BRPI0814738B1

BRPI0814738B1 - Sistema para processar fluidos de perfuração em operações submarinas, sistema para uso na perfuração de um furo de poço em uma localização fora da costa, e, método para perfuração fora da costa

Info

Publication number: BRPI0814738B1
Application number: BRPI0814738-8A
Authority: BR
Inventors: E. Smith David; Lennart Rolland Nils; Hufthammer Harald; Stave Roger
Original assignee: Agr Subsea, Inc.
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2018-05-22
Also published as: WO2009018448A3; DK2185784T3; US7913764B2; AU2008282100A1; EP2185784A4; MY156011A; AU2008282100B2; EP2185784B1; WO2009018448A2; BRPI0814738A2; US20090032301A1; WO2009018448A9; EP2185784A2; MX2010001308A

Description

(54) Título: SISTEMA PARA PROCESSAR FLUIDOS DE PERFURAÇÃO EM OPERAÇÕES SUBMARINAS, SISTEMA PARA USO NA PERFURAÇÃO DE UM FURO DE POÇO EM UMA LOCALIZAÇÃO FORA DA COSTA, E, MÉTODO PARA PERFURAÇÃO FORA DA COSTA (51) Int.CI.: E21B 15/02; E21B 7/12 (30) Prioridade Unionista: 02/08/2007 US 11/833010 (73) Titular(es): AGR SUBSEA, INC.

(72) Inventor(es): DAVID E. SMITH; NILS LENNART ROLLAND; HARALD HUFTHAMMER; ROGER STAVE / 13 “SISTEMA PARA PROCESSAR FLUIDOS DE PERFURAÇÃO EM OPERAÇÕES SUBMARINAS, SISTEMA PARA USO NA PERFURAÇÃO DE UM FURO DE POÇO EM UMA LOCALIZAÇÃO FORA DA COSTA, E, MÉTODO PARA PERFURAÇÃO FORA DA COSTA”

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [001] Modos de realização da invenção referem-se a sistemas de retorno de lama sem tubo de elevação utilizados na indústria de produção de petróleo. Mais particularmente, modos de realização da invenção referem-se a um novo sistema e método para retornar lama sem tubo de elevação usando uma bomba submarina suspensa ao longo de uma linha de retorno de lama rígida.

[002] Geralmente, a fase inicial da construção de um poço submarino é a perfuração a partir do topo e envolve perfuração em formações rasas antes da instalação de uma válvula de segurança submarina. Durante a perfuração convencional a partir do topo, um fluido de perfuração, como uma lama de perfuração ou água do mar, é bombeado a partir de uma torre de perfuração, descendentemente, para o furo de poço para lubrificar e resfriar a broca de perfuração, bem como para prover um veículo para a remoção de detritos de perfuração do furo de poço. Após emergir da broca de perfuração, o fluido de perfuração escoa ascendentemente pelo furo de poço através do ânulo formado pela coluna de perfuração e o furo de poço. Devido à perfuração convencional a partir do topo ser executada normalmente sem um tubo de elevação submarino, o fluido de perfuração é ejetado do furo de poço para o fundo do mar.

[003] Quando lama de perfuração, ou algum outro fluido comercial, é utilizada para a perfuração a partir do topo, a liberação da lama de perfuração desta forma é indesejável por um número de razões, especialmente, custo e impacto ambiental. Dependendo do tamanho do projeto e da profundidade do furo de topo, as perdas de lama de perfuração

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 10/28 / 13 durante a fase de perfuração do furo a partir do topo podem ser significativas. Em muitas regiões do mundo, há regras governamentais estritas, até mesmo proibindo descargas de certos tipos de fluidos de perfuração. Além disso, mesmo quando permitido, essas descargas podem ser prejudiciais ao ambiente marinho e criar problemas de visibilidade consideráveis para os veículos operados remotamente (ROVs) usados para monitorar e realizar várias operações submarinas nos locais dos poços.

