BRPI0818886B1

BRPI0818886B1 - Sistema de tubulação que compreende meios de controle de pressão e método de inserção de ferramentas em um riser

Info

Publication number: BRPI0818886B1
Application number: BRPI0818886-6A
Authority: BR
Inventors: D. Muff Anthony; Ove Pettersen Arnt
Original assignee: Fmc Kongsberg Subsea As
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2018-07-10
Also published as: EP2220335A2; BRPI0818886A2; NO332686B1; NO329440B1; CA2704629C; EP2535503B1; WO2009061211A3; WO2009061211A2; US20110005767A1; NO20075757L; EP2220335B1; US9022127B2; NO20100636L; NO330473B1; EP2535503A3; NO20100638L; EP2535503A2; CA2704629A1

Description

(54) Título: SISTEMA DE TUBULAÇÃO QUE COMPREENDE MEIOS DE CONTROLE DE PRESSÃO E MÉTODO DE INSERÇÃO DE FERRAMENTAS EM UM RISER (51) Int.CI.: E21B 19/00; E21B 33/076 (30) Prioridade Unionista: 09/11/2007 NO 2007 5757 (73) Titular(es): FMC KONGSBERG SUBSEA AS (72) Inventor(es): ANTHONY D. MUFF; ARNT OVE PETTERSEN

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de patente de invenção para “SISTEMA DE TUBULAÇÃO QUE COMPREENDE MEIOS DE CONTROLE DE PRESSÃO E MÉTODO DE INSERÇÃO DE FERRAMENTAS EM UM RISER”

A presente invenção se refere a um sistema ascensor que compreende ao menos um ascensor {riser} que se estende a partir da cabeça de um poço submarino até uma embarcação na superfície.

Normalmente, uma plataforma de perfuração convencional compreende eliminadores de oscilação, os quais compreendem meios de conservar a tensão em um ascensor com os movimentos de uma embarcação flutuante, uma árvore de fluxo superficial (SFT - surface flow tree}, equipamentos para realizar operações com cabos ou flexitubos, e um sistema de prevenção de erupção superficial (SBOP - surface blowout preventer} sobre o piso da plataforma como partes do ascensor de intervenção convencional. Poderá haver em alguns casos a disposição de um elemento telescópico no ascensor abaixo do SBOP. Para realizar operações com cabos ou flexitubos, a coluna do ascensor será normalmente despressurizada e os movimentos oscilantes da plataforma vs. a coluna do ascensor de intervenção são compensados mantendo-se a extremidade superior da coluna do ascensor com o SBOP em uma posição relativa em relação à embarcação. Em tal configuração, a parte superior do elemento telescópico, o adaptador, o SBOP e os eventuais equipamentos de flexitubos ou equipamentos para cabos serão erguidos em uma armação de tensão e movimentados com o movimento relativo necessário em relação à embarcação e/ou ao poço. Quando a coluna do ascensor é pressurizada, os movimentos oscilantes da plataforma vs. a coluna do ascensor de intervenção são normalmente compensados através de um sistema de compensação de oscilações de acionamento superior e o possível elemento

2/19 telescópico pode ser movimentado até um bloqueio e/ou possivelmente travado, de modo que possa suportar a pressão dentro da coluna do ascensor. Foi proposta uma junta de ascensor telescópica que seja capaz de lidar com as pressões dentro da junta e ao mesmo tempo permitir uma movimentação telescópica, como, por exemplo, descrito em NO 169027. Existem também juntas telescópicas que permitem fluidos pressurizados dentro da junta telescópica e controlam ativamente a parte superior da junta telescópica em relação à embarcação, por exemplo, na patente NO 322172 do próprio Depositante.

A presença de uma junta telescópica que permita pressões na junta impõe fortes exigências sobre as vedações do sistema e os sistemas de controle em tomo da junta. Isso resulta das operações atuais convencionais quando o sistema de prevenção de erupção superficial (SBOP) está localizado no topo da coluna do ascensor, acima da junta telescópica. A localização do SBOP no convés também dá margem à questão de se ter uma saída para fluidos do poço em altas pressões, em que esta saída também ficará exposta para o efeito de vedação extrema do poço em um convés na embarcação. Isso resulta em uma situação possivelmente perigosa para o pessoal que trabalha na embarcação no caso de um acidente, por exemplo, a necessidade de uma liberação rápida advinda do poço.

Um objetivo da presente invenção é formas um sistema ascensor que melhore os fatores de saúde, segurança e ambiente na plataforma.

