ES2300409T3 - Buque o semisumergible de perforacion y conjunto de perforacion multiactividad. - Google Patents
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Abstract
Un barco, siendo el barco de perforación que tiene una proa (35), una popa (38) y un pozo central intermedio (34) entre la proa y la popa o un semisumergible con un pozo central y estando el barco dotado para llevar a cabo operaciones de perforaciones fuera de costa a través de pozo central en el lecho marino y dentro del lecho de un cuerpo de agua, incluyendo dicho barco de perforación: una torre de perforación (40) posicionada sobre el barco de perforación y que se extiende por encima del pozo central (34) para la realización simultánea de operaciones de soporte de perforación y operaciones auxiliares a las operaciones de perforación a través del pozo central (34); un primer medio (160) conectado a dicha torre de perforación (40) de avance de miembros tubulares a través del pozo central (34), hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua; un segundo medio (162) conectado a dicha torre de perforación de avance de miembros tubulares a través del pozo central (34), hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua; y medios (164, 166, 168) posicionados dentro de dicha torre de perforación (40) para transferir conjuntos tubulares entre dicho primer medio (160) de avance de miembros tubulares y dicho segundo medio (162) de avance de miembros tubulares para facilitar las operaciones simultáneas de perforación y las operaciones auxiliares a dichas operaciones de perforación, comprendiendo dichos medios de transferencia (164, 166, 168) un conjunto de carril (168) que se extiende operativamente entre una posición contigua a dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160) y una posición contigua a dicho segundo medio (162) de avance de miembros tubulares, un primer medio (164) montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril (168) para manipular miembros tubulares que han de ser avanzados a través del pozo central (34) por dicho primer medio de avance y segundo medio (166) montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril (168) para manipular miembros tubulares que han de ser avanzados a través del pozo central (34) por dicho segundo medio de avance (162) para realizar operaciones que se extienden hasta el lecho marino auxiliares a dichas operaciones de perforación, en el cual los conjuntos tubulares se pueden transferir operativamente entre dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160) y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (162) para facilitar operaciones simultáneas de perforación y operaciones auxiliares a dichas operaciones de perforación, y en el cual la actividad de perforación se puede llevar a cabo desde dicha torre de perforación por dicho primer o segundo medios de avance (160, 162) y dicho primer o segundo medios de manipulación de miembros tubulares (164, 166) y la actividad auxiliar de perforación se puede realizar simultáneamente desde dicha torre de perforación por el otro de dicho primer o segundo medios de avance y el otro de dicho primer o segundo medios de manipulación de miembros tubulares.
Description
Buque o semisumergible de perforación y conjunto
de perforación multiactividad.
Esta invención se refiere a un buque o
semisumergible para perforaciones y un conjunto de perforación
multiactividad.
En el pasado, reservas sustanciales de gas y
petróleo se han localizado debajo del Golfo de México, el Mar del
Norte, el Mar de Beaufort, las regiones del Lejano Oriente, Oriente
Medio, África Occidental, etc. En las etapas iniciales de la
perforación fuera de costa de exploración y/o desarrollo, las
operaciones se realizaban en aguas relativamente poco profundas, de
unos cuantos metros hasta 30 metros más o menos, a lo largo de las
regiones cercanas a la costa y partes del Golfo de México. Con el
paso de los años, el Golfo y el resto de regiones del mundo han
sido extensivamente exploradas y se las reservas conocidas de
petróleo y gas en aguas poco profundas han sido identificadas y
perforadas. Como la necesidad de energía rentable continua
incrementándose por todo el mundo, se han buscado reservas
adicionales de petróleo y gas en aguas con profundidades de 900 a
1.500 m o más en la plataforma continental. Como ejemplo, existe un
campo actualmente en producción frente a la costa de Luisiana en
853 m de agua, y las operaciones de perforación frente a Nueva
Orleans se prevén en el futuro próximo, aproximadamente, de 914 a
2.286 m de agua. Aun más, se han licitado bloques en campos de
3.048 m y para el año 2000 se anticipa que existirá el deseo de
perforar en 3.658 m de agua o más.
La exploración de aguas profundas no solamente
proviene de una necesidad creciente de localizar nuevas reservas,
como una proposición general, sino que con la evolución del
conocimiento de interpretar imágenes sísmicas en tres dimensiones,
y el mejor conocimiento de los atributos de las turbiditas y arenas
de aguas profundas, se cree ahora que existen grandes reservas
sustanciales para la producción de petróleo y gas en el Golfo de
México y en otros lugares en aguas con profundidades de 3.048 m o
más.
A lo largo de las regiones cercanas a la costa y
al talud continental, las reservas de petróleo han sido perforadas
y explotadas utilizando torres fijas y unidades móviles tales como
plataformas autoelevadoras. Las torres o plataformas fijas son
fabricadas típicamente tierra adentro y transportadas hasta el lugar
de perforación en una barcaza o son auto-flotantes
utilizando cámaras de flotación dentro de las patas de la torre. En
el punto de trabajo, las torres son erigidas y fijadas al fondo del
mar. Una plataforma autoelevadora normalmente incluye una barcaza o
plataforma autopropulsada que se usa para hacer flotar el equipo de
perforación hasta el punto de perforación. En el lugar de
perforación, las patas en las esquinas de la barcaza o de la
plataforma autopropulsada se prolongan hacia abajo, hasta dentro
del lecho marino, hasta que la plataforma se eleva una distancia de
trabajo adecuada sobre la altura de ola estadística de una tormenta.
Un ejemplo de una plataforma autoelevadora se describe en la
patente de Estados Unidos n.º 3.412.981 de Richardson. Una barcaza
autoelevadora se describe en la patente de Estados Unidos n.º
3.628.336 de Moore y colaboradores.