[004] Por estas razões, foram desenvolvidos sistemas de reciclagem de fluidos de perfuração. Exemplos típicos desses sistemas são encontrados na US. 6.745.851 e pedido de patente WO 2005/049.958, ambos aqui incorporados, em suas totalidades, pela referência, para todos os propósitos. Ambos apresentam sistemas para a reciclagem de fluidos de perfuração, onde um módulo de sucção, ou dispositivo equivalente, é posicionado acima da cabeça do poço para transportar fluidos de perfuração do furo de poço, através de uma tubulação, para uma bomba posicionada sobre o fundo do mar. A linha de retorno é ancorada por uma extremidade pela bomba, enquanto a outra extremidade da linha de retorno é conectada ao equipamento localizado sobre a torre de perfuração.

[005] O posicionamento da bomba no fundo do mar exige que a bomba seja projetada e construída para resistir a forças hidrostáticas compatíveis com a profundidade do fundo do mar. Além disso, o posicionamento da bomba no fundo do mar pode ser indesejável em certas condições, devido ao tempo necessário para recuperar a bomba, no caso da bomba precisar de manutenção, ou ocorrer mal tempo.

[006] Por isso, os modos de realização da invenção estão direcionados para sistemas de recuperação de lama sem retorno que procuram superar estas e outras limitações da técnica anterior.

SUMÁRIO DOS MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS [007] Sistemas e métodos para a perfuração de um furo de poço

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 11/28 / 13 submarino em uma formação, a partir de uma estrutura fora da costa posicionada na superfície da água, e com uma coluna de perfuração suspensa da estrutura, incluem um conjunto de fundo de poço adaptado para formar uma porção de topo do furo de poço. Uma fonte de fluido de perfuração sobre a estrutura fora da costa supre fluido através da coluna de perfuração para o conjunto de fundo de poço, onde o fluido sai do conjunto de fundo de poço durante a perfuração e retorna ascendentemente pelo furo de poço. Um módulo de sucção é disposto no leito do mar e coleta o líquido que emerge do furo de poço. Um módulo de bomba é disposto sobre uma linha de retorno que está em comunicação fluídica com o módulo de sucção, em uma posição abaixo da superfície da água e acima do fundo do mar. O módulo de bomba é operável para receber o fluido do módulo de sucção e bombear o fluido através do tubo de retorno para a mesma estrutura ou estruturas diferentes fora da costa.

[008] Dessa maneira, modos de realização da invenção compreendem uma combinação de características e vantagens que permitem a melhoria substancial dos sistemas de recuperação de lama sem retorno. Estas e várias outras características e vantagens da invenção serão facilmente perceptíveis para aqueles experientes na técnica, da leitura da descrição detalhada a seguir, dos modos de realização preferidos da invenção e, pela referência aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] Para uma descrição detalhada dos modos de realização preferidos da invenção, será feito agora referência aos desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 é uma representação esquemática de uma torre de perfuração com um sistema de retorno de lama sem tubo de elevação compreendendo uma bomba submarina suspensa ao longo de uma linha de retorno de lama rígida, de acordo com modos de realização da invenção;

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 12/28 / 13 as Figuras 2A e 2B são representações esquemáticas da junta de ancoragem representada na Figura 1, e a Figura 3 é uma representação esquemática do módulo de bomba submarino representado na Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS [0010] Vários modos de realização da invenção serão descritos agora com referência aos desenhos anexos, onde números de referência iguais são usados para partes iguais por todas as diversas vistas. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Certas características da invenção podem estar mostradas em escala exagerada ou de forma um tanto esquemática, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não estar mostrados por uma questão de clareza e concisão.

[0011] Modos de realização preferidos da invenção referem-se a sistemas de retorno de lama sem tubo de elevação utilizados na reciclagem de fluido de perfuração. A invenção é susceptível a modos de realização de diferentes formas. Modos de realização específicos da invenção estão mostrados nos desenhos e serão descritos aqui em detalhe, com o entendimento de que a apresentação deve ser considerada uma exemplificação dos princípios da invenção e não é pretendida para limitar a invenção àqueles modos aqui ilustrados e descritos. É para ser plenamente reconhecido que os ensinamentos dos diferentes modos de realização explicados abaixo podem ser utilizados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir os resultados desejados.