A presente invenção se refere a um sistema ascensor que compreende ao menos um ascensor que se estende a partir da cabeça de um poço até uma embarcação na superfície, rlá meios de tensionamento dispostos em relação ao ascensor na embarcação para manter ao menos um referido ascensor tensionado. Esses meios de tensionamento são conectados

3/19 ao ascensor em uma seção do ascensor e são também conectados à embarcação, para compensar ativamente as variações de movimento vertical entre a embarcação e o leito do mar para conservar uma tensão constante no ascensor. Um módulo ascensor de intervenção superior (UWRP) fica disposto em uma seção superior do ascensor. O UWRP inclui meios de bloqueio da passagem do ascensor e possivelmente de bloqueio de quaisquer equipamentos que estejam passando através do UWRP, possuindo a função equivalente à do BOP como utilizado normalmente em operações de perfuração. Por “seção superior do ascensor”, quer-se dizer neste relatório perto da embarcação e na acepção mais geral a metade superior do ascensor, que se estende entre a cabeça do poço submarino e a embarcação na superfície. A embarcação pode ser um navio e/ou uma plataforma flutuante, equipada para atividades de produção e/ou armazenamento e/ou intervenção e/ou perfuração. A embarcação pode ser uma embarcação com sistema DP ou pode estar ancorada ao leito do mar. O ascensor será normalmente uma tubulação de produção que conduz o fluido produzido a partir de um reservatório dentro do qual o poço se estende até a embarcação na superfície, por exemplo, um ascensor de intervenção que conserva a pressão interna. O ascensor irá portanto experimentar as propriedades do fluido explorado a partir do reservatório, como a pressão e a temperatura do fluido do poço quando este é produzido no reservatório.

De acordo com a invenção, o UWRP é disposto abaixo do ponto de conexão dos meios de tensionamento ao ascensor. O UWRP pode portanto ser mantido tensionado juntamente com o ascensor. O UWRP irá normalmente compreender um primeiro elemento vedante principal e um segundo elemento vedante principal. Esse segundo elemento vedante principal pode de preferência também compreender uma função de cisalhamento ou de corte. Pode também em conexão com o UWRP estar

4/19 disposta uma saída de produção (para testar o poço), que de maneira conhecida será conectada a equipamentos sobre a embarcação flutuante. Pode também haver de forma conhecida conexões para “linhas de ataque”, linhas de injeção e possivelmente linhas de fluido hidráulico entre o UWRP e equipamentos na embarcação flutuante. A conexão entre o UWRP e a embarcação permitirá os movimentos relativos entre o UWRP e a embarcação, por exemplo, ao possuir peças de tubulação flexíveis nas linhas de transferência entre o UWRP e os equipamentos na embarcação. Essas linhas adicionais serão conectadas a equipamentos sobre a embarcação e utilizadas para regular o poço nas diferentes atividades realizadas em relação ao poço. Essas atividades podem ser de produção, intervenções, perfurações de tubulações, injeções, ou outros tipos de atividades realizadas em associação com o poço.

De acordo com um aspecto da invenção, o referido ascensor pode compreender ao menos uma junta telescópica disposta relativamente acima do ponto de conexão dos meios de tensionamento ao ascensor. Em um outro aspecto, a embarcação pode compreender uma estrutura de convés com os meios de tensionamento dispostos dentro ou acima da referida estrutura de convés e o referido UWRP abaixo da referida estrutura de convés.

De acordo com a invenção, em conexão com o referido UWRP são dispostos meios de travamento para acoplar diferentes espécies de equipamentos de intervenção para conduzir ferramentas para dentro do ascensor e do poço propriamente. Esses meios de travamento podem ser formados em uma superfície interna do UWRP e ser adaptados para operações com linhas, tais como operações com cabos e linhas lisas através do referido UWRP e/ou ser adaptados para conduzir operações com flexitubos através do referido UWRP. De acordo com um aspecto, esses meios de travamento adaptados para a condução de ferramentas para dentro /19 do ascensor podem ser formados de tal maneira a permitir o intercâmbio de meios para diferentes espécies de operações com linhas e flexitubos, seja pela formação de meios de travamento que possam ser operados para ambas as alternativas, seja possivelmente pela disposição dos meios de travamento de forma desmontável do UWRP e posterior substituição por outro conjunto de meios de travamento adaptados para a outra atividade. Assim, é possível trocar entre um conjunto de equipamentos de intervenção e outro conjunto de equipamentos de intervenção de uma forma fácil e não muito demorada.

Em uma modalidade da invenção, a referida junta telescópica disposta no referido ascensor pode compreender uma junta telescópica externa e uma junta telescópica interna, com as partes inferiores das juntas telescópicas conectadas ao UWRP e as partes superiores da junta telescópica conectadas à embarcação. Essas juntas telescópicas podem ser dispostas de forma coaxial. É também possível conceber as duas juntas telescópicas com eixos centrais paralelos porém não coaxiais. Uma junta telescópica pode em uma modalidade ser disposta fora de outra junta telescópica. Por “junta telescópica” quer-se dizer um segmento de tubulação disposto parcialmente dentro de outro segmento de tubulação. Os dois segmentos são formados com um eixo central comum. Os dois segmentos são dispostos sobrepostos e podem se movimentar um em relação ao outro na direção axial dos dois segmentos de tubulação. O movimento é, todavia, na operação normal, restringido para impedir que os segmentos de tubulação se afastem entre si, isto é, para conservar uma determinada sobreposição dos dois segmentos de tubulação. Os segmentos de tubulação podem possivelmente também ser dispostos para estarem apoiados, em uma direção radial, com uma superfície externa do segmento de tubulação interno apoiado contra uma superfície interna do segmento de tubulação externo. O apoio pode ser obtido providenciando-se apenas