Una vez colocada en posición, las torres fijas,
las barcazas y las plataformas autoelevadoras se utilizan para
perforar en mareas de pequeña amplitud de una forma no dramática a
diferencia de las operaciones realizadas en tierra. Se observará
fácilmente que aunque las plataformas fijas y los equipos de
perforación auto elevadores son adecuados de aguas con
profundidades de 30 a 100 m más o menos, no son en absoluto útiles
para aplicaciones en aguas profundas.
En aguas más profundas, se ha previsto una torre
autoelevadora en la cual se usa una plataforma para que flote y, a
continuación, una más patas son descendidas hasta el lecho marino.
Los anclajes de estas plataformas autoelevadoras se caracterizan en
dos categorías: (1) diseños de pilotes sustentados y (2) estructuras
basadas en la gravedad. Un ejemplo de torre autoelevadora basada en
la gravedad se muestra en la patente de Estados Unidos n.º
4.265.568 de Herrmann y colaboradores. De nuevo, aunque una sencilla
pata autoelevadora tiene ventajas en profundidades de agua de unos
pocos miles de metros ya no es un diseño adecuado para aguas
profundas.
Para perforar en aguas profundas, se han
diseñado plataformas semisumergibles, tal y como se describe en la
patente de Estados Unidos n.º 3.919.957 de Ray y colaboradores.
Además, se han usado plataformas con patas en tensión tal y como se
describe en la patente de Estados Unidos n.º 3.982.492 de Steddum.
Una plataforma con patas en tensión incluye una plataforma y una
pluralidad de patas relativamente grandes que se extienden hacia
abajo, en el mar. Por debajo de cada pata se fijan anclas al lecho
marino, y entre las anclas y cada pata se extiende una pluralidad
de líneas de amarre permanentes. Estas líneas de amarre se tensan
para ejercer tracción parcialmente sobre las patas, oponiéndose a
su flotabilidad, hacia dentro del mar para proporcionar estabilidad
a la plataforma. Un ejemplo de una plataforma con patas en tensión
se describe en la patente de Estados Unidos n.º 4.281.613 de Ray y
colaboradores.
Incluso en aguas más profundas, se han usado
barcos-torre de perforación amarrados a torreta y
barcos-torres de perforación con posicionamiento
dinámico. Los barcos-torres de perforación amarrados
son descritos en las patentes de Estados Unidos nº 3.191.201 y
3.279.404 de Richardson y colaboradores.
Un barco de perforación con posicionamiento
dinámico es similar a un buque amarrado a torre de perforación en
el cual las operaciones de perforación se realizan a través de una
gran abertura central o pozo central realizado verticalmente a
través de la zona central del barco. Se utilizan conjuntos
propulsores a proa y popa en colaboración con múltiples sensores y
controles con ordenador para mantener dinámicamente el buque en
unas coordenadas deseadas de latitud y longitud. Un barco de
perforación con posicionamiento dinámico y sistema de
posicionamiento del ángulo de elevación se describe en la patente de
Estados Unidos n.º 4.317.174, de Dean.
Cada una de las invenciones patentadas a que se
ha hecho referencia en lo que antecede ha sido transferida con la
presente solicitud.
A pesar de un amplio éxito en la perforación de
aguas poco profundas a profundidad media, existe la creencia
reafirmada de que existen significativas reservas de energía por
debajo de aguas profundas de 2.134 a 3.658 m o más. Sin embargo,
los retos de perforar pozos exploratorios para pinchar dichas
reservas, y seguir con la perforación de desarrollo en una
pluralidad de dichos pozos, son formidables. Con respecto a esto, se
cree que los procedimientos y los aparatos existentes en el pasado
no serán adecuados para tratar económicamente la nueva frontera que
suponen las aguas profundas.
A medida que las profundidades de perforación se
doblan y triplican, la eficacia de la perforación debe ser mejorada
y/o se deben idear nuevas técnicas para contrarrestar los grandes
costes diarios que serían necesarias para operar el equipo capaz de
copar con aplicaciones para aguas profundas. Esta dificultad se
incrementa en la perforación de desarrollo de un campo donde, a
menudo, se precisa la perforación y la adecuación de veinte pozos o
más. Además, el trabajo de reacondicionamiento tal como sacar los
trenes de perforación, o la tubería de operación, acidificación del
pozo, cementación, reacondicionamiento del pozo, sustitución de
bombas, etc. en aguas profundas puede ocupar a un equipo de
perforación un largo periodo de tiempo.
En consecuencia, sería deseable proporcionar un
procedimiento y un aparato novedosos que fueran adecuados para
todas las aplicaciones fuera de costa, pero particularmente
adecuados para aplicaciones de perforación de exploración y/o
desarrollo en aguas profundas que utilizarían barcos de perforación,
plataformas semisumergibles, plataformas de patas en tensión y
similares, con un rendimiento mejorado para contrarrestar los
aumentos inherentes en costes, correspondientes a aplicaciones en
aguas profundas.
Se hace referencia al documento
GB-A-2 041 836 que presenta una
embarcación de perforación que tiene única torre de perforación con
la cual se pueden llevar a cabo operaciones de perforación usando de
forma recurrente dos rastras de perforación perforación, perforando
cada rastra de perforación un único pozo respectivo en el fondo
marino.
Un aspecto de la invención es proporcionar un
barco según la reivindicación 1.
Otro aspecto de la invención es proporcionar una
perforación multiactividad, según la reivindicación 7.
Mas adelante se describe un procedimiento y un
aparato para llevar a cabo la perforación de exploración fuera de
costa, con una única torre de perforación en la cual se pueden
llevar a cabo simultáneamente operaciones primarias y auxiliares de
perforación de exploración para acortar la vía actividad primaria de
perforación. La única torre se puede utilizar para llevar a cabo
simultáneamente múltiples operaciones de perforación, desarrollo y
acondicionamiento.
El procedimiento y el aparato a describir son
apropiados para la perforación de exploración y/o desarrollo de un
campo de reservas fuera de costa de petróleo y gas, particularmente
en zonas de aguas profundas.