[0012] Com referência agora à Figura 1, a torre de perfuração 5 inclui a plataforma de perfuração 10 e o poço central 15. Um exemplo de uma estrutura fora da costa de uma torre de perfuração 5 está ilustrado como uma plataforma flutuante semissubmersível, mas deve ser entendido que outras plataformas ou estruturas também podem ser usadas. Por exemplo, estruturas

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 13/28 / 13 fora da costa incluem, mas não de modo limitativo, todos os tipos de equipamentos, barcaças, navios, vergônteas, semissubmersíveis, torres e/ou quaisquer plataformas fixas ou flutuantes, estruturas, barcos ou similares. [0013] O módulo de sucção 20 é posicionado no fundo do mar 25 acima de furo de poço 30. A coluna de perfuração 35 é suspensa da plataforma de perfuração 10 através do módulo de sucção 20 para o furo de poço 30. O sistema de posicionamento e implantação 40 é disposto adjacente ao poço central 15 e suporta a coluna de retorno 45, que está presa ao fundo do mar 25 pela âncora 50. Embora este modo de realização exemplificativo mostre a coluna de retorno 45 acoplada à torre de perfuração 5, deve ser entendido que, em outros modos de realização, a coluna de retorno 45 pode ser acoplada a e suportada pela mesma estrutura ou outra estrutura fora da costa e pode retornar fluido para a mesma estrutura fora da costa à qual está acoplada a torre de perfuração 35 ou para uma segunda estrutura fora da costa. A coluna de retorno 45 inclui adicionalmente a linha de retorno de lama superior 55, módulo de bomba 60, junta de ancoragem 65, linha de retorno de lama inferior 70 e disjuntor de emergência 75.

[0014] As linhas de retorno de lama superior e inferior 55, 70 são, ambas, formadas de tubos, como tubos de perfuração ou outros tubulares adequados conhecidos na indústria. As linhas de retorno de lama 55, 70 são formadas, preferencialmente, de uma série de comprimentos de tubos individuais conectados em série para formar a linha contínua. Em modos de realização preferidos, as linhas de retorno de lama 55, 70 são rígidas, tendo apenas a flexibilidade inerente devido às suas formas alongadas, delgadas. Como utilizado aqui, o termo rígido é usado para descrever as linhas de retorno de lama como sendo construídas de um material com rigidez significativamente maior do que a da tubulação enrolada, ou mangueira flexível, convencionalmente utilizadas em linhas de retorno de lama. Em outros modos de realização, as linhas de retorno de lama 55, 70 podem não

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 14/28 / 13 ser rígidas ou flexíveis, por exemplo, tubulação enrolada, mangueira flexível, ou outras estruturas similares.

[0015] A linha de retorno de lama superior 55 é conectada por sua extremidade superior ao sistema de posicionamento e implantação 40 e por sua extremidade inferior 65 à junta de ancoragem, localizada abaixo do nível do mar 80. O módulo de bomba 60 é conectado de modo liberável à junta de ancoragem 65. A linha de retorno de lama inferior 70 se estende da junta de ancoragem 65 e é presa ao fundo do mar pela âncora 50. Em certos modos de realização, o disjuntor de emergência 75 pode acoplar de modo liberável a linha de retorno de lama inferior 70 à âncora 50. O conjunto de mangueira de sucção 85 se estende do módulo de sucção 20 para a linha de retorno de lama inferior 70, de modo a prover comunicação fluídica do módulo de sucção para a linha de retorno de lama.

[0016] Antes de iniciar as operações de perfuração, coluna de retorno é instalada através do poço central 15. A instalação da coluna de retorno 45 inclui acoplar a âncora 50 e o disjuntor de emergência 75 (se desejado) à linha de retorno de lama inferior 70. A âncora 50 é descida para o fundo do mar 25, adicionando-se juntas de tubos individuais que prolongam o comprimento da linha de retorno de lama inferior 70. Quando a coluna de retorno 45 está instalada, 65 a junta de ancoragem e a linha de retorno de lama superior 55 são adicionadas. O módulo de bomba 60 pode ser operado com a coluna de retorno 45 ou após a coluna ter sido completamente instalada. Ao chegar ao fundo do mar 25, a âncora 50 é instalada para prender a coluna de retorno 45 ao fundo do mar 25. A coluna de retorno de 45 é, então, suspensa pelo sistema de posicionamento e implantação 40 e as operações de perfuração podem começar.