6/19 pequenas variações de diâmetro entre os dois segmentos de tubulação. Em outras modalidades, no entanto, pode ser formado um espaço anular entre os dois segmentos de tubulação, sendo esse espaço anular normalmente limitado por peças de flange que se estendem em uma direção radial entre os dois segmentos de tubulação. A junta telescópica com os dois segmentos de tubulação irá formar uma passagem através da junta telescópica. Essa passagem pode ser utilizada para o transporte de fluido através da junta telescópica. Dependendo da necessidade de vedação da passagem do ambiente que envolve a junta telescópica, esta será fornecida com meios de vedação. De acordo com um outro aspecto, a parte inferior de uma junta telescópica interna pode ser conectada ao UWRP através dos meios de travamento.

De acordo com um aspecto da invenção, as partes superiores das juntas telescópicas compreendem meios que permitem um desvio angular entre um eixo central principal das juntas telescópicas e um eixo central da junta telescópica na conexão com a embarcação. Essa parte superior da junta telescópica irá, por causa de sua conexão com a embarcação, seguir substancialmente os movimentos da embarcação. Esse movimento será tanto na direção vertical, que é permitida pela junta telescópica, como também de desvios angulares em relação a um plano horizontal normal da embarcação quando esta oscilar por causa de ondas na massa de água. Os meios que permitem desvios angulares irão absorver as forças devidas a esses movimentos de modo que elas não sejam transferidas para dentro do ascensor. Os meios que permitem desvios angulares podem ser formados de várias maneiras: eles podem compreender uma junta flexível, e no caso de uma junta telescópica dupla tanto a junta telescópica interna como a externa pode ser formada com uma junta flexível posicionada relativamente acima da junta telescópica. Em outra configuração possível, com uma junta telescópica dupla sendo uma dentro

7/19 da outra, a junta telescópica interna pode compreender uma seção formada por um conduto flexível e a junta telescópica externa pode compreender uma junta flexível. Uma outra possibilidade é serem ambas as juntas telescópicas formadas com um conduto flexível. Outra possibilidade é a junta telescópica externa ser formada com uma junta flexível e a junta telescópica interna ser formada por um tubo com dimensões do tubo que permitam uma torção. No caso em que haja somente uma junta telescópica disposta acima do UWRP, a parte superior desta junta telescópica pode compreender uma junta flexível. Por “junta flexível” quer-se dizer uma parte de uma tubulação que permita desvios angulares. Isso pode ser obtido de diversos modos.

De acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema é adaptado para operações com flexitubos, o UWRP é conectado a uma junta telescópica dupla acima do UWRP. Nesta modalidade, a junta telescópica externa compreende uma parte inferior que é conectada ao UWRP como também os meios de tensionamento do ascensor na embarcação. A parte superior da junta telescópica externa é conectada à embarcação em uma extremidade superior, e compreende uma seção que permite desvios angulares, por exemplo, uma junta flexível. A junta telescópica interna compreende uma parte inferior conectada ao UWRP que compreende meios adaptados para conduzir flexitubos para dentro do poço, ou seja, um sistema de condução de vedação dupla. A conexão ao UWRP pode ser formada pelos meios de travamento no UWRP. A parte inferior da junta telescópica interna tem uma superfície externa que compreende meios adaptados para serem conectados aos meios de travamento sobre uma superfície interna do UWRP. A parte superior de uma junta telescópica interna é livre para se movimentar em relação à parte inferior da junta telescópica. Essa junta telescópica interna é projetada especificamente com o menor diâmetro possível e opera como um condutor de flexitubos. Essa

8/19 junta telescópica interna é projetada para pressões baixas. Com esta junta telescópica interna adaptada para pressões baixas e uma pequena dimensão, a tubulação que forma a junta telescópica tem dimensões que podem ser livres para se flexionar, e desse modo absorver qualquer desvio angular da embarcação flutuante. Altemativamente, pode haver uma junta flexível ligada à parte superior da junta telescópica interna.

De acordo com outra modalidade, o UWRP é fornecido para permitir que ferramentas conduzidas em cabos para dentro do poço. Nesta modalidade, há uma cabeça de controle de pressão para cabos trançados ou linhas lisas ligada à parte superior do UWRP com o auxílio dos meios de travamento. A junta telescópica nesta modalidade compreende uma junta telescópica externa em que uma parte inferior é conectada ao UWRP e também aos meios de tensionamento do ascensor na embarcação.

Em ainda outra modalidade, o UWRP pode ser conectado a uma junta telescópica dupla em que a junta telescópica interna seja adaptada à pressão interna e compreenda meios de equilíbrio de pressão da junta telescópica. Em um aspecto desta modalidade, a junta telescópica interna pode ser ativamente compensada para fornecer tensão no ascensor.

De acordo com outro aspecto da invenção, uma junta telescópica interna em uma junta telescópica dupla conectada ao UWRP, para realizar operações com flexitubos, pode ser formada com um diâmetro interno substancialmente igual ao diâmetro externo do flexitubo a ser conduzido através da junta telescópica interna.