El procedimiento y el aparato utiliza una torre
de perforación multiactividad para las operaciones de perforación
fuera de costa relativas a la exploración y/o desarrollo de un
campo, que pueda ser utilizada en aguas profundas con una eficacia
mejorada.
También se describen más adelante un
procedimiento y un aparato novedosos para la perforación fuera de
costa relativa a la exploración y/o desarrollo de un campo donde
puede utilizarse una única torre de perforación simultáneamente
para las actividades de tubos primarias, secundarias y
terciarias.
Con el procedimiento y el aparato para la
perforación fuera de costa de exploración las actividades
multiperforación se pueden realizar simultáneamente desde una única
torre de perforación y, de este modo, ciertas operaciones de
tubulares pueden ser suprimidas de una vía crítica de la actividad
de perforación primaria.
Además, con el procedimiento y el aparato se
pueden realizar actividades multitubulares desde una única torre de
perforación, y la perforación primaria o actividad tubular auxiliar
pueden ser realizadas simultáneamente por medio de una pluralidad
de lugares de manipulación de tubulares dentro de una única torre de
perforación.
El sistema de torre de perforación para las
operaciones de perforación fuera de costa de exploración y/o
desarrollo de un campo puede ser utilizado eficaz y eficientemente
por un barco de perforación, plataforma semisumergible, plataforma
con patas en tensión, plataforma autoelevadora, torre fija o
similar, para mejorar la eficacia de la perforación de los sistemas
previamente conocidos.
El procedimiento y el aparato novedosos se
pueden usar para aplicaciones de perforación de exploración y/o
producción en aguas profundas con una fiabilidad mejorada, así como
la eficacia.
También se describen más adelante un
procedimiento y un aparato novedosos para la perforación de
desarrollo de un campo en aguas profundas o actividad de
reacondicionamiento, donde se pueden trabajar múltiples pozos
simultáneamente desde una única torre de perforación.
Una realización preferida de la invención, que
se pretende cumplir con al menos algunos de los objetivos
anteriores, comprende un conjunto de perforación multiactividad el
cual es operativo para ser montado sobre una cubierta de un barco
de perforación, plataforma semisumergible, plataforma de patas en
tensión, torre para perforaciones fuera de costa o similar, para
dar apoyo a las operaciones de perforación de exploración y/o
desarrollo a través de una cubierta y dentro del lecho de un cuerpo
de agua.
El conjunto de perforación multiactividad,
incluye una torre de perforación para dar apoyo simultáneamente a
las operaciones de perforación de exploración y/o producción y
actividad tubular u otra actividad auxiliar a las operaciones de
perforación por medio de una plataforma de perforación. Una primera
estación tubular se encuentra situada dentro de la periferia de la
torre de perforación para realizar operaciones de perforación por
medio de la plataforma de perforación. Una segunda estación tubular
se encuentra situada contigua a la primera, pero separada de la
misma, y dentro de la periferia de la torre de perforación para
realizar operaciones auxiliares a la función primaria de
perforación.
Con la torre de perforación multiactividad que
antecede, la actividad de perforación primaria puede ser realizada
mediante la primera estación tubular y, simultáneamente, la
perforación auxiliar y/o actividad relacionada puede ser realizada
dentro de la misma torre de perforación por medio de la segunda
estación tubular para suprimir eficazmente cierta actividad de la
vía crítica de perforación primaria.
Otros objetivos y ventajas de la presente
invención se volverán evidentes de la detallada descripción que
sigue de una manera preferida de llevarla, dada a modo de ejemplo
referencia a dibujos que se acompañan, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva
axonométrica de un barco de perforación del tipo que es adecuado
para utilizar ventajosamente el procedimiento y el aparato de
perforación multiactividad de exploración y/o desarrollo de un
campo de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 es una vista en alzado lateral del
barco de perforación multiactividad representado en la figura 1 con
la zona del pozo central cortada para representar las sartas dobles
de tubulares que se extienden desde una única torre de
perforación;
la figura 3 es una vista en planta del barco de
perforación representado en las figuras 1 y 2, el cual comprende
una realización preferida de la invención;
la figura 4 es una vista en planta de una
cubierta mecánica del barco de perforación ilustrada en la figura
3, que representa varias características operativas;
la figura 5 es una vista de un alzado desde
estribor de la torre de perforación multiactividad, según una
realización preferida de la presente invención, montada sobre una
subestructura o plataforma de bodega;
la figura 6 es una vista de un alzado desde popa
de la torre de perforación multiactividad representada en la figura
5;
la figura 7 es una vista en planta de una
cubierta de perforación para la torre de perforación multiactividad
según una realización preferida de la invención;
la figura 8 es una vista ilustrativa de un
alzado de un dispositivo motriz de la parte superior cuya función
es girar y accionar tubulares según una realización preferida de la
invención;
las figuras 9 a 22 representan una secuencia
esquemática de vistas que ilustran actividad primaria y auxiliar de
los tubulares, estando realizadas de acuerdo con una secuencia de
perforación de exploración que usa el presente procedimiento y
aparato; y
las figuras 23a y 23b muestran un diagrama de
tiempos para una operación ilustrativa de perforación exploratoria,
en el cual la figura 23a muestra una vía crítica de la actividad de
una operación de perforación convencional; y la figura 23b muestra
un perfil de tiempos de una vía crítica similar para la misma
actividad de perforación, según un presente procedimiento y
aparato. La figura 23b muestra un drástico aumento en la eficacia de
la perforación de exploración que se puede conseguir con el uso del
aparato y el procedimiento aquí presentados.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, en los
cuales números de referencia iguales indican piezas iguales, e
inicialmente a la figura 1, se verá una vista axonométrica de un
barco de perforación fuera de costa según una realización preferida
de la presente invención. Este barco de perforación con
posicionamiento dinámico da a conocer el mejor modo de llevar a la
práctica la invención actualmente prevista por los solicitantes de
la patente. Más concretamente, el presente barco de perforación 30
multiactividad de la invención comprende un casco del tipo barco
petrolero 32, el cual está construido con un gran pozo central 34
entre la proa 36 y la popa 38. Una torre de perforación 40
multiactividad está montada sobre la subestructura del barco de
perforación por encima de un pozo central 34 y operable de realizar
las operaciones primarias de tubos y, simultáneamente, las
operaciones auxiliares a las operaciones primarias de tubulares
desde una única torre de perforación a través del pozo central. En
esta solicitud, se usa el término tubular como una expresión
genérica para los conductos utilizados en la industria de la
perforación e incluye conductos de la columna ascendente
relativamente grandes, de tubería de revestimiento y sartas de
perforación de varios diámetros.