[0017] Durante as operações de perfuração, fluido de perfuração é despachado para baixo pela coluna de perfuração 35 para uma broca de perfuração posicionada no final da coluna de perfuração 35. Após emergir da

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 15/28 / 13 broca de perfuração, o fluido de perfuração escoa ascendentemente pelo furo de poço 30 através do ânulo formado pela coluna de perfuração 35 e o furo de poço 30. Na parte superior do furo de poço 30, o módulo de sucção 20 coleta o fluido de perfuração. O módulo de bomba 60 arrasta a lama através da mangueira de sucção 85, linha de retorno de lama inferior 70 e junta de ancoragem 65 e, em seguida, empurra a lama para cima através da linha de retorno de lama superior 55, para a torre de perfuração 5, para reciclagem e reutilização. Durante a operação, a âncora 50 limita a movimentação da coluna de retorno 45, de modo a impedir que a coluna de retorno colida com outros equipamentos submersos, [0018] As Figuras 2A e 2B são representações esquemáticas de um modo de realização de uma junta de ancoragem 65, conforme mostrado na Figura 1. Como mostrado na Figura 2A, a junta de ancoragem 65 inclui o alojamento 100, linha de entrada 105, linha de saída 110, válvulas de isolamento 115, 120 e o tubo de conexão superior 122. O alojamento 100 inclui a porta de saída de fluido 125 na sua extremidade superior 128 e uma porta de entrada de fluido 130 na sua extremidade inferior 132. O alojamento 100 inclui uma primeira passagem interna que provê uma comunicação de fluido entre a porta de entrada de fluido 130 e a linha de entrada 105 e uma segunda passagem interna que provê uma comunicação de fluido entre a linha de saída 110 e porta de saída de fluido 125. O alojamento 100 pode ser formado de um único bloco de material ou pode ser construído de peças separadas como uma montagem fabricada.

[0019] A linha de entrada 105 inclui adicionalmente a entrada 140 que é acoplada ao alojamento 100, a saída 145 que se conecta o módulo de bomba 60 e o furo de escoamento 150 provendo comunicação de fluido entre elas. Da mesma forma, a linha de saída 110 inclui adicionalmente a entrada 155 que se conecta ao módulo de bomba 60, a saída 160 acoplada ao alojamento 100 e um furo de escoamento 165 provendo comunicação de

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 16/28 / 13 fluido entre elas. As válvulas de isolamento 115, 120 são posicionadas ao longo do furo de escoamento 150, 165, respectivamente, de modo a permitir, seletivamente, a comunicação de fluido ao longo da linha de entrada 105 e a linha de saída 110.

[0020] A linha de retorno de lama 70 é acoplada ao alojamento 100 na extremidade inferior 132 através de uma conexão com rosca ou outro tipo apropriado de conexão. O tubo de conexão superior 122 acopla a linha de retorno de lama 55 ao alojamento 100 na extremidade superior 128 através de conexões com roscas ou outro tipo apropriado de conexão conhecida na indústria. Com referência agora à Figura 2B, o tubo de conexão inclui 122 adicionalmente a hélice 138, configurada para alinhar o módulo de bomba 60 com a junta de ancoragem 65. A cobertura 170 provê uma superfície 180 sobre a qual o módulo de bomba 60 é assentado quando o módulo de bomba 60 é instalado. A cobertura 170 inclui adicionalmente recortes 175 que permitem, quando o módulo de bomba 60 está instalado, acesso às válvulas de isolamento 115, 120, linha de entrada 105 e linha de saída 110.

