 pode aceitar o deslocamento de um tubo ascendente interno 36, se necessário para aumentar a capacidade do diferencial de pressão da coluna do tubo ascendente 206 abaixo dos módulos de vedação anular 222, 224 e 226.

[000216] O sistema de tubo ascendente 100 pode utilizar luvas 35 e 48 para proteger as portas e os orifícios de selo 328, 330, 332, 334, e 360 presentes na coluna do tubo ascendente 206 quando os respectivos módulos não estão instalados. Os diâmetros internos das luvas 35 e 48 são preferencialmente pelo menos do mesmo diâmetro interno das juntas do tubo ascendente convencionais usadas na coluna do tubo ascendente 206.

[000217] O sistema de tubo ascendente 100 permite que os módulos de vedação anular 222, 224 e/ou 226 sejam instalados em qualquer ordem, e em qualquer combinação. Todos os módulos de vedação anular 222, 224 e/ou 226 podem ser posicionados abaixo da junta corrediça SJ.

[000218] Os perfis de travamento 358, 262, 266, 264 ou os acionadores de travamento 278 e os perfis 270, 272, 274 e 276, e os orifícios de selo 328, 330, 332, 334 e 360 podem ser padronizados de modo a permitirem uma interpermutabilidade entre os diferentes módulos e de diferentes tipos de módulos.

[000219] O módulo de válvula 202 pode ser usado em conjunto com um

BOP cego na estrutura de cabeça de poço 236 e/ou módulo de BOP 42 no sistema de tubo ascendente 100 para um isolamento redundante entre o furo do poço 346 e a superfície na coluna do tubo ascendente 206.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 84/111 / 87 [000220] Em particular, a descrição acima provê um sistema de tubo ascendente 100 que pode estar dotado de um módulo de válvula 202 que permite e impede seletivamente que ocorra um escoamento de fluido através de uma passagem de fluido 204, que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206.

[000221] Um dispositivo 208 pode fixar de modo liberável o módulo de válvula 202 na passagem de escoamento 204. O dispositivo de ancoramento 208 pode ser acionado desde um ponto submarino do lado de fora da coluna do tubo ascendente 206.

[000222] Outro dispositivo de ancoramento 210 pode fixar de modo liberável uma coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204. O dispositivo de ancoramento 210 pode impedir o deslocamento da coluna tubular 212 em relação à coluna do tubo ascendente 206 quando a pressão é aumentada em uma parte da coluna do tubo ascendente entre o módulo de válvula 202 e o selo 214, 216, 218 ou 220, entre a coluna tubular 212 e a coluna do tubo ascendente 206.

[000223] Um módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 pode vedar um espaço anular 228 existente entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212. O dispositivo de ancoramento 210 pode impedir o deslocamento da coluna tubular 212 em relação à coluna do tubo ascendente 206 quando a pressão é aumentada em uma parte da coluna do tubo ascendente entre o módulo de válvula 202 e o módulo de vedação anular 222, 224 ou 226. [000224] Como abordado acima, o sistema de tubo ascendente 100 pode incluir um ou mais módulos de vedação anular 222, 224 e 226, que veda o espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204. O módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 pode incluir um ou mais selos 216, 218 e 220 que se veda contra a coluna tubular 212, enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento 204. O selo 216 e 218 pode girar com a coluna

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 85/111 / 87 tubular 212. O selo 220 pode permanecer estacionário dentro da coluna do tubo ascendente 206 enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro do selo 220. O selo 218 pode ser seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular 212.

[000225] O sistema do tubo ascendente 100 pode estar dotado de pelo menos um sensor 230 que capta pelo menos um parâmetro para monitoramento da operação do módulo de válvula 202.

[000226] Um método de testar pressão de uma coluna de tubo ascendente 206 foi descrito, que pode incluir as etapas de: instalar um módulo de válvula 202 dentro de uma passagem de escoamento longitudinal interna 204 que se estende através da coluna do tubo ascendente 206; vedar o módulo de válvula 202 e, deste modo, impedir que fluido escoe através da passagem de escoamento 204; e aplicar um diferencial de pressão através do módulo de válvula vedado 202, e, deste modo, testar a pressão em pelo menos uma parte da coluna do tubo ascendente 206.

[000227] A etapa de instalar pode incluir fixar o módulo de válvula 202 em uma parte da passagem de escoamento 204 disposto entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente 206. A conexão de extremidade inferior 234 pode fixar a coluna do tubo ascendente 206 a uma estrutura de cabeça de poço submarina 236, e a conexão de extremidade superior 232 pode fixar a coluna do tubo ascendente 206 a uma estrutura de equipamento 238. A conexão de extremidade superior 232 pode fixar rigidamente a coluna do tubo ascendente à estrutura de equipamento 238. [000228] O método pode incluir ainda a etapa de instalar um módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 dentro da passagem de escoamento 204, com o módulo de vedação anular estando operativo para vedar um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e uma coluna tubular 212 posicionado dentro da passagem de escoamento 204. A etapa de aplicar um diferencial de pressão pode incluir aumentar a pressão dentro da passagem de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 86/111 / 87 escoamento 204 entre o módulo de válvula 202 e o módulo de vedação anular 222, 224 ou 226.