El barco de perforación 30 puede ser mantenido
en su posición mediante amarras o mediante amarras de la torreta,
tal y como se describe, por ejemplo, en las patentes de Estados
Unidos antes mencionadas nº 3.191.201 y 3.279.404 de Richardson. En
una realización preferida el barco de perforación 30 se mantiene con
precisión en su posición mediante posicionamiento dinámico. El
posicionamiento dinámico se realiza utilizando una pluralidad de
propulsores de proa 42 y propulsores de popa 44 que son controlados
con precisión por ordenadores que utilizan datos de entrada para
controlar los múltiples grados de libertad del buque a flote en las
cambiantes condiciones del entorno, como son el viento, la
corriente, olas, mar tendida, etc. El posicionamiento dinámico es
relativamente sofisticado y al utilizar referencias por satélite es
capaz de mantener con mucha precisión un barco de perforación en
una latitud y longitud deseadas, en su posición, sobre el cabezal de
un pozo.
Haciendo referencia ahora a las figuras 1 a 4,
aquí se verá una pluralidad de vistas que desvelan, con cierto
detalle, un barco de perforación multiactividad según una
realización preferida de la invención. En éstas, la figura 2
describe un alzado desde estribor del barco de perforación
multiactividad que incluye un helipuerto a popa 46, sobre un
espacio del buque 50 y una sala de máquinas principal 52. Los
estantes de almacén de la columna ascendente 54 se encuentran por
encima de una sala de máquinas auxiliar 56. Los estantes primero 58
y segundo 60 de tubos se encuentran por delante de la zona de
almacén de la columna ascendente 54 y encima de una sala de
máquinas auxiliar 62, almacén de sacos 64 y salas de lodos 66. Una
caseta del agitador 68 se extiende por encima de la sala de lodos
66 y está contigua a una parte de popa de la torre de perforación
40 multiactividad. Una primera 70 y una segunda 72 grúas de 68
toneladas métricas, con aguilones de 45,7 m están montadas a popa
de la torre de perforación 40 multiactividad y se utilizan, por
ejemplo, en conexión con los requisitos de manipulación de la
columna ascendente y los tubos de operación del barco de
perforación.
Una sala de maquinaria y zona de ensayos del
pozo 74 está construida contigua a un borde de proa de la torre de
perforación 40 multiactividad y una zona de almacén 76 adicional de
columna ascendente y alojamientos de la tripulación 78 se
encuentran a proa de la zona de ensayos del pozo como muestra la
figura 2. Otra grúa 82 de 68 toneladas métricas, con un aguilón de
45,7 m se encuentra a proa de la torre de perforación 40
multiactividad y da servicio a una parte a proa del barco de
perforación.
Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, aquí se
verán vistas en planta de una plataforma de tubos y una plataforma
de maquinaria de una realización preferida del barco de perforación
30. Mirando primero a la figura 3, se muestra una vista en planta
del barco de perforación 30, un helipuerto a popa 46 sobre un
espacio del buque 50 y a popa de una zona de almacén de columna
ascendente 54. Una segunda zona de almacén de columna ascendente 55
se encuentra contigua al almacén 54 y en unos nervios similares, los
estantes de tubos 63 y 65 se encuentran contiguos a los estantes de
tubos 62 y 64, respectivamente, previamente señalados. La caseta del
agitador 68 se encuentra a proa de los estantes de tubos y contiguo
a la torre de perforación 40 multiactividad, y un registrador de
lodos 67 se muestra sobre la sala de lodos 66. Una pasarela 69 se
extiende entre el estante de columna ascendente y de tubos para
facilitar el transporte de los tramos de columna ascendente, tubería
de revestimiento y tubo de perforación desde las zonas de almacén
hasta la torre de perforación 40 polivalente.
Una zona de ensayos del pozo 74 y 75, se muestra
contigua a la torre de perforación 40 y a popa, de aproximadamente
unos 3.000 m adicionales, de estantes de almacén 76 y 77 de tubos.
Se muestra un helipuerto 80 en proa situado encima de los
alojamientos de la tripulación 78, como se dijo anteriormente, y la
zona de tubos de proa está atendida por una grúa 72 de 68 toneladas
métricas como se especificó anteriormente.
Una vista en planta de la cubierta de maquinaria
se muestra en la figura 4, e incluye una sala de máquinas 56 que
tiene depósitos de combustible en la banda de estribor y un sistema
de aire comprimido y de generación de agua 84 en la banda de babor.
La maquinaria auxiliar 62 tal como un taller mecánico, taller de
soldadura y taller de aire acondicionado aparecen situados
contiguos al mecanismo de cambio de engranajes, módulos de control
y sala SCR 86. Enfrente de la sala SCR, en la cubierta de
maquinaria, se encuentra el almacén del aire acondicionado 88 y
pañoles de estantes 64 como se señaló anteriormente. Las salas de
bombas de lodos 66 incluyen una pluralidad de bombas 90 de lodos de
la perforación y de cemento, esencialmente idénticas, y depósitos
de mezclado y de almacenamiento 92.
Los asientos de la torre de perforación 94, 96,
98 y 100 se muestran en la cubierta de bodega y están situados
simétricamente alrededor de la zona de un pozo central 34. Una pista
de rodadura 101 paralela se extiende sobre el pozo central y está
dispuesta entre una zona a popa de sistemas para trenes de
perforación submarinos y una zona a proa de la sala por debajo del
nivel del mar. Una sala del compresor de columna ascendente 102 se
muestra en una posición contigua a la zona de maquinaria de proa 74
la cual incluye una zona de control de los obturadores antierupción
104.