[0021] A Figura 3 ilustra um modo de realização de um módulo de bomba submarino 60, que é operável para interfacear com a junta de ancoragem 65, como mostrado nas Figuras 2A e 2B. O módulo de bomba 60 inclui os conjuntos de bomba 200, linhas de escoamento 205, e válvulas de isolamento 210, todos montados e contidos dentro da armação 215. Os conjuntos de bomba 200 são arranjados em série, para que as linhas de escoamento 205 provejam uma comunicação de fluido através do módulo de bomba 60, que permita que o fluido da linha de retorno 70 seja pressurizado sucessivamente por cada conjunto de bomba 200. As válvulas 210 permitem que o fluxo seja direcionado para os conjuntos de bomba 200, quando desejado para uma determinada aplicação. Os conjuntos de bomba 200 estão ilustrados como discos ou, alternativamente, unidades de bombas centrífugas, mas deve ser entendido que qualquer tipo de bomba pode ser usado no

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 17/28 / 13 módulo de bomba 60. A energia para os conjuntos motor-bomba 200 pode ser provida por fiação elétrica a partir da torre de perfuração 5. Em alguns modos de realização, as válvulas de isolamento 210 podem ser acionadas eletricamente, também através de fiação elétrica a partir da torre de perfuração 5. Além disso, as válvulas de isolamento 210 podem ser acionadas manualmente durante operações de ROVs.

[0022] A armação 215 protege os conjuntos de bomba 200 e seus componentes de tubulação e provê pontos de acoplamento para o levantamento do módulo de bomba 60, facilitando a instalação e recuperação do módulo. A armação 215 inclui uma abertura 220, que permite que o módulo de bomba 60 seja inserido sobre a linha de lama de retorno de lama 55 (ver Figuras 1 e 2A) e descido ao longo da linha de retorno de lama 55 para a junta de ancoragem 65 durante a instalação. A armação 215 também é configurada para interfacear com a hélice 138, de modo a alinhar o módulo de bomba 60 com a junta de ancoragem 65 durante a instalação do módulo de bomba.

[0023] Como descrito acima com referência à Figura 1, a junta de ancoragem 65 é instalada com as linhas de retorno de lama 70, 55 para formar a coluna de retorno 45. Antes da instalação do módulo de bomba 60, as válvulas de isolamento 115, 120 sobre as linhas 105, 110 da junta de ancoragem 65, podem ser fechadas para impedir a circulação da água do mar para a coluna de retorno 45. O módulo de bomba 60 pode, então, ser instalado ao longo da coluna de retorno 45 com a junta de ancoragem 65, ou independentemente da junta de ancoragem 65.

[0024] Durante os procedimentos de posicionamento normais, o módulo de bomba 60 pode ser instalado com a junta de ancoragem 65. Neste cenário, o módulo de bomba 60 é acoplado à junta de ancoragem 65 e os dois componentes são, então, descidos para a profundidade desejada. Para habilitar estes procedimentos, a junta de ancoragem 65 é projetada para permitir o

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 18/28 / 13 levantamento do módulo de bomba 60, sem quebrar a coluna de retorno 45. A instalação do módulo de bomba 60 com a junta de ancoragem 65 é, desta forma, menos demorada do que com os métodos convencionais, devido ao fato de não ser necessário quebrar a coluna de retorno 45. A recuperação do módulo de bomba 60 com a junta de ancoragem 65 também é mais eficiente por esta mesma razão.

[0025] Alternativamente, durante a manutenção e/ou procedimentos de emergência, o módulo de bomba 60 pode ser instalado independentemente da junta de ancoragem 65. Por exemplo, quando o módulo de bomba 60 exigir manutenção e/ou mau tempo se aproximar, pode ser necessário recuperar o módulo de bomba 60 enquanto a coluna de retorno 45, incluindo a junta de ancoragem 65, permanece no local. Após a manutenção do módulo de bomba 60 ser concluída ou o mau tempo tiver passado, o módulo de bomba 60 pode ser descido ao longo da linha de retorno 55 para a junta de ancoragem 65. [0026] Em qualquer um destes cenários, a instalação do módulo de bomba 60 inclui, de preferência, a inserção da linha de lama de retorno 55 na abertura 220 e descer o módulo de bomba 60 sobre a linha de retorno de lama 55 para a junta de ancoragem 65. Quando o módulo de bomba 60 é descido sobre a linha de conexão 122 da junta de ancoragem 65, o módulo de bomba 60 encaixa a hélice 138, fazendo com que o módulo de bomba 60 gire à medida que o módulo de bomba 60 desce em direção à junta de ancoragem 65, de modo que, quando o módulo de bomba é assentado sobre a junta de ancoragem 65, o módulo de bomba 60 esteja alinhado com a cobertura 170 e encaixado com a linha de entrada 105 e a linha de saída 110. O alinhamento do módulo de bomba 60 com a cobertura 170 permite que o módulo de bomba acesse 60, através dos recortes 175, as válvulas de isolamento 115, 120.