[000229] O método pode incluir ainda a etapa de instalar outro módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 dentro da passagem de escoamento 204, com um segundo módulo de vedação anular estando operativo para vedar o espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e uma coluna tubular 212 posicionado dentro da passagem de escoamento 204. A etapa de aplicar um diferencial de pressão pode incluir ainda aumentar a pressão dentro da passagem de escoamento 204 entre o módulo de válvula 202 e o segundo módulo de vedação anular 222, 224 ou 226.

[000230] O método pode incluir ainda a etapa de aumentar a pressão dentro da coluna do tubo ascendente 206 entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular 222, 224 e/ou 226, e, deste modo, testar a pressão da coluna do tubo ascendente entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular.

[000231] Na etapa de aplicar um diferencial de pressão, a parte da coluna do tubo ascendente 206 que é testada em relação à pressão pode estar entre o módulo de válvula 202 e uma conexão de extremidade 234 da coluna do tubo ascendente 206 que está fixa a uma estrutura de cabeça de poço 236. [000232] O método pode também incluir as etapas de: transportar uma coluna tubular 212 para dentro da passagem de escoamento 204; e vedar e fixar a coluna de perfuração em uma posição na passagem de escoamento, de modo que o escoamento de fluido seja impedido através de um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212, e a etapa de aplicar um diferencial de pressão pode incluir ainda aplicar uma pressão aumentada pela coluna tubular 212 até a parte da coluna do tubo ascendente 206 que está disposta entre o módulo de válvula 202 e a posição em que a coluna tubular 212 é vedada e fixado na passagem de escoamento 204. [000233] O método pode incluir ainda a etapa de utilizar pelo menos um

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 87/111 / 87 sensor 11, 124 e/ou 131 para monitorar a pressão dentro da parte do tubo ascendente durante a etapa de aplicar um diferencial de pressão.

[000234] Um método, também descrito acima, de construir um sistema de tubo ascendente 100. O método pode incluir as etapas de: instalar um módulo de válvula 202 em uma passagem de escoamento 204 que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206, o módulo de válvula 202 estando operativa para permitir e impedir seletivamente que um fluido escoe através da passagem de escoamento 204; e instalar pelo menos um módulo de vedação anular 222, 224 e/ou 226 na passagem de escoamento, o módulo de vedação anular estando operativo para impedir que um fluido escoe através de um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e uma coluna tubular 212 posicionado na passagem de escoamento 204.

[000235] O método pode incluir as etapas de prover uma posição interna 240 para vedar e fixar o módulo de válvula 202 na passagem de escoamento 204, e prover uma outra posição 242 e 244 e/ou 246 para vedar e fixar o módulo de vedação anular 222, 224 e 226 na passagem de escoamento, e, na qual uma dimensão interna mínima de diâmetro interno da coluna do tubo ascendente 206 em cada uma destas posições 240, 242, 244 e 246 é pelo menos tão grande quanto uma dimensão interna mínima da coluna do tubo ascendente entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente.

[000236] A etapa de instalar o módulo de válvula 202 e o módulo de vedação anular 22, 224 e 226 também pode cada um deles incluir o acionamento de um dispositivo de ancoramento 208, 248, 250 e 252 para fixar o respectivo módulo em relação à coluna do tubo ascendente 206. A etapa de acionar pode incluir engatar um membro de travamento 254, 258, 260 do respectivo módulo 202, 222, 224 e 226 com um perfil interno correspondente 262, 264 e 266 existente na coluna do tubo ascendente 206. A etapa de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 88/111 / 87 acionar pode incluir o deslocamento de um membro de travamento respectivo 254, 256, 258 e 260 para engate com um perfil externo correspondente 270, 272, 274 e 276 existente no módulo respectivo 202, 222, 224 e 226, e em que um acionador respectivo 278 sobre uma parte externa da coluna do tubo ascendente 206 ocasiona um deslocamento do respectivo membro de travamento 254, 256, 258 e 260.

[000237] O método pode incluir as etapas de: interconectar um alojamento de módulo de válvula 280 como parte da coluna do tubo ascendente 206; e interconectar um alojamento de módulo de vedação anular 282, 284 e/ou 306 como parte da coluna do tubo ascendente. Cada uma das etapas de interconexão pode incluir um deslocamento do alojamento de módulo respectivo 280, 282, 284 e 306 através de uma mesa rotativa RT. A etapa de deslocamento pode incluir o deslocamento do alojamento de módulo respectivo 280, 282, 284 e 306 através da mesa rotativa RT com pelo menos uma entre as válvulas 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e/ou 134, e um acumulador 56 conectado externamente ao alojamento de módulo respectivo 280, 282, 284 e 306.

[000238] A coluna do tubo ascendente 206 pode incluir uma parte 308 ou seção 30 contendo pelo menos uma válvula 310, 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e/ou 134, pelo menos um acumulador 312 e/ou 56, e pelo menos um acionador 314 e/ou 278 conectado externamente à parte do tubo ascendente para operação da válvula e dos módulos de vedação anular 202, 222, 224 e/ou 226. O método pode incluir ainda a etapa de deslocar a parte do tubo ascendente 308 ou a seção 30 com a válvula conectada externamente 310, 113, 114, 115, 116, 121, 122, 133 e/ou 134, o acumulador 312 e/ou 56 e o acionador 314 e/ou 278 através de uma mesa rotativa RT.