A invenção será agora explicada em maiores detalhes com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 mostra uma disposição do estado da técnica para um ascensor que se estende entre uma embarcação e a cabeça de um poço submarino,

9/19

A figura 2 mostra uma primeira modalidade de um sistema ascensor de acordo com a invenção, com uma intervenção de flexitubos,

A figura 3 mostra uma segunda modalidade de um sistema ascensor de acordo com a invenção, com uma intervenção de cabos,

A figura 4 mostra uma terceira modalidade de um sistema ascensor de acordo com a invenção, com uma junta telescópica interna de nrpccan pnmnpnoado pri VÜUWV VV11I|7VÍIUWWW·

A figura 1 mostra um sistema ascensor de intervenção do estado da técnica para uso em acabamentos e operações de intervenção em poços. Um poço foi perfurado no leito do mar 12 para dentro da terra e completado da maneira usual, tampado com uma cabeça de poço 11 e árvore de Natal submarina 14. Um elemento equivalente a um BOP, chamado de módulo ascensor inferior (LRP - lower riser packagé) 16 é fixado sobre a árvore de Natal 14. Um interruptor de emergência (EDP ou EQDP) 18 é fixado ao LRP. Acima do EDP está disposta uma junta de tensão 20 que irá absorver torques no ascensor. Na extremidade inferior do ascensor há uma junta de segurança ou conexão frágil 22. O ascensor 24 em si consiste em um número de tubos que são aparafusados ou fixados de alguma outra forma entre si para formar uma coluna de tubulação, como é bem conhecido na técnica. No topo do ascensor há uma junta telescópica 26. No desenho, a junta telescópica é mostrada em sua posição compacta. O ascensor 24 é mantido em tensão utilizando-se um sistema tensionador 28 de um sistema de compensação de oscilações baseado em tensão do modo convencional. Uma árvore de fluxo superficial é ligada ao topo do ascensor e mantida sob tensão utilizando-se o compensador de oscilações (não mostrado) para manter o ascensor em tensão, o que é feito para impedir cargas grandes sobre o ascensor e o poço, em conseqüência da movimentação de uma embarcação flutuante. A embarcação tem um

10/19 convés fechado 32 e um piso de perfuração 34. Todas as operações são conduzidas sobre o piso de perfuração.

A configuração mostrada na figura 1 é dada apenas como um exemplo de espécie de sistema ascensor e deve ser entendido que um sistema ascensor pode compreender outros elementos ou que os elementos podem ser dispostos diferentemente.

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X *. VlllUUi vwywv 11W VVllip/l WllUVl UX11WU UliiU JJiUVUlVl 1A1VX xu-w perfuração, guindastes, não mostrados, e outros equipamentos que sejam comuns na embarcação. Há também na embarcação uma estação de controle para operações, na qual um operador pode monitorar os trabalhos no poço. Na estação de controle, pode haver uma unidade de controle inteligente que receba dados e opere com estes, e que seja utilizada para o controle do sistema de compensação de oscilações.

Nas figuras 2 e 3 é mostrada uma modalidade de um sistema ascensor de acordo com a invenção, em que uma parte superior do sistema ascensor próxima à embarcação é mostrada em maiores detalhes.

Na figura 2, é disposto em relação a um piso de plataforma 100 de uma embarcação (não mostrada) um sistema ascensor que se estende para baixo a partir desse piso de plataforma 100. O sistema ascensor compreende um ascensor 101 que se estende para baixo até o poço. Nesse ascensor 101 está montada uma válvula lubrificante 102, que em um estado fechado irá bloquear a passagem de fluido formada pelo ascensor 101. Ao ascensor 101 abaixo do nível de piso de plataforma 100 está ligado um módulo ascensor superior (UWRP) 103. Essa unidade é utilizada para bloquear a passagem do ascensor, especialmente em situações de emergência. Para este fim, ela consiste em uma combinação de elementos de bloqueio, tais como recalques ou válvulas. A combinação pode compreender recalque(s) cego(s), recalque(s) de tubulação e

11/19 recalque(s) de cisalhamento, em números e configurações diferentes. Todos esses elementos são bem conhecidos pelos técnicos no assunto e portanto não são mais descritos. Na configuração mostrada na figura 2, há, por exemplo, um recalque cego 104 e um recalque de cisalhamento 105. O

UWRP também compreende uma interface 125 para a fixação de itens dentro do UWRP como será explicado adiante.

Abaixo do UWRP 103 há uma linha de saída de produção 106 que permite a comunicação entre a passagem principal do ascensor e os equipamentos de manipulação da produção na embarcação. A linha 106 pode ser equipada com válvulas 107, 107’ e é de um modo conhecido utilizada para fins de testes no poço. Uma linha de ataque 108, compreendendo válvulas de ataque 109, 109’, permite o controle do poço, de forma bem conhecida. Esta linha também estará de modo conhecido conectada aos equipamentos na embarcação. Pode haver também linhas hidráulicas, e/ou linhas de injeção e/ou linhas para comunicação com equipamentos dentro do poço e/ou do sistema ascensor, que não são mostradas.