[0027] Em alguns modos de realização, o assentamento do módulo de bomba 60 sobre a junta de ancoragem 65 aciona automaticamente as válvulas de isolamento 115, 120 das posições fechadas para as posições abertas.

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Inversamente, desalojando-se o módulo de bomba 60 da cobertura 170 da junta de ancoragem 65 aciona as válvulas de isolamento 115, 120 para as posições fechadas. Em outros modos de realização, o assentamento e o desalojamento do módulo de bomba 60, desta forma, pode não acionar as válvulas de isolamento 115, 120. Em vez disso, um sinal transmitido para as válvulas de isolamento 115, 120 a partir de um local remoto, por exemplo, a torre de perfuração 5, aciona as válvulas de isolamento 115, 120. Além disso, as válvulas de isolamento 115, 120 podem ser acionadas manualmente durante operações de ROVs.

[0028] Depois do módulo de bomba 60 estar instalado e as válvulas de isolamento 115, 120 abertas, um caminho de fluxo de fluido é estabelecido através do módulo de bomba 60. Uma vez o módulo de bomba 60 estando operacional e as operações de perfuração a partir do topo do furo começarem, é permitido que o fluido de perfuração escoe da linha de retorno de lama 70 para a junta de ancoragem 65 através da porta de entrada de fluido 130. O fluido de perfuração passa, então, através da linha de entrada 105, entrando na entrada 140, saindo na saída 145. Ao sair da linha de entrada 105, o fluido escoa através de módulo de bomba 60 para a linha de saída 110 na entrada 155. Depois de sair da linha de desvio 110 através da saída 160, o fluido de perfuração, em seguida, escoa da junta de ancoragem 65 através da porta de saída de fluido 125, para cima, através da linha de conexão 122 e para a linha de retorno de lama 55.

[0029] Como descrito acima, as operações de perfuração a partir do topo do furo podem ter início após o módulo de bomba 60 ser instalado. Enquanto operacionais, os conjuntos de bomba 200 do módulo de bomba 60 arrastam o fluido de perfuração do módulo de sucção 20 através do conjunto de mangueira de sucção 85, linha de retorno de lama 70, e linha de desvio 110 da junta de ancoragem 65. Conjuntos motor-bomba 200, de preferência, em seguida, empurram a lama através das linhas de escoamento 205, através da

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 20/28 / 13 linha de desvio 110 da junta de ancoragem 65, e para cima através da linha de retorno 55 para a torre de perfuração 5 para a reciclagem e reutilização. As válvulas de isolamento 210 são acionadas, quando necessário, para direcionar o fluxo do fluido de perfuração através das linhas de escoamento 205 e de volta para a junta de ancoragem 65.

[0030] No caso do módulo de bomba 60 exigir manutenção e/ou ocorrer mal tempo, implicando na recuperação do módulo de bomba 60, as operações de perfuração param. O fluxo de fluido de perfuração através do módulo de bomba 60 é interrompido, e válvulas de isolamento 115, 120 são acionadas para as posições fechadas. O módulo de bomba 60 é, então, desencaixado da junta de ancoragem 65 e retornado para a plataforma de perfuração 10 da torre de perfuração 5, ou para manutenção ou para armazenamento seguro. O fechamento das válvulas de isolamento 115, 120 impede que os fluidos de perfuração se dispersem nas águas vizinhas após o módulo de bomba 60 ser desencaixado da junta de ancoragem 65.