[000239] O método pode incluir a etapa de conectar as linhas de controle hidráulicas 90, 316 e 318 externamente em relação à coluna do tubo ascendente 206 para a operação da válvula e dos módulos de vedação anular

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202, 222, 224 e/ou 226, e conectar as linhas de controle hidráulicas a um sistema de controle hidráulico submarino 304 localizado na parte externa da coluna do tubo ascendente 206. O método também pode incluir a etapa de deslocar o sistema de controle hidráulico 304 usando um veículo submarino operado por controle remoto 320.

[000240] O método pode incluir a etapa de conectar uma linha de suprimento hidráulica 90 e uma linha de controle elétrica 89 entre o sistema de controle hidráulico submarino 304 e um sistema de controle hidráulico de superfície 18. Os sinais para operar o sistema de controle hidráulico submarino 304 de modo a suprir seletivamente de fluido hidráulico para operar a válvula e os módulos de vedação anular 202, 222, 224 e/ou 226 podem ser diversificados na linha de controle elétrica 89.

[000241] O método pode incluir a etapa de conectar pelo menos uma linha de suprimento de lubrificante 53 ou 322 na parte de fora da coluna do tubo ascendente 206 para lubrificar um conjunto de mancal 324 do módulo de vedação anular 202, 222, 224. O método pode incluir a etapa de conectar pelo menos uma linha de retorno de lubrificante 326 na parte de fora da coluna do tubo ascendente 206 para retornar lubrificante proveniente do conjunto de mancal 324.

[000242] O módulo de vedação anular 202, 222, 224 e 226 inclui pelo menos um selo 216, 218 e 220, que se vedam contra a coluna tubular 212, enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento 204. O selo 216 ou 218 pode girar com a coluna tubular 212. O selo 220 pode permanecer estacionário dentro da coluna do tubo ascendente 206 enquanto que a coluna tubular está girando dentro do selo 220. O selo 218 pode ser seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular 212.

[000243] As etapas de instalar a válvula e o módulo de vedação anular 202, 222, 224, 226 podem incluir vedar o respectivo módulo em um orifício

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 90/111 / 87 de selo correspondente 328, 330, 332 e 334 existente dentro da coluna do tubo ascendente 206. O método também pode incluir as etapas de resgatar uma luva de orifício de selo respectiva 35 e 48 de dentro do orifício de selo respectivo 328, 330, 332 e 334 antes das etapas de instalar um respectivo da válvula e dos módulos de vedação anular 202, 222, 224 e 226.

[000244] O método pode incluir a etapa de resgatar uma luva de orifício de selo 35 e 48 de dentro da coluna do tubo ascendente 206 antes da etapa de instalar o módulo de válvula 202. O método pode incluir também a etapa de resgatar uma luva de orifício de selo 35 e 48 de dentro da coluna do tubo ascendente 206 antes da etapa de instalar o módulo de vedação anular 222, 224 e 226.

[000245] O método pode incluir utilizar pelo menos um sensor 111, 118, 124 e 131 para monitorar a pressão na passagem de escoamento 204 entre o módulo de válvula 202 e o módulo de vedação anular 222, 224 ou 226. O método pode incluir utilizar pelo menos um sensor 230, 336, 338 e 340 para monitorar pelo menos um parâmetro indicativo de uma característica de desempenho de pelo menos um entre a válvula e os módulos de vedação anular 202, 222, 224 e 226.

[000246] Um método de perfuração também está descrito, que pode incluir as etapas de: conectar um conduto injetor 11 na parte de fora de uma coluna do tubo ascendente 206, de modo que o conduto injetor esteja em comunicação com uma passagem de escoamento interna 204 que se estende longitudinalmente através da coluna do tubo ascendente 206; instalar um módulo de vedação anular 222, 224 e 226 na passagem de escoamento 204, o módulo de vedação anular ficando posicionado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente 206; transportando uma coluna tubular 212 para dentro da passagem de escoamento 204; vedar um espaço anular 228 entre a coluna tubular 212 e a coluna do tubo ascendente 206 utilizando o módulo de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 91/111 / 87 vedação anular 222, 224 e 226; girar a coluna tubular 212 para, deste modo, girar uma broca de perfuração localizada em uma extremidade distal da coluna tubular, o módulo de vedação anular 222, 224 e 226 vedando o espaço anular 228 durante a etapa de girar; escoar um fluido de perfuração 81 do espaço anular 228 até um local de superfície; e injetar uma composição de fluido 150 contendo uma densidade menor do que aquela do fluido de perfuração para dentro do espaço anular 228 através do conduto injetor 11. [000247] Na etapa de injetar, a composição de fluido 150 pode incluir um gás nitrogênio. A composição de fluido 150 pode incluir esferas de vidro ocas. A composição de fluido 150 pode incluir uma mistura de líquido e gás. [000248] A coluna do tubo ascendente 206 pode incluir uma parte 1 contendo pelo menos uma válvula 8, 3a, 3b, 6^a e 6b, pelo menos um acumulador 5 e 15 e pelo menos um acionador 4a,4b e 6b conectado externamente à parte do tubo ascendente para controlar a injeção da composição de fluido 150. O método pode incluir o deslocamento da parte do tubo ascendente 1 com a válvula conectada externamente 8, 3a, 3b, 6a e 6b, o acumulador 5 e 15 e o acionador 4a e 4b, através de uma mesa rotativa RT. [000249] O método pode incluir as etapas de conectar linhas de controle hidráulicas 7, 9 e 17 na parte externa da coluna do tubo ascendente 84 e 206 para controlar a injeção da composição de fluido 150, e conectar as linhas de controle hidráulicas a um sistema de controle hidráulico submarino 142 localizado externamente em relação à coluna do tubo ascendente 84 e 206. O método pode incluir deslocar o sistema de controle hidráulico 142 utilizando um veículo submarino operado por controle remoto 320. O método também pode incluir conectar uma linha de suprimento hidráulica 9 e uma linha de controle elétrica 20 entre o sistema de controle hidráulico submarino 142 e o sistema de controle hidráulico de superfície 18. Os sinais para operar o sistema de controle hidráulico submarino 142 de modo a suprir seletivamente de fluido hidráulico para controlar a injeção da composição de fluido 150

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 92/111 / 87 podem ser diversificados na linha de controle elétrica 20.