Acima do UWRP 103, há uma junta telescópica que forma uma extensão da passagem de fluxo no ascensor, compreendendo uma parte inferior 110 conectada ao UWRP 103, e uma parte superior 111. A parte inferior 110 inclui um anel tensionador (ver figura 1) conectado ao sistema de tensionamento 113 do ascensor, projetado para manter uma tensão substancialmente constante no ascensor independentemente dos movimentos da embarcação flutuante. A parte superior 111 é móvel relativamente e se estende para dentro da parte inferior 110. A junta telescópica, que compreende as partes superior e inferior 111, 110, forma uma câmara interna, e a câmara interna possui um diâmetro que é maior do que o diâmetro interno do ascensor 101. A parte superior 111 termina em um flange 112. Na parte superior 111 da junta telescópica, de preferência

12/19 através de um flange 112, é montada uma junta flexível 114, que permite um desvio angular de um eixo central do sistema ascensor. Acima da junta flexível 114 pode ser montado um defletor 115 para o desvio de fluido de baixa pressão a partir da junta telescópica para meios de manipulação na embarcação.

Na modalidade mostrada na figura 2, o sistema ascensor é adaptado para uma operação com cabos. O cabo pode ser um cabo trançado, um cabo liso ou um cabo compósito. Para as operações com cabo, o cabo é passado através de uma cabeça de controle de pressão (CCP) 116. A CCP é disposta para vedar em tomo do cabo enquanto permite que o cabo seja puxado através da CCP, como é conhecido na técnica. Durante operações com cabos, a CCP é primeiramente montada por sobre o cabo e uma ferramenta 130 é presa à extremidade do cabo 117. Essa montagem é então descida utilizando-se, por exemplo, um carretei de cabo 118 como mostrado (ou quaisquer outros meios) através do defletor 115, da junta flexível 114, da junta telescópica, e fixada dentro do envoltório 103A do UWRP. A CCP compreende meios de travamento que permitem que a CCP seja fixada dentro da interface 125 do envoltório 103A do UWRP. Durante essa operação, a válvula lubrificante 102 está fechada. Após a montagem ter sido fixada ao envoltório 103A do UWRP e a CCP operada para fechar e vedar contra o cabo 117, a válvula lubrificante 102 pode ser aberta para permitir que a coluna de ferramentas 130 passe através do ascensor 101 e para dentro do poço. A válvula lubrificante está posicionada no ascensor abaixo do UWRP 103 a uma distância deste. Desta forma, o ascensor pode atuar como um envoltório lubrificante, permitindo assim que sejam utilizadas ferramentas maiores do que seria possível com envoltórios lubrificantes submarinos convencionais. O sistema de compensação de movimentos de acionamento superior 119 pode regular o posicionamento da coluna de ferramentas 130 em relação ao poço, independentemente dos

13/19 movimentos da embarcação. Essa disposição resulta em que todos os sistemas de alta pressão sejam mantidos abaixo do piso 100 da plataforma.

O envoltório 103A do UWRP tem um perfil interno 125, por exemplo, que compreende uma ou várias vigas de projeção interna. Esse perfil interno 125 forma os meios de travamento do UWRP. A CCP compreende meios de fixação (não mostrados) que permitem que a CCP seja fixa ao perfil interno 125. Em uma modalidade preferida, esse perfil interno 125 constitui uma interface comum que permite que outros tipos de equipamentos de intervenção, como dispositivos de vedação para a vedação contra cabos, flexitubos, linhas lisas, etc., sejam adaptados para a fixação ao perfil interno 125. Em uma modalidade alternativa, o perfil interno 125 pode ser fornecido na parte inferior 110 da junta telescópica. Em ainda outra modalidade alternativa, o envoltório 103 A do UWRP pode compreende aberturas em sua parede para a transferência de meios de controle, tais como fluidos hidráulicos, sinais e energia elétrica, e para a transferência de graxa para um injetor de graxa ou elemento semelhante a partir do exterior do UWRP para o interior. Com a interface comum, unidades diferentes podem ser fixas dentro do perfil enquanto se permite que fluidos de controle, etc., sejam supridos à unidade.

O UWRP irá normalmente compreender sensores para monitoramento de pressão, por exemplo, para detectar vazamentos de hidrocarbonetos através da CCP. Outros sensores podem ser detectores de gases, sensores de temperatura, sensores de detecção do estado dos recalques, e assim por diante.

Na figura 3, é mostrada uma segunda modalidade da invenção para operações com flexitubos. Também nesta modalidade, em relação a um piso de plataforma 200 de uma embarcação (não mostrada), é disposto um sistema ascensor que se prolonga para baixo a partir desse piso de plataforma 200. Dentro desse ascensor 201 está disposta uma válvula

14/19 lubrificante 202, que em um estado fechado irá bloquear a passagem de fluido formada pelo ascensor 201. No ascensor 201 abaixo do nível de piso de plataforma 200 está disposto um UWRP 203, que compreende um envoltório 203A. Esse UWRP 203 tem de preferência uma construção semelhante à do UWRP 103 mostrado na figura 2. Uma linha de saída de produção horizontal 206 se estende a partir da passagem principal do ascensor até o exterior e é conectada a um sistema de tubulação na embarcação. A linha 206 inclui válvulas 207, 207’. Também uma linha de ataque 208, com válvulas de ataque 209, 209’, está localizada no UWRP.