[0031] A recuperação do módulo de bomba 60, deste modo, é acelerada pelo menos por duas razões. Primeiro, o módulo de bomba 60 pode ser desencaixado da junta de ancoragem 65 sem a necessidade de quebrar a coluna de retorno 45. Em segundo lugar, o módulo de bomba 60 está suspenso acima do fundo do mar 25, ao invés de assentado nele. Uma vez a manutenção realizada no módulo de bomba 60 e/ou o mau tempo tenha passado, o módulo de bomba 60 pode ser reposicionado descendo-se o módulo de bomba 60 ao longo coluna de retorno 45 para a junta de ancoragem 65 onde, mais uma vez, o módulo de bomba 60 encaixa a junta de ancoragem 65, como descrito acima. O reposicionamento subsequente do módulo de bomba 60 também é acelerado por essas mesmas razões.

[0032] Os termos acoplamento, acopla e “acoplado” e similares, incluem a conexão direta entre dois itens e conexões indiretas entre itens. [0033] Embora modos de realização preferidos tenham sido

Petição 870180026159, de 02/04/2018, pág. 21/28 / 13 mostrados e descritos, modificações dos mesmos podem ser feitas por um técnico no assunto, sem se afastar do escopo ou dos ensinamentos aqui apresentados. Os modos de realização aqui descritos são apenas exemplificativos e não são limitativos. Muitas variações e alterações dos sistemas sendo possíveis e estando dentro do escopo da invenção. Por exemplo, a dimensão relativa das diversas partes, os materiais de que as várias partes são feitas, e outros parâmetros, podem ser variados. Em particular, o módulo de bomba submarino pode incluir menos ou mais conjuntos bombamotor, conforme necessário, para transportar fluido de perfuração do módulo de sucção, através da coluna de retorno, para a torre de perfuração. Consequentemente, o escopo de proteção não se limita aos modos de realização aqui descritos, estando apenas limitado pelas reivindicações anexas, cujo escopo deverá incluir todos os equivalentes da invenção das reivindicações.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para processar fluidos de perfuração em operações submarinas, compreendendo:

um módulo de sucção (20) para ser montado sobre um furo de poço em relação vedada com a água do mar ao redor para evitar vazamento de fluido de perfuração do furo de poço;

uma primeira estrutura fora da costa (5) operável para suprir um fluido de perfuração para uma coluna de perfuração (35) disposta no furo de poço;

pelo menos um módulo de bomba (60) acoplado ao mencionado módulo de sucção (20) para provocar uma pressão diferencial no mesmo para bombear fluido de perfuração do mencionado módulo de sucção (20), ascendentemente, para uma segunda estrutura fora da costa, onde o mencionado módulo bomba (60) está posicionado acima do fundo do mar (25); e uma junta de ancoragem (65) acoplada a uma linha de retorno (70), onde o mencionado módulo de bomba (60) é acoplado de modo liberável à mencionada junta de ancoragem (65);

caracterizado pelo fato de que dito módulo de bomba (60) compreende ainda uma entrada operável para acoplar a mencionada junta de ancoragem (65);

uma bomba em comunicação fluídica com a mencionada entrada; e uma saída em comunicação fluídica com a mencionada bomba e operável para se acoplar à mencionada junta de ancoragem (65).
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado módulo de bomba (60) compreender uma armação que circunda parcialmente a mencionada linha de retorno e é operável para

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2 / 5 encaixar a mencionada junta de ancoragem.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da mencionada junta de ancoragem (65) compreender uma hélice que alinha o mencionado módulo de bomba com a mencionada junta de ancoragem.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da primeira estrutura fora da costa (5) e a segunda a estrutura fora da costa serem a mesma estrutura fora da costa.
5. Sistema para uso na perfuração de um furo de poço em uma localização fora da costa tendo uma superfície de água e um fundo de mar (25), dito sistema compreendendo o sistema para processar fluidos de perfuração em operações submarinas como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda:

uma primeira estrutura fora da costa (5) na superfície da água; uma coluna de perfuração (35) suspensa da mencionada primeira estrutura fora da costa (5), a mencionada coluna de perfuração (35) acoplada a um conjunto de fundo de poço adaptado para formar uma porção de topo de furo do furo de poço;

uma fonte de fluido de perfuração para suprir fluido de perfuração através da mencionada coluna de perfuração (35) para o conjunto de fundo de poço, o mencionado fluido de perfuração saindo pelo conjunto de fundo de poço durante a perfuração e retornando ascendentemente pelo furo de poço;

um módulo de sucção (20) para coletar o fluido de perfuração emergindo do furo de poço;

uma linha de retorno em comunicação fluídica com o mencionado módulo de sucção (20);

uma segunda estrutura fora da costa; e um módulo de bomba (60) disposto sobre a mencionada linha