[000250] O método pode incluir utilizar pelo menos um sensor 21 para monitorar a pressão no conduto injetor 11.

[000251] Um método de perfuração também é descrito, e que pode incluir as etapas de: conectar uma linha de retorno de fluido de perfuração 88, 194 e 342 na parte externa de uma coluna do tubo ascendente 84 e 206, de modo que a linha de retorno de fluido de perfuração fique em comunicação com uma passagem de escoamento interna 204 que se estende longitudinalmente através da coluna do tubo ascendente; instalar um módulo de vedação anular 222, 224 e 226 na passagem de escoamento 204, ficando o módulo de vedação anular posicionado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade 232 e 234 da coluna do tubo ascendente; transportando uma coluna tubular 212 para dentro da passagem de escoamento 204; vedar um espaço anular 228 entre a coluna tubular 212 e a coluna do tubo ascendente 206 utilizando o módulo de vedação anular 222, 224 e 226; girar a coluna tubular 212 para, desde modo, girar a broca de perfuração 348 localizada em uma extremidade distal da coluna tubular, o módulo de vedação anular 222, 224 e 226 vedando o espaço anular 228 durante a etapa de girar; e escoar um fluido de perfuração 81 proveniente do espaço anular 228 para um local de superfície através da linha de retorno de fluido de perfuração 342, a etapa de escoar incluindo variar uma restrição de escoamento através de um estrangulador submarino 112, 117, 123 e 132 conectado externamente à coluna do tubo ascendente 206 para, deste modo, manter uma pressão de furo abaixo desejada.

[000252] A etapa de variar a restrição de escoamento pode incluir variar automaticamente a restrição de escoamento sem intervenção humana para, deste modo, manter a pressão de furo abaixo desejada.

[000253] A coluna do tubo ascendente 206 pode incluir uma parte 308 contendo pelo menos uma válvula 310, pelo menos um acumulador 312 e

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 93/111 / 87 pelo menos um acionador 314 conectado externamente em relação à parte do tubo ascendente, para operar o estrangulador submarino 112, 117, 123 e 132. O método pode incluir o deslocamento da parte do tubo ascendente 308 com a válvula conectada externamente 310, o acumulador 312 e o acionador 314 através de uma mesa rotativa RT.

[000254] O método pode incluir conectar as linhas de controle hidráulicas 87 e 93 na parte externa da coluna do tubo ascendente 84 e 206 para controlar a operação do estrangulador 112, 117, 123 e 132, e para conectar as linhas de controle hidráulicas a um sistema de controle hidráulico submarino 119 e 120 na parte externa da coluna do tubo ascendente 84 e 206. O método pode incluir conectar as linhas de controle hidráulicas 87 e 93 e pelo menos uma linha de controle elétrica 186 e 192 entre o sistema de controle hidráulico submarino 119 e 120 e um sistema de controle hidráulico de superfície 18. Os sinais para operar o sistema de controle hidráulico submarino 119 e 120 de modo a suprir seletivamente de fluido hidráulico para controlar a operação do estrangulador 112, 117, 123 e 132 diversificados na linha de controle elétrica 186 e 192.

[000255] O método pode incluir utilizar pelo menos um sensor 111, 118, 124 e 131 para monitorar a pressão na linha de retorno de fluido de perfuração 88 e 194.

[000256] Outro método de perfuração é descrito, e que pode incluir as etapas de: instalar um primeiro módulo de vedação anular 222, 224 e 226 em uma passagem de escoamento interna 204 que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206, ficando o módulo de vedação anular 222, 224 e 226 fixado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente; vedar um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e uma coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204 utilizando o primeiro módulo de vedação anular 222, 224 e 226, sendo o fechamento realizado enquanto a

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 94/111 / 87 coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento; e então transportar um segundo módulo de vedação anular 222, 224 e 226 para dentro da passagem de escoamento 204 na coluna tubular 212.

[000257] A coluna tubular 212 pode permanecer na passagem de escoamento 204 entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente 206 continuamente entre as etapas de vedar e de transportar.

[000258] O método pode incluir o fechamento do espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e da coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204 utilizando o segundo módulo de vedação anular 222, 224 e 226, enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento.

[000259] O segundo módulo de vedação anular 222, 224 e 226 pode incluir pelo menos um selo 216, 218 e 220 que se veda contra a coluna tubular 212 enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento 204. O selo 216 e 218 pode girar dentro da coluna tubular 212. O selo 220 pode permanecer estacionário dentro da coluna do tubo ascendente 206 enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro do selo. O selo 218 pode ser seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular 212.