Essa linha também de forma conhecida será conectada a equipamentos na embarcação. Uma junta telescópica, com partes externa e interna 210, 211, é conectada ao UWRP 203, do mesmo modo descrito em relação à figura 2 e com os elementos correspondentes, tais como o flange 212, uma junta flexível 214 e um defletor 215.

Dentro das partes inferior e superior 210, 211 é montado um condutor telescópico de flexitubos (FT) com uma parte interna inferior 220 e uma parte interna superior 221, que são dispostas de forma móvel entre si na direção axial do condutor. Em uma modalidade, a parte interna inferior 220 pode compreender meios de travamento para fixar a parte interna 220 à interface 225 no envoltório 203A do UWRP e formar uma extensão da passagem de fluxo através do UWRP 203. A parte interna superior 221 é conectada à parte superior 211 da junta telescópica externa e se movimenta juntamente com esta parte em uma direção axial das juntas telescópicas.

Em operações com flexitubos como mostrado na figura 3, uma unidade de controle de pressão 223 é utilizada para a vedação contra um flexitubo 217 enquanto este é conduzido para dentro do poço. Na modalidade mostrada na figura 3, a unidade de controle de pressão 223 está fixa de forma vedante dentro da parte interna inferior 220 do condutor.

Essa unidade de controle de pressão é chamada “extrator” e compreende

15/19 blocos de um elastômero, tal como borracha, que podem ser pressionados de encontro à superfície do flexitubo. Como mostrado na figura, o flexitubo 217 vem do tambor de flexitubo 218 guiado através de um sistema compensador de movimentos de acionamento superior 219, através de uma cabeça injetora de flexitubo 216 e para dentro do condutor telescópico de FT formado pela parte interna superior 221 e pela parte interna inferior 220, e então para dentro do BOP superficial e do ascensor 201. Uma ferramenta 230 pode ser ligada à extremidade do flexitubo 210. Como a unidade de controle de pressão 223 veda o flexitubo (FT) enquanto este estiver no poço, o condutor telescópico de FT não tem que suportar altas pressões. O condutor pode por isso ser equipado com vedações mais simples do que as que seriam necessárias caso o condutor fosse projetado para pressões mais elevadas. As peças internas superior e inferior 221, 220 são formadas com um diâmetro interno com apenas uma pequena folga em relação à ferramenta 230 e ao flexitubo 217 de modo atuem como um condutor para o flexitubo através da junta telescópica interna. O condutor telescópico de FT irá portanto suportar o flexitubo 217, e desse modo impedir o coice do flexitubo nesta parte do sistema ascensor. As peças internas superior e inferior 221, 220 são também formadas com uma dimensão em comparação com as juntas telescópicas 210, 211, o que resulta na flexibilidade requerida do condutor telescópico de FT em relação aos desvios angulares do sistema ascensor a partir de um eixo principal do sistema ascensor, sendo tal eixo principal normalmente vertical. Em outra possível modalidade, o condutor telescópico de FT pode ser conectada de forma semelhante à junta telescópica a uma junta flexível em sua extremidade superior para permitir desvios angulares. Uma outra possibilidade é formar a parte superior do condutor telescópico de FT com uma seção flexível, possivelmente na forma de um tubo. E também possível conceber a junta telescópica formada com uma seção flexível na

16/19 forma de um tubo ao invés de uma junta flexível, ou qualquer combinação destes elementos.

Em uma modalidade, é possível prever que o condutor telescópico de FT possa ser formado por uma parte interna superior 221 e por uma parte interna inferior 220, que formam entre elas uma câmara anular 222, a qual pode ser adaptada para controle de volume e pressão da junta telescópica interna. A câmara anular pode ser formada entre as peças superior e inferior e as seções de flange das respectivas peças. Isso é indicado somente na figura 3.

Em uma outra modalidade, o extrator de flexitubos compreende meios de travamento para fixar o extrator dentro da interface 225, de forma semelhante à fixação da CCP mostrada na figura 2. Deve ser observado aqui que a CCP e o extrator realizam essencialmente a mesma função, isto é, a vedação em tomo do cabo ou FT enquanto permitem que o cabo ou FT passe para dentro do ascensor e do poço. Nesse caso, a parte inferior 220 do condutor pode ser conectada ao topo do UWRP diretamente ou totalmente omitida.