El casco del buque de perforación puede tener
una eslora de 260 m y un diseño similar la de los petroleros
lanzadera del Mar del Norte. Los distintos paquetes de componentes
dispuestos en módulos están fácilmente contenidos dentro de un
barco de esta capacidad y el barco de perforación posicionado
dinámicamente proporciona una gran plataforma estable para las
operaciones de perforación en aguas profundas. El anterior barco de
perforación multiactividad y los componentes operativos se
describen en una disposición ilustrativa y está previsto que se
puedan utilizar otros equipos y colocados en otros lugares, y otro
diseño del buque o de la plataforma. Sin embargo, lo anterior es
típico de las instalaciones primarias de funcionamiento que se
pretende estén incluidas en el objeto de la invención del barco de
perforación multiactividad.
Haciendo referencia ahora a las figuras 5 a 7,
se muestra una torre de perforación 40 multiactividad según una
realización preferida de la invención. La torre de perforación 40
incluye una base 110 que está unida simétricamente a la
subestructura 112 del barco de perforación por encima del pozo
central 34. La base 110 es preferentemente cuadrada y se extiende
hacia arriba hasta un nivel del piso de perforación 114. Por encima
del nivel del piso de perforación existe una plataforma para las
tareas de extracción 116 y un techo 118 para la plataforma de las
tareas de extracción. Las patas 120, 122, 124 y 126 de la torre de
perforación están formadas por conductos tubulares graduados y
proyectados hacia arriba y tienen una pendiente hacia dentro desde
el piso de perforación 114. La torre de perforación finaliza en una
estructura, o cubierta, 128 en la parte superior, genéricamente,
rectangular. Las patas están fijas espacialmente mediante una red de
puntales 130 para formar una torre de perforación rígida que
permita la manipulación de tubos en servicio continuo y funciones
multiactividad según el objeto de la invención.
Como particularmente puede verse en la figura 5,
la parte superior 128 de la torre de perforación sirve para
soportar una primera 132 y una segunda 134 mini torre de
perforación, las cuales sirven de guía a una polea y a un sistema
hidráulico de compensación del movimiento.
Como se muestra en las figuras 5 a 7, la torre
de perforación 40 multiactividad incluye preferiblemente un primer
140 y un segundo 142 taller de extracción de un diseño convencional.
Un cable 144 se extiende hacia arriba desde los talleres de
extracción 140 sobre las poleas 146 y 148 y las poleas de movimiento
compensado 150 en la parte superior de la torre de perforación 40.
El cableado del taller de extracción se extiende hacia abajo dentro
de la torre de perforación hasta el primer 152 y segundo 154 bloque
de desplazamiento, observe de nuevo la figura 5. Cada uno de los
talleres de extracción 140 y 142 está controlado de forma
independiente por distintas consolas de perforador 156 y 158,
respectivamente.
El piso de perforación 114 de la torre de
perforación incluye unas estaciones primera 160 y segunda 162 de
avance de los tubos, las cuales en una realización comprenden una
primera mesa giratoria y una segunda mesa giratoria esencialmente
idénticas. Las mesas giratorias se encuentran situadas
simétricamente con una separación relativa dentro de la torre de
perforación 40, y en una realización, a lo largo de la línea de
crujía del barco de perforación 30.
Otras realizaciones previstas incluyen mesas
giratorias situadas desde una banda a otra del buque e incluso
siguiendo una línea inclinada. Los talleres de extracción 140 se
encuentran contiguos al primer tubular 160 y los talleres de
extracción 142 se encuentran contiguos a la segunda estación 162 de
avance del tubular y tiene la misión de realizar las operaciones de
perforación y/o operaciones auxiliares a las operaciones de
perforación a través del pozo central 34 del barco de perforación.
Cada estación de avance de tubulares incluye, en una realización,
una máquina rotativa, un dispositivo motriz giratorio, casquillos
principales, casquillos y deslizadores de accionamiento de la
varilla de arrastre. Además, cada estación de avance de tubos 160 y
162, incluye operativamente un cuñero de perforación en hierro, unas
tenazas para llevar tubos, y una cadena giratoria, una varilla de
arrastre y una cabeza giratorias para componer y desmontar tubos de
forma convencional.
Un primer aparato para manipular los tubos 164 y
un segundo aparato para manipular los tubos 166 se encuentran
posicionados, en una realización, sobre un carril 168 que se
extiende desde una posición contigua al primer medio 160 de avance
de tubos hasta el segundo medio 162 de avance de tubos. Una primera
envuelta de sarta apilada de tubulares 170 se encuentra contigua al
primer aparato de manipulación de tubos 164 y una segunda envuelta
de sarta apilada de tubulares 172 se encuentra contigua al segundo
aparato de manipulación de tubos 166. Una tercera envuelta 174 de
sarta apilada de tubulares puede estar situada entre la primera
envuelta de sarta apilada 170 y la segunda envuelta de sarta
apilada de tubulares 172 y está operativa para recibir tubulares
tanto desde el mencionado primer aparato de manipulación de
tubulares 164 o desde el mencionado segundo aparato de manipulación
de tubulares 166 a medida que estos se trasladan sobre el carril
168. Situado contiguo a la primera estación de avance de tubos 160
se encuentra un primer cuñero de perforación 180 en hierro y un
segundo cuñero de perforación 181 en hierro se encuentra contiguo a
la segunda estación de avance de tubos 162. El cuñero de
perforación en hierro se utiliza de forma operativa en colaboración
con las estaciones giratorias 160 y 162, respectivamente, para
reemplazar y desmontar los tubos.