[000260] O método pode incluir a utilização de pelo menos um sensor 118, 124 e 131 para monitorar a pressão na passagem de escoamento 204 entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular 222, 224 e 226. [000261] Um outro método é descrito, e que pode incluir as etapas de: instalar módulos múltiplos 202, 222, 224 e/ou 226 em uma passagem de escoamento interna 204 que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206, ficando os módulos instalados na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente; inserir uma coluna tubular 212 através de uma parte interna

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 95/111 / 87 de cada um dos módulos 202, 222, 224 e/ou 226; e depois, simultaneamente resgatar os módulos múltiplos 202, 222, 224 e/ou 226 da passagem de escoamento interna 204 na coluna tubular 212.

[000262] A etapa de resgatar pode incluir operar dispositivos de ancoramento 208, 248, 250 e 252 para que os respectivos módulos, deste modo, liberem os módulos 202, 222, 224 e 226 para um deslocamento em relação à coluna do tubo ascendente 206. Cada um dos dispositivos de ancoramento 208, 248, 250 e 252 pode incluir um acionador 278 conectado externamente à coluna do tubo ascendente 206. Pelo menos um dos dispositivos de ancoramento 278 pode ser operável por um veículo submarino operado por controle remoto 320 desde uma parte externa da coluna do tubo ascendente 206.

[000263] Os módulos 202, 222, 224 e 226 podem incluir pelo menos um módulo de vedação anular 222, 224 e 226 que veda um espaço anular 228 entre a coluna tubular 212 e a coluna do tubo ascendente 206. Os módulos 202, 222, 224 e 226 podem incluir pelo menos um módulo de válvula 202 que permite e impede seletivamente um escoamento de fluido através da passagem de escoamento 204.

[000264] Um método de perfuração é descrito acima, e que inclui as etapas de: vedar um espaço anular 228 entre uma coluna tubular 212 e uma coluna de tubo ascendente 206; escoar fluido de perfuração do espaço anular até um local de superfície através de uma linha de retorno de fluido de perfuração 342; e injetar uma composição de fluido 150 contendo uma densidade menor do que aquela do fluido de perfuração para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração através de um conduto injetor 11.

[000265] A composição de fluido 150 pode incluir um gás nitrogênio, esferas de vidro ocas e/ou uma mistura de líquido e gás.

[000266] A etapa de injetar pode incluir selecionar de entre múltiplos pontos de conexão entre a linha de retorno de fluido de perfuração 342 e o

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 96/111 / 87 conduto injetor 11 para injetar a composição de fluido 150 para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração.

[000267] O método pode incluir as etapas de conectar linhas de controle hidráulicas 7, 9 e 17 na parte externa da coluna do tubo ascendente 206 para controlar a injeção da composição de fluido 150, e conectar as linhas de controle hidráulicas a um sistema de controle hidráulico submarino 142 localizado na parte externa da coluna do tubo ascendente 206.

[000268] A etapa de injetar pode incluir injetar a composição de fluido 150 para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração 342 a jusante de um estrangulador submarino 112, 117, 123 ou 132 que regula de modo variável o escoamento através da linha de retorno de fluido de perfuração. A etapa de injetar pode incluir injetar a composição de fluido 150 para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração 342 em um local entre um local de superfície e um estrangulador submarino 112, 117, 123 ou 132 interconectado na linha de retorno de fluido de perfuração.

[000269] Um método de perfuração descrito acima que inclui as etapas de: instalar um módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 em uma passagem de escoamento 204 que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206, ficando o módulo de vedação anular fixado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente; então transportando um segundo módulo de vedação anular 222, 224 ou 226 para dentro da passagem de escoamento 204; e vedar um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente e uma coluna tubular 212 na passagem de escoamento utilizando o primeiro e segundo módulos de vedação anular.

[000270] A etapa de fechamento pode incluir vedar o espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204, utilizando o primeiro e segundo módulos de vedação anular

222, 224 e 226, enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 97/111 / 87 escoamento.

[000271] Cada um dos módulos de vedação anular pode incluir pelo menos um selo 216, 218 e 220 que se veda contra a coluna tubular 212, enquanto a coluna tubular está girando dentro da passagem de escoamento 204. O selo 216 e 218 pode girar com a coluna tubular 212. O selo 220 pode permanecer estacionário dentro da coluna do tubo ascendente 206, enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro do selo. O selo 218 pode ser seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular 212.

[000272] O método pode incluir a etapa de utilizar pelo menos um sensor 118, 124 e 131 para monitorar a pressão na passagem de escoamento entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular 222, 224 e 226. [000273] Outro método de perfuração descrito acima inclui as etapas de: instalar um módulo de vedação anular 222, 224 e 226 em uma passagem de escoamento 204 que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente 206, ficando o módulo de vedação anular fixado na passagem de escoamento entre as conexões de extremidade opostas 232 e 234 da coluna do tubo ascendente; depois transportando em uma coluna tubular 212 pelo menos um selo 216, 218 e 220 para dentro do módulo de vedação anular 222, 224 e 226; e vedar um espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212 na passagem de escoamento 204, utilizando o selo 216, 218 e 220, sendo a etapa de vedar realizada enquanto um broca de perfuração 348 está girando na coluna tubular 212.

[000274] O método pode incluir também as etapas de instalar outro módulo de vedação anular 222, 224 e 226 na passagem de escoamento 204, e então transportando na coluna tubular 212 pelo menos um outro selo 216, 218 e 220 para dentro de um módulo de vedação anular.