Nas figuras 4 e 5 é mostra mais uma modalidade da invenção em que o sistema de juntas telescópicas é disposto para lidar com fluidos de alta pressão provenientes do poço. Também nesta modalidade está disposto em relação a um piso de plataforma 300 de uma embarcação (não mostrada) um sistema ascensor que se prolonga para baixo a partir desse piso de plataforma 300. O sistema ascensor compreende um ascensor 301 que se estende para baixo até o poço. Nesse ascensor 301 está disposto uma válvula lubrificante 302, que em seu estado fechado irá bloquear a passagem de fluido formada pelo ascensor 301. No ascensor 301 abaixo do nível do piso de plataforma 300 está disposto um UWRP 303, que compreende um envoltório 303A. O UWRP 303 tem de preferência uma construção semelhante à do UWRP 103 mostrado na figura 2. Além disso,

17/19 da mesma forma mostrada nas figuras 2 e 3, há uma linha de saída de produção 306, que compreende a válvula 307, 307’, uma linha de ataque 308, que compreende as válvulas de ataque 309, 309’, e possivelmente linhas hidráulicas e/ou linhas de injeção e/ou linhas de comunicação com equipamentos dentro do poço e/ou sistema ascensor, que não são mostradas.

Acima do UWRP 303, está disposta uma junta telescópica no sistema ascensor que forma uma extensão de uma passagem de fluxo no ascensor 301, compreendendo uma parte inferior 310 conectada ao UWRP 303. Essa parte inferior 310 é também conectada a um sistema de tensionamento 313 do ascensor, para manter uma tensão substancialmente constante no ascensor 301 independentemente dos movimentos da embarcação flutuante. Esse ponto de conexão é disposto relativamente acima do UWRP 303, que com isso também é mantido sob tensão pelo sistema de tensionamento 313 do ascensor. A junta telescópica compreende ainda uma parte superior 311 que é disposta de forma móvel em relação à parte inferior 310 e que se estende para dentro desta. A parte superior 311 um flange 312 em uma seção superior da parte superior 311. A esta parte superior 311 da junta telescópica, possivelmente através do flange 312, está conectada uma junta flexível 314, que permite um desvio angular de um eixo central do sistema ascensor. No topo da junta flexível 314 é fixado um defletor 315 para qualquer fluido de baixa pressão na câmara formada pela junta telescópica.

A junta telescópica, como a da figura 2, compreendendo a parte inferior 310 e a parte superior 311, é também formada com um diâmetro interno maior do que o diâmetro interno do ascensor 301. Dentro dessas partes inferior e superior 310, 311, está montada uma junta telescópica interna com uma parte interna inferior 320 e uma parte interna superior 321, sendo estas partes 320, 321 dispostas de forma móvel entre si

18/19 na direção axial da junta telescópica. A parte interna inferior 320 é conectada de forma desmontável ao envoltório 303A do UWRP com meios de travamento 343 que travam no perfil da interface padrão 325 no envoltório 303A, como descrito anteriormente (figura 5), e nesse modo forma uma extensão da passagem de fluxo através do BOP superficial 303. A parte interna superior 321 é conectada à parte superior 311 da junta telescópica externa e se movimenta juntamente com esta parte 311 em uma direção axial das juntas telescópicas. A parte interna superior 321 é disposta em tomo da parte interna inferior 320, e por entre esses elementos é formada uma câmara anular 322. A junta telescópica interna nesse caso é formada com dimensões maiores e portanto é também formada para suportar pressões mais elevadas dentro da passagem de fluxo 323 da junta telescópica interno. Para permitir isso, essa junta telescópica interno tem seu volume compensado com, dentre outros elementos, uma linha de compensação de volume 324 que vai até a câmara anular 322. A extremidade superior da parte superior interna 321 da junta telescópica interna é conectada a um conduto flexível 326 ou tubo, permitindo o desvio angular juntamente com a junta flexível 314 da junta telescópica externo. A parte superior 311 da junta telescópica externo e a parte superior interna 321 da junta telescópica interno também compreende um adaptador de intervenção em poços 325, disposto logo abaixo da junta flexível 314 e do conduto flexível 326. Esse sistema pode também como indicado ser adequado tanto para operações com cabos elétricos com o equipamento 330 como para flexitubos com o equipamento 340.

As Figs. 4 e 5 mostram dois modos de operação diferentes. Na figura 4 a parte superior da junta telescópica interna é travada (em 325) na junta telescópica externo. Nesse modo, a pressão do poço está atuando sobre a superfície dos meios de travamento 325 e transferem eficientemente forças à embarcação. As juntas telescópicas são dispostas de

19/19 modo que o topo se movimente com a embarcação, desse modo permitindo que ferramentas sejam trocadas e permitindo diferentes modos de operação. Para começar uma nova operação, o injetor 340 é movimentado para o centro, a válvula lubrificante 302 é fechada e a ferramenta e coluna de tubulação (flexitubo ou cano de perfuração) são descidas através das juntas telescópicas. Agora a junta telescópica interna é movimentada para baixo e travada dentro do envoltório 303A. O injetor 340 é suspenso a partir do sistema de compensação de plataforma e a ferramenta descida para dentro do poço.