Se verá al observar en particular la figura 7,
que el carril 168 permite que el primer conjunto de manipulación de
tubulares 164 retire y reciba conductos desde cualquiera de las
envueltas de sarta apilada de tubulares 170, 172 y 174. El uso
primario para el conjunto de manipulación de tubos 164, sin embargo,
será con relación a las envueltas de sarta apilada 170 y 174. De
forma similar, el carril 168 permite que el segundo conjunto de
manipulación de tubulares 166 transfiera conductos tales como
columna ascendente, tubería de revestimiento o tubos de perforación
entre la segunda estación rotativa 162 y las envueltas de sarta
apilada de tubulares 172, 174 y 170. Sin embargo, el conjunto de
manipulación de tubos 166 será utilizado más frecuentemente con las
envueltas de sarta apilada del conducto 172 y 174. Aunque en la
figura 7 se muestra un sistema particular de manipulación de tubos
sustentados por carril, se contemplan otras disposiciones de
manipulación de tubulares dentro del alcance de las
reivindicaciones anexas. Sin embargo, un elemento común a todos los
sistemas será la capacidad para componer y desmontar tubos tanto en
las estaciones tubulares primera como segunda de avance de tubos a
través del pozo central. Además, una característica de los sistemas
de manipulación de tubos será la capacidad de transvasar segmentos
de tubos atrás entre la primera estación de avance de tubos a través
del pozo central y la segunda estación de avance de tubos y las
envueltas de sarta apilada, como se trataron en lo que
antecede.
En una realización actualmente preferida, la
función rotativa se aplica a tubos realizados por dispositivos
motrices primero 182 y segundo 183, observe de nuevo la figura 5.
Cada dispositivo motriz superior es similar, y la unidad 182 se
muestra más concretamente en la figura 8. El dispositivo motriz
superior está unido a un bloque de desplazamiento 152 y está
equilibrado por cilindros hidráulicos de equilibrado 184. Una
sufridera guía 185 sustenta un tren motor 186 que acciona un
conjunto de manipulación de tubos 188 sobre el piso de perforación
114.
Aunque tanto un sistema de mesa giratoria de
avance de tubos como un dispositivo motriz en la parte superior se
han descrito y han sido estudiados en lo que antecede, el sistema
motriz superior es actualmente el preferido. En ciertas
circunstancias, ambos sistemas pueden incluso ser instalados en un
barco de perforación. Más aun, otros sistemas pueden ser previstos
finalmente, sin embargo, una característica operacional de todos los
sistemas de tubos será la capacidad para manipular, componer o
desmontar, retirar y avanzar de forma independiente tubos a través
de múltiples estaciones sobre un pozo central y dentro del lecho del
mar.
Se observará al consultar y comparar las figuras
5, 6 y 8 que la torre de perforación 40 multiactividad comprende
dos dispositivos motrices idénticos en la parte superior y/o mesas
giratorias separadas, talleres de extracción, compensadores del
movimiento y bloque de desplazamiento situados dentro de una única
torre de perforación polivalente. En consecuencia, la torre de
perforación multiactividad permite llevar a cabo una actividad de
perforación primaria y una actividad auxiliar de forma simultanea y,
de este modo, se puede optimizar las etapas críticas de una
operación de perforación a realizar a través del pozo central 34.
Alternativamente, se prevén unidades que no serán de un tamaño
idéntico ni, incluso, su función, pero sin duda serán capaces de
manipular tubos y de transvasar tubos entre las estaciones de avance
de tubos dentro de una única torre de perforación. Además, en una
realización preferida, la estructura de soporte multiactividad está
en forma de una torre de perforación con cuatro lados. El objeto de
la invención, sin embargo, pretende incluir otras disposiciones de
superestructura, tal como conjuntos de trípode o incluso, dos
bastidores verticales contiguos pero interconectados y
superestructuras que sean operativas para realizar una función de
soporte para más de una perforación de tubos o actividad para
realizar operaciones simultáneas a través de la cubierta de un
barco de perforación, plataforma semisumergible con patas en tensión
o similar.
Haciendo referencia ahora específicamente a las
figuras 9 a 22, se verá una secuencia de operación de la presente
torre de perforación multiactividad y barco de perforación en donde
un primer medio, o medio principal de avance de tubulares está
operativo para realizar la actividad de perforación primaria y un
segundo medio, o medio auxiliar de avance de tubulares se utiliza
para las funciones críticas al proceso de perforación, pero puede
ser retirado ventajosamente del recorrido critico de perforación
para acortar drásticamente el tiempo total de perforación.
Volviendo específicamente a la figura 9, se
muestra un dibujo esquemático de una torre de perforación 40
multiactividad situada sobre una plataforma de perforación 190 de
un barco de perforación, plataforma semisumergible de patas en
tensión, o similar, del tipo anteriormente descrito.
Una abertura del pozo central en la plataforma
de perforación 192 permite que tubulares, como la columna
ascendente, tuberías de revestimiento o tubos de perforación sean
compuestos dentro de la torre de perforación 40 y se extiendan a
través de un cuerpo de agua 194 para realizar la actividad de
perforación y/o la actividad asociada con la perforación dentro y
sobre el lecho marino 196.
La estación principal de perforación 160 se
utiliza para recoger y componer un conjunto de perforación por
chorro de agua a gran presión de 76,2 cm para perforar con chorro de
agua dentro del lecho marino y conjuntos de perforación de 66 cm y
situarlos dentro de las envueltas de sarta apilada de la torre de
perforación para la estación auxiliar 162 para que discurran dentro
de la tubería de revestimiento de 76,2 cm. El equipo de perforación
principal procede, a continuación, a componer el cabezal del pozo de
47,6 cm y lo de vuelve a la torre de perforación para colocar tubos
de tubería de revestimiento de 50,8 cm.
Al mismo tiempo, la estación auxiliar 162 se usa
para recoger la tubería de revestimiento de 76,2 cm y recibe el
conjunto de perforación por chorro de agua a gran presión desde el
equipo de perforación principal y desplaza todo el conjunto hasta
el lecho marino, donde comienza una operación de perforar con chorro
de agua a gran presión la tubería de revestimiento de 76,2 cm.