[000275] Um método pode incluir ainda a etapa de vedar o espaço anular 228 entre a coluna do tubo ascendente 206 e a coluna tubular 212 na

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 98/111 / 87 passagem de escoamento 204, utilizando o primeiro módulo de vedação anular 222, 224 e 226, enquanto a broca de perfuração 348 está girando. [000276] O primeiro selo 216, 218 e 220 pode se vedar contra a coluna tubular 212 enquanto a broca de perfuração 348 está girando. O primeiro selo 216, 218 e 220 pode girar com a coluna tubular 212 enquanto a coluna tubular está girando com a broca de perfuração 348. O primeiro selo 216, 218 e 220 pode permanecer estacionário dentro da coluna do tubo ascendente 206 enquanto a coluna tubular 212 está girando dentro do primeiro selo. O primeiro selo 216, 218 e 220 pode ser seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular 212.

[000277] O método pode incluir a etapa de resgatar na coluna tubular 212 o primeiro selo 216, 216 e 220 que está localizado na coluna de perfuração.

[000278] A coluna tubular 212 pode ou não girar durante as operações de perfuração. Por exemplo, se for usado um motor de lama (que gira uma broca de perfuração sobre uma extremidade de uma coluna tubular em resposta à circulação de lama ou de outro fluido de perfuração através do motor), as operações de perfuração podem ser realizadas sem girar a coluna tubular 212. Os módulos de vedação anular 222, 224 e 226 podem bloquear o espaço anular 228 gire a coluna tubular 212 ou não durante as operações de perfuração, completação, estimulação, etc.

[000279] Embora versões específicas tenham sido mostradas e descritas, podem ser feitas modificações por um técnico na técnica sem se afastar do espírito ou preceito desta invenção. As versões descritas neste documento são apenas exemplos e não são limitativas. Muitas variações e modificações são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Assim, o escopo de proteção não está limitado às versões descritas, e sim limitado pelas reivindicações apensas, escopo este que incluirá todos os equivalentes da matéria das reivindicações.

Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 99/111 / 87 [000280] Certamente, uma pessoa versada na técnica poderia, após uma cuidadosa apreciação da descrição acima das versões representativas da invenção, concluir que muitas modificações, inclusões, substituições, exclusões e outras mudanças podem ser feitas nas versões específicas, e estas mudanças são contempladas pelos princípios da presente invenção. Desta maneira, a descrição detalhada precedente deve ser claramente compreendida somente à guisa de ilustração e exemplo, o espírito e o escopo da presente invenção somente se limita às reivindicações apensas e seus equivalentes.

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Claims (43)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de tubo ascendente (100), compreendendo:

   uma coluna do tubo ascendente (206) se estendendo entre um dispositivo de prevenção de explosão e um desviador, em que a coluna do tubo ascendente guia uma coluna tubular (212) dentro do furo do poço (346);

   um alojamento de módulo de válvula (280) compreendendo uma seção da coluna do tubo ascendente (206) e interconectado à coluna do tubo ascendente, em que o alojamento (280) forma uma parte longitudinal da coluna do tubo ascendente (206);

   um módulo de válvula (202) fixo e selado de forma liberável dentro do alojamento (280), o módulo de válvula permitindo e impedindo seletivamente escoamento de fluido através da coluna do tubo ascendente (206), caracterizado pelo fato de que pelo menos um do alojamento e do módulo de válvula inclui um primeiro dispositivo de ancoramento (208), o qual fixa de modo liberável o módulo de válvula (202) dentro do alojamento (280), permitindo a instalação e resgate do módulo de válvula (202) enquanto o alojamento (280) permanece interconectado na coluna do tubo ascendente (206).
2. 2. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação

   1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um segundo dispositivo de ancoramento (210) que fixa de modo liberável a coluna tubular (212) na coluna do tubo ascendente (206).
3. 3. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação

   2, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo de ancoramento (210) impede o deslocamento da coluna tubular (212) em relação à coluna do tubo ascendente (206) quando a pressão é aumentada em uma parte da coluna do tubo ascendente (206) entre o módulo de válvula (202) e um selo (214, 216, 218, 220), e entre a coluna tubular (212) e a coluna do tubo ascendente (206).

   Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 101/111

   2 / 10
4. 4. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um módulo de vedação anular (222, 224, 226) que veda um espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e a coluna tubular (212), e em que o segundo dispositivo de ancoramento (210) impede o deslocamento da coluna tubular (212) em relação à coluna do tubo ascendente (206) quando a pressão é aumentada em uma parte da coluna do tubo ascendente (206) entre o módulo de válvula (202) e o módulo de vedação anular (214, 216, 218, 220).
5. 5. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um módulo de vedação anular (222, 224, 226) que veda um espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e a coluna tubular (212).
6. 6. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação

   5, caracterizado pelo fato de que o módulo de vedação anular (222, 224, 226) possui pelo menos um selo (216, 218, 220) que veda contra a coluna tubular (212) enquanto a coluna tubular (212) está girando dentro da coluna do tubo ascendente (206).
7. 7. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação

   6, caracterizado pelo fato de que o selo (216, 218) gira junto com a coluna tubular (212).
8. 8. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o selo (220) permanece estacionário dentro da coluna do tubo ascendente (206) enquanto a coluna tubular (212) está girando dentro do selo (220).
9. 9. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o selo (218) é seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular (212).
10. 10. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de ancoramento (208)