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3 / 5 de retorno em uma posição abaixo da superfície da água e sobre o leito do mar, onde o mencionado módulo de bomba (60) é operável para receber fluido de perfuração do mencionado módulo de sucção (20) e bombear o fluido de perfuração através do mencionado tubo de retorno para a mencionada segunda estrutura fora da costa.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do mencionado módulo de bomba (60) compreender uma armação que circunda parcialmente a mencionada linha de retorno e é operável para encaixar a mencionada junta de ancoragem.
7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da mencionada junta de ancoragem (65) compreender uma hélice que alinha o mencionado módulo de bomba com a mencionada junta de ancoragem.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da primeira estrutura fora da costa (5) e a segunda a estrutura fora da costa serem a mesma estrutura fora da costa.
9. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da mencionada junta de ancoragem (65) compreender válvulas de isolamento que são operáveis para isolar o mencionado módulo de bomba da mencionada linha de retorno.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado adicionalmente pelo fato da mencionada junta de ancoragem (65) compreender:

uma linha de entrada operável para acoplar uma entrada do mencionado módulo de bomba à mencionada junta de ancoragem;

uma linha de saída operável para acoplar uma saída do mencionado módulo de bomba à mencionada junta de ancoragem, onde ambas, a mencionada linha de entrada e a mencionada

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4 / 5 linha de saída têm uma válvula de isolamento disposta nas mesmas.
11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do mencionado módulo de bomba (60) ser operável para bombear fluido de perfuração da linha de entrada para a linha de saída, quando as válvulas de isolamento estão abertas.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do mencionado módulo de bomba (60) compreender uma pluralidade de bombas (200) em comunicação fluídica com a mencionada entrada e a mencionada saída.
13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado adicionalmente pelo fato das bombas (200) serem uma de um grupo consistindo de uma bomba de disco e uma bomba centrífuga.
14. Método para perfuração fora da costa, compreendendo as etapas de:

acionar uma broca para formar uma porção de topo de furo de um furo de poço em uma formação submarina, a mencionada broca sendo acoplada a uma coluna de perfuração (35);

injetar um fluido de perfuração (35) na coluna de perfuração (35) a partir de uma primeira estrutura fora da costa (5) localizada em uma superfície de água;

coletar o fluido de perfuração com um módulo de sucção (20) após o fluido de perfuração passar através da coluna de perfuração (35); e elevar o fluido de perfuração do módulo de sucção (20) através de uma linha de retorno (55, 70) utilizando um módulo de bomba (60) disposto sobre a linha de retorno (55, 70) em uma posição abaixo da superfície da água e acima de um módulo (60) do mar disposto na linha de retorno (55, 70) em uma posição abaixo da superfície da água e acima de um fundo do mar (25);

em que a linha de retorno (55, 70) compreende uma junta de ancoragem (65) que provê comunicação fluídica entre o módulo de bomba

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5 / 5 (60) e a linha de retorno (55, 70); e caracterizado pelo fato de que o módulo de bomba (60) é acoplado à linha de retorno após a linha de retorno ter sido instalada.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da mencionada linha de retorno (55, 70) ser rígida.
16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender isolar o módulo de bomba (60) da linha de retorno.
17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender recuperar o módulo de bomba (60) para a primeira estrutura fora da costa, sem recuperar a linha de retorno.
18. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender recuperar o módulo de bomba (60) para uma segunda estrutura fora da costa, sem recuperar a linha de retorno; e desacoplar o módulo de bomba (60) da junta de ancoragem (65) sem desmontar a linha de retorno.

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