Haciendo referencia a la figura 10, el equipo de
perforación principal desliza una pila obturadora antierupción 200
bajo el piso del equipo de perforación y realiza un test de
funcionamiento de la pila y de su sistema de control. Al mismo
tiempo, el equipo de perforación auxiliar y la estación rotativa 162
se usan para perforar con agua y colocar la tubería de
revestimiento de 76,2 cm. El equipo de perforación auxiliar
desconecta, a continuación, la herramienta de manipulación del
cabezal del pozo y continua perforando la sección del pozo de
sondeo de 66 cm.
En la figura 11, el equipo de perforación
principal se usa para iniciar el desplazamiento de la pila del
obturador antierupción 200 y taladrar la columna ascendente al
lecho marino. Simultáneamente el equipo de perforación auxiliar,
que incluye la segunda estación giratoria 162, se usa para finalizar
la perforación de la sección de pozo de 66 cm y, a continuación,
extrae el conjunto de perforación de 66 cm hasta la superficie. La
estación auxiliar posteriormente monta y desplaza la tubería de
revestimiento 202 de 50,8 cm y tras la colocación de la tubería de
revestimiento de 50,8 cm en el cabezal del pozo, el equipo de
perforación auxiliar engancha la línea de cemento y cementa la
tubería de revestimiento de 50,8 cm en posición. El equipo de
perforación auxiliar retira, a continuación, la cadena de
colocación de la tubería de revestimiento de 50,8 cm.
En la figura 12, el equipo de perforación
principal y la estación rotativa 160 deposita el obturador
antierupción 200 sobre el cabezal de pozo y verifica la unión del
cabezal del pozo. Al mismo tiempo, la estación rotativa auxiliar
162 se utiliza para tender el conjunto de chorro de agua a gran
presión de 76,2 cm y el conjunto de perforación de 66 cm. Una vez
que se ha finalizado esta operación, la estación rotativa auxiliar
162 se usa para componer un conjunto de fondo del pozo de 44,45 cm,
y coloca el conjunto en la torre de perforación para que lo coja el
conjunto de rotación primario o principal.
En la figura 13, el conjunto rotativo principal
coge el conjunto de fondo del pozo 204 de 44,45 cm, el cual fue
previamente compuesto por el equipo de perforación auxiliar, y lo
coloca y el tubo de perforación en el pozo para comenzar a taladrar
la sección de 44,45 cm. Al mismo tiempo, la estación rotativa
auxiliar coge secciones individuales de tubería de revestimiento de
34 cm de los estantes de tubos del barco de perforación, y los
compone en tramos de 38 m y, a continuación, vuelve a colocar los
tramos en las envueltas de la torre de perforación como preparación
para realizar la tubería de revestimiento de 34 cm.
En la figura 14 la estación rotativa principal
160 completa la perforación de la sección de pozo de 44,45 cm. El
conjunto de perforación es entonces retirado de nuevo a la
superficie a través del pozo central y la estación rotativa
principal procede entonces a montar y colocar los segmentos de
tubería de revestimiento de 34 cm que fueron repuestos previamente
y colocados al interior de la torre de perforación. Tras depositar
en tierra la tubería de revestimiento en el cabezal del pozo, el
equipo de perforación cementa la tubería de revestimiento en su
sitio. Al mismo tiempo, la estación rotativa auxiliar 162 recoge
juntas de tubería de revestimiento de 24,46 cm procedentes de los
estantes de tubos del barco de perforación, los repone en
bastidores triples y, a continuación, los devuelve en las envueltas
tubulares de manipulación de la torre de perforación para preparar
la ejecución de una tubería de revestimiento de 24,46 cm.
En la figura 15, la estación rotativa principal
prueba la pila del obturador antierupción tras ajustar el conjunto
de estanqueidad de 34 cm y la estación rotativa auxiliar cambia el
conjunto de pozo inferior de 44,45 cm a un conjunto de 31 cm. El
conjunto de 31 cm es entonces retirado en las envueltas de
manipulación del conducto de la torre de perforación a una posición
donde puede ser recogido por la estación rotativa principal.
En la figura 16, la estación rotativa principal
160 se usa para introducir en el pozo el conjunto de fondo del pozo
de 31 cm. y comienza a perforar la sección del taladro de 31 cm. Al
mismo tiempo, la estación rotativa auxiliar se utiliza para
completar la herramienta de manipulación de la tubería de
revestimiento de 24,46 cm y el cabezal de cementación y, a
continuación, hacer retroceder ambos conjuntos completos en la
envuelta de manipulación del conducto de la torre de perforación
para preparar la ejecución de la tubería de revestimiento de 24,46
cm.
En la figura 17, la estación rotativa principal
160 se utiliza para finalizar la perforación de la sección de pozo
de 31 cm y retirar el conjunto de 31 cm a la superficie. La estación
rotativa principal monta, a continuación, y coloca la tubería de
revestimiento de 24,46 cm en el pozo y cementa la tubería de
revestimiento en posición. Al mismo tiempo, la estación rotativa
auxiliar cambia el conjunto de fondo del pozo de 31 cm a 21,6 cm y
coloca los conjuntos de 21,6 cm de nuevo en la torre de perforación
para ser recogidos por la estación rotativa principal.
En la figura 18, la estación rotativa principal
se muestra desplazando en el pozo conjuntos de perforación de 21,6
cm y comienza a perforar el pozo de 21,6 cm con el primer
dispositivo motriz giratorio superior. Durante esta operación, la
estación rotativa auxiliar se usa para completar el cortador de
tubería de revestimiento.
En la figura 19, la estación rotativa principal
160 finaliza la perforación de la sección de pozo de 21,6 cm y
retira el conjunto de perforación a la superficie. La estación
rotativa principal procede, a continuación, a sondear hacia abajo
los columna ascendente y comienza a recuperar la pila del obturador
antierupción 200.