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 102/111

    3 / 10 é acionado a partir de um local submarino na parte externa da coluna do tubo ascendente (206).
11. 11. Sistema de tubo ascendente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um sensor (230) que capta pelo menos um parâmetro para monitorar a operação do módulo de válvula (202).
12. 12. Método de testar a pressão de uma coluna de tubo ascendente (206), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    instalar um módulo de válvula (202) dentro de uma passagem de escoamento longitudinal interna (204) que se estende através da coluna do tubo ascendente (206) entre um dispositivo de prevenção de explosão e um desviador;

    vedar o módulo de válvula (202) para, deste modo, impedir o escoamento de fluido através da passagem de escoamento (204);

    fixar uma coluna tubular (212) dentro da coluna do tubo ascendente (206) por um dispositivo de ancoramento em engate com a coluna de tubo ascendente (206) e aplicar um diferencial de pressão através do módulo de válvula (202) vedado por meio da coluna tubular (212), para, deste modo, testar a pressão de pelo menos uma parte da coluna do tubo ascendente (206).
13. 13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalar compreender ainda fixar o módulo de válvula (202) em uma parte da passagem de escoamento (204) disposta entre o dispositivo de prevenção de explosão e o desviador.
14. 14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de instalar um primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226) dentro da passagem de escoamento (204), o primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226) sendo operacional para vedar um espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e uma

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 103/111

    4 / 10 coluna tubular (212) posicionadas dentro da passagem de escoamento (204).
15. 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar diferencial de pressão compreende ainda aumentar a pressão dentro da passagem de escoamento (204) entre o módulo de válvula (202) e o primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226).
16. 16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de instalar um segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226) dentro da passagem de escoamento (204), o segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226) sendo operacional para vedar o espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e a coluna tubular (212) posicionadas dentro da passagem de escoamento (204).
17. 17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar diferencial de pressão compreende ainda aumentar a pressão dentro da passagem de escoamento (204) entre o módulo de válvula (202) e o segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226).
18. 18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de aumentar a pressão na coluna do tubo ascendente (206) entre os primeiro e segundo módulos de vedação anular (222, 224, 226), testando, deste modo, a pressão da coluna do tubo ascendente (206) entre o primeiro e o segundo módulos de vedação anular (222, 224, 226).
19. 19. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que na etapa de aplicar diferencial de pressão, a parte da coluna do tubo ascendente (206) está localizada entre o módulo de válvula (202) e uma conexão de extremidade (234) da coluna do tubo ascendente que está fixada ao dispositivo de prevenção de explosão.
20. 20. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de:

    vedar a coluna tubular (212) em uma posição na passagem de

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 104/111

    5 / 10 escoamento (204), de modo que o escoamento de fluido seja evitado através de um espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e a coluna tubular (212), onde a etapa de aplicar diferencial de pressão compreende ainda aplicar pressão aumentada por meio da coluna tubular (212) na parte da coluna do tubo ascendente (206) que está disposta entre o módulo de válvula (202) e a posição em que a coluna tubular (212) está vedado e fixado na passagem de escoamento (204).
21. 21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de utilizar pelo menos um sensor (111, 118, 124, 131) para monitorar a pressão dentro da parte do tubo ascendente durante a etapa de aplicar diferencial de pressão.
22. 22. Método de perfuração, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    instalar pelo menos um módulo de vedação anular (222, 224, 226) e pelo menos um módulo de válvula (202) dentro de uma passagem de escoamento interna (204) que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente (206), estando os módulos (202, 222, 224, 226) instalados dentro da passagem de escoamento (204) entre as conexões de extremidade opostas (232, 234) da coluna do tubo ascendente, em que o módulo de vedação anular (222, 224, 226) inclui um selo (216, 218, 220) que veda um espaço anular (228) entre uma coluna tubular (212) e a coluna do tubo ascendente (206), e em que o módulo de válvula (202) inclui uma válvula que permite e previne seletivamente escoamento de fluido através da passagem de escoamento (204);

    inserir a coluna tubular (212) através de uma parte interna de cada um dos módulos (202, 222, 224, 226); e depois resgatar simultaneamente os módulos (202, 222, 224,

    226) desde a passagem de escoamento (204) na coluna tubular (212).

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 105/111

    6 / 10
23. 23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a etapa de resgatar compreende ainda operar os dispositivos de ancoramento (208, 248, 250, 252) para os respectivos módulos para, deste modo, liberar os módulos (202, 222, 224, 226) para serem deslocados em relação à coluna do tubo ascendente (206).
24. 24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que cada um dos dispositivos de ancoramento (208, 248, 250, 252) possui um atuador (278) conectado externamente à coluna do tubo ascendente (206).
25. 25. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos dispositivos de ancoramento (208, 248, 250, 252) é operado por um veiculo submarino operado por controle remoto (320) a partir de uma parte externa da coluna do tubo ascendente (206).
26. 26. Método de perfuração, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    instalar uma seção de tubo ascendente (30) em uma coluna do tubo ascendente (206) articulada, a seção de tubo ascendente incluindo pelo menos um selo (216, 218, 220);

    vedar um espaço anular (228) entre uma coluna tubular (212) e uma coluna de tubo ascendente (206) por meio do pelo menos um selo (216, 218, 220);

    escoar um fluido de perfuração proveniente do espaço anular (228) na coluna do tubo ascendente (206) para um local de superfície por meio da linha de retorno de fluido de perfuração (88, 194, 342) externa à coluna do tubo ascendente (206), em que uma taxa de escoamento do fluido de perfuração dentro da linha de retorno de fluido de perfuração é variada por meio de um estrangulador submarino (112, 117, 123, 132), desse modo regulando a contrapressão no espaço anular (228); e injetar uma composição de fluido (150) com uma densidade