Durante as operações de perfilagem, é necessário que o cabo elétrico esteja estacionário em relação ao leito marítimo. Isso pode ser alcançado aplicando-se uma tensão constante ao cabo acima da cabeça de controle de pressão. Essa pressão é fornecida por um guincho ou carretei de cabo elétrico passivamente compensado. Para que o guincho de cabo elétrico possa compensar de forma segura a montagem de roldanas/polias através da qual o cabo elétrico passa, este deve ser mantido estacionário em relação ao leito do mar. Isso pode ser obtido pela ligação de uma linha de ancoragem compensadora ao ascensor ou tensões, ou à montagem de roldanas/polias. A montagem de roldanas/polias é também ligada ao compensador de movimento de acionamento superior. A linha de ancoragem compensadora é então tensionada através do compensador de movimento de acionamento superior de modo que o conjunto cabo elétrico arranjo de roldanas/polias se tome estacionário em relação ao leito do mar.

A invenção foi explicada com referência às modalidades não limitativas apresentadas, e os técnicos no assunto irão entender que diversas alterações e modificações podem ser feitas às modalidades descritas que se encontram dentro do escopo da invenção como definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de tubulação que compreende ao menos um ascensor (101; 201; 301) que se estende a partir da cabeça de um poço submarino até uma embarcação na superfície, meios de tensionamento para

5 manter ao menos um referido ascensor tensionado, sendo os referidos meios de tensionamento conectados à embarcação, um módulo ascensor de intervenção superior (UWRP) (103; 203; 303) localizado na seção superior do ascensor e colocado para vedar a passagem do ascensor (101; 201; 301), caracterizado pelo UWRP (103; 203; 303) estar localizado abaixo do

10 ponto de conexão dos meios de tensionamento à embarcação, conferindo ao UWRP uma posição estacionária em relação ao leito do mar, e pelo UWRP (103; 203; 303) compreender uma interface (125; 225; 325) adaptada à conexão de diferentes espécies de equipamentos de intervenção.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

15 por ao menos um referido ascensor (101; 201; 301) compreender ao menos uma junta telescópica disposta relativamente acima do ponto de conexão dos meios de tensionamento à embarcação.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela embarcação compreender uma estrutura de convés com

20 os meios de tensionamento dispostos acima da referida estrutura de convés e o referido UWRP (103; 203; 303) abaixo da referida estrutura de convés.
4. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por haver meios travados à interface (125; 225; 325) do UWRP (103; 203; 303) adaptados para realizar operações com cabos

25 através da referida unidade.
5. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por haver meios travados à interface (125; 225; 325) do

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UWRP (103; 203; 303) adaptados para realizar operações com flexitubos através da referida unidade.
6. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelos referidos meios de travamento estarem dispostos em relação a uma superfície interna do UWRP (103; 203; 303).
7. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela referida junta telescópica compreender uma junta telescópica externa e uma junta telescópica interna, com as partes inferiores das juntas telescópicas conectadas ao UWRP (103; 203; 303) e as partes superiores das juntas telescópicas conectadas à embarcação.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela referida parte inferior (110) da referida junta telescópica ser fixa aos meios de travamento do UWRP (103; 203; 303).
9. Sistema de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelas partes superiores das juntas telescópicas compreenderem meios de permissão de um desvio angular entre um eixo central principal das juntas telescópicas e um eixo central da junta telescópica na conexão com a embarcação.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelos meios de permissão de desvios angulares compreenderem uma junta flexível, uma seção de conduto flexível e/ou dimensões de tubulação que permitam torções.
11. Sistema de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pela junta telescópica interna ser adaptada à pressão interna e compreender meios de compensação volumétrica da junta telescópica.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela junta telescópica interna ser ativamente compensada para fornecer tensão no ascensor (101; 201; 301).

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13. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por uma válvula lubrificante (102; 202; 302) ser disposta no ascensor (101; 201; 301) abaixo do UWRP (103; 203; 303) a uma distância do UWRP.
14. Sistema de acordo com uma das reivindicações 7 a 13, caracterizado pela junta telescópica interna ser formada com um diâmetro interno quase igual ao diâmetro externo de um flexitubo a ser conduzido dentro da junta telescópica interna.
15. Método de inserção de ferramentas em um ascensor, caracterizado por uma ferramenta (130; 230; 330) conduzida por um cabo ou flexitubo (117; 217; 317) ser conduzida dentro de uma junta telescópica conectada a um ascensor (101; 201; 301), uma válvula inferior ser fechada, a ferramenta ser conduzida através de meios adaptados para inserções de ferramentas conduzidas por cabos ou por flexitubos e através de uma unidade de controle de pressão disposta abaixo da junta telescópica no ascensor (101; 201; 301), e sendo a unidade aberta, os meios adaptados à inserção de ferramentas conduzidas por um cabo ou por flexitubo são ativados após a ferramenta ter passado por esses meios e desse modo formam uma barreira superior no ascensor (101; 201; 301), e pela ferramenta ser posicionada entre esses meios e a válvula inferior, sendo a válvula inferior aberta e a ferramenta conduzida para dentro do poço.
16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por serem conectados ao BOP, disposto abaixo da junta telescópica, os meios adaptados à inserção de ferramentas, estando a válvula principal inferior fechada e o BOP aberto.

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27V

202.

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