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 106/111

    7 / 10 menor do que a do fluido de perfuração para dentro da linha de retorno de fluido de perfuração (88, 194, 342) por meio de um conduto injetor (11).
27. 27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que na etapa de injetar, a composição de fluido compreende o gás nitrogênio.
28. 28. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que na etapa de injetar, a composição de fluido compreende esfera de vidro oca.
29. 29. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que na etapa de injetar, a composição de fluido compreende uma mistura de líquido e gás.
30. 30. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a etapa de injetar compreende selecionar entre múltiplos pontos de conexão entre a linha de retorno de fluido de perfuração (342) e o conduto injetor (11) para injetar a composição de fluido (150) dentro da linha de retorno de fluido de perfuração (88, 194, 342).
31. 31. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de conectar as linhas de controle hidráulicas (7. 9, 17) externamente à coluna do tubo ascendente (206) para controlar a injeção da composição de fluido (150), e conectar as linhas de controle hidráulicas a um sistema de controle hidráulico submarino (142) localizado na parte externa da coluna de tubo ascendente (206).
32. 32. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a etapa de injetar compreende ainda injetar a composição de fluido (150) na linha de retorno de fluido de perfuração (342) a jusante de um estrangulador submarino (112, 117, 123, 132) que regula de modo variável um escoamento através da linha de retorno de fluido de perfuração.
33. 33. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a etapa de injetar compreende ainda injetar uma composição

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 107/111

    8 / 10 de fluido (150) na linha de retorno de fluido de perfuração (342) em uma posição entre um local de superfície e um estrangulador submarino (112, 117, 123, 132) interconectado em uma linha de retorno de fluido de perfuração (342).
34. 34. Método de perfuração, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    instalar um primeiro módulo de vedação anular (222. 224. 226) dentro de uma passagem de escoamento interna (204) que se estende longitudinalmente através de uma coluna de tubo ascendente (206), ficando o primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226) fixo dentro da passagem de escoamento (204) entre as conexões de extremidade opostas (232, 234) da coluna do tubo ascendente, e o primeiro módulo de vedação anular incluindo um primeiro perfil receptor de selo (272, 274, 276);

    instalar um segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226) dentro da passagem de escoamento (204), o segundo módulo de vedação anular sendo fixado dentro da passagem de escoamento (204) entre as conexões de extremidade opostas (232, 234) da coluna do tubo ascendente, e o segundo módulo de vedação anular incluindo um segundo perfil receptor de selo (272, 274, 276);

    instalar um primeiro selo (216, 218, 220) dentro do primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226), enquanto o primeiro módulo de vedação anular permanece na passagem de escoamento (204);

    instalar um segundo selo (216, 218, 220) dentro do segundo módulo de vedação anular (216, 218, 220), enquanto o segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226) permanece na passagem de escoamento (204);

    engatar vedavelmente uma coluna tubular (212) dentro da passagem de escoamento com o primeiro e o segundo selos (216, 218, 220);

    resgatar o primeiro selo (216, 218, 220) do primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226) enquanto o primeiro módulo de vedação

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 108/111

    9 / 10 permanece na passagem de escoamento (204); e resgatar o segundo selo (216, 218, 220) do segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226) enquanto o segundo módulo de vedação anular permanece na passagem de escoamento (204).
35. 35. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo módulos de vedação anular (222, 224, 226) vedam um espaço anular (228) entre a coluna do tubo ascendente (206) e a coluna tubular (212).
36. 36. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a coluna tubular (212) gira dentro da passagem de escoamento (204) enquanto os primeiro e segundo selos (216, 218, 220) engatam vedavelmente a coluna tubular (212).
37. 37. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os primeiro e o segundo selos gira (216, 218, 220) junto com a coluna tubular (212).
38. 38. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo selos (216, 218, 220) permanece estacionário dentro da coluna do tubo ascendente (206) enquanto a coluna tubular (212) gira.
39. 39. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os primeiro e segundo o selos (212) é seletivamente extensível radialmente em contato de vedação com a coluna tubular (212).
40. 40. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de utilizar pelo menos um sensor (111, 118, 124, 131) para monitorar a pressão dentro da passagem de escoamento (204) entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular (222, 224, 226).
41. 41. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado

    Petição 870170101441, de 22/12/2017, pág. 109/111

    10 / 10 pelo fato de que cada um entre o primeiro e segundo módulos de vedação anular (222, 224, 226) possui pelo menos um membro de travamento seletivo (254, 256, 258, 260) que engata seletivamente somente um respectivo entre os múltiplos perfis receptores de módulos (262, 264, 266) correspondentes na coluna do tubo ascendente (206).
42. 42. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o primeiro selo (216, 218, 220) inclui um primeiro membro de travamento seletivo (254, 256, 258, 260) que engata seletivamente o primeiro perfil (262, 264, 266) receptor de selo no primeiro módulo de vedação anular (222, 224, 226).
43. 43. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o segundo selo (216, 218, 220) inclui um segundo membro de travamento seletivo (254, 256, 258, 260) que engata seletivamente o segundo perfil (262, 264, 266) receptor de selo no segundo módulo de vedação anular (222, 224, 226).

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