Como se muestra en la figura 20, una vez que el
obturador antierupción 200 está despejado del cabezal del pozo, la
estación rotativa auxiliar entra en el pozo con un cortador de la
tubería de revestimiento 210 y corta la tubería de
revestimiento.
En la figura 21, la estación rotativa principal
se usa para seguir recuperando la pila del obturador antierupción
200 y la estación rotativa auxiliar se usa para recuperar el cabezal
del pozo 212.
En la figura 22, la estación rotativa principal
se prepara para mover el barco de perforación y la estación
rotativa auxiliar ayuda en esta operación.
Haciendo referencia ahora específicamente a la
figura 23a, se verá un diagrama de tiempos para una típica
operación de perforación de un pozo submarino según una operación de
perforación convencional. Las barras horizontales rellenas
representan segmentos de tiempo a lo largo de una abcisa y la
actividad de tubos se muestra a lo largo de una ordenada. Como
operación inicial, ocho horas se utilizan para coger tubos y
veintisiete horas, son precisas para perforar con chorro de agua
gran presión la tubería de revestimiento de 76,2 cm en posición. Se
usan, a continuación, tres horas para completar y colocar conjuntos
del fondo del pozo y herramientas de manipulación. A continuación,
cuarenta y cuatro horas y media, observe la barra 226, son precisas
para perforar y cementar la tubería de revestimiento de 50,8 cm.
Sesenta y nueve horas 228 son necesarias para operar y comprobar un
obturador antierupción. Se necesitan tres horas para componer y
colocar los conjuntos del fondo del pozo y las herramientas de
manipulación. La secuencia continua con treinta y nueve horas,
observe la barra 234, y veintiuna horas, observe la barra 236,
necesarias para colocar y cementar una tubería de revestimiento de
34 cm. Cuatro horas y tres cuartos son necesarias para componer y
colocar los conjuntos del fondo del pozo y las herramientas de
manipulación, observe la barra 238, y diez horas y media se usan
para comprobar el obturador antierupción, observe la barra 240. A
continuación, ochenta y una horas y media, observe la barra 242, se
usan para perforar la columna de sondeo de 31 cm, y veintidós horas
se usan para colocar y cementar una tubería de revestimiento de
24,46 cm, observe la barra 244. Dos horas y tres cuartos son
necesarias, a continuación, para componer y colocar los conjuntos
del fondo del pozo y herramientas de manipulación, observe la barra
246, y catorce horas, observe la barra 248, se usan para perforar el
pozo de 21,6 cm. A continuación, treinta y una horas y media se
emplean en recuperar el obturador antierupción, observe la barra
250, diecisiete horas se emplean en subir y recuperar el cabezal
del pozo, como se representa por la barra de tiempos 252 y, por
último, se coloca el tubo de perforación precisando ocho horas,
véase la barra de tiempo 254.
En comparación con una secuencia de perforación
convencional, se describe una operación idéntica de perforación
mediante un diagrama de tiempos en la figura 23b según el objeto de
la invención, en donde unas estaciones de tubos principal y
auxiliar se usan simultáneamente en una realización preferida de la
presente invención, para reducir drásticamente el tiempo total de
perforación y, de este modo, aumentar la eficacia de la operación
de perforación. Más concretamente, se observará que la operación
principal de perforación puede ser realizada a través de una
primera estación de avance de tubos y la vía crítica de la secuencia
de perforación se representa con las barras de tiempo sólidas
mientras la actividad auxiliar a través de una segunda estación de
avance de tubos se muestra por barras de tiempo rayadas.
Inicialmente, la estación rotativa principal
utiliza ocho horas y media para montar un conjunto del fondo del
pozo y recoger tubos, observe la barra de tiempo 260. A
continuación, el obturador antierupción se hace deslizar hasta la
posición y se prueba, lo cual utiliza doce horas, como muestra la
barra de tiempo 262. Cuarenta y dos horas se precisan entonces para
descender el obturador antierupción hasta el lecho marino, como se
muestra la barra de tiempo 264 y quince horas, como muestra la
barra de tiempo 266, se usan para colocar y ensayar el obturador
antierupción. A continuación, el pozo de 44,45 cm se perfora
mediante la estación rotativa primaria y la mesa rotatoria 160 como
se describe por la barra de tiempo 268. Posteriormente, la tubería
de revestimiento de 34 cm se realiza y se cementa en posición
utilizando catorce horas como se muestra por la barra de tiempo
270.
La siguiente operación precisa diez horas y
media para probar el obturador antierupción, como muestra la barra
de tiempo 272. Ochenta y una horas y media usa la estación rotativa
principal y la mesa rotatoria 160 para perforar el pozo de 31 cm
como se muestra por la barra de tiempo 274. La barra de tiempo 276
representa dieciséis horas para colocar y cementar la tubería de
revestimiento de 24,46 cm. Un pozo perforado de 21,6 cm, consume, a
continuación, catorce horas, como representa la barra de tiempo 278
y, por último, la perforadora principal utiliza treinta y una horas
y media, que se representan en la barra de tiempo 280, para
recuperar el obturador antierupción.
Durante esta misma secuencia de tiempos la
estación de avance de tubos secundaria, o auxiliar, 162 se usa para
perforar chorreando con agua a presión la tubería de revestimiento
de 76,2 cm en veintiuna horas y media, como se representa por la
barra de tiempo rayada 282. A continuación, la tubería de
revestimiento de 50,8 cm es perforada y ejecutada durante un
periodo de cuarenta y cuatro horas y media como muestra la barra de
tiempo 284. La perforadora auxiliar se usa, a continuación, durante
cinco horas para componer y colocar los conjuntos del fondo del
pozo y las herramientas de manipulación durante cinco horas, como
muestra la barra de tiempo 286. Ocho horas y media se usan para
retirar 34 cm dobles, como muestra la barra de tiempo 288. La barra
de tiempo 290 ilustra el uso de cuatro horas y cuarto para componer
y colocar conjuntos del fondo de pozo y herramientas de
manipulación, y diez horas son necesarias, como muestra la barra de
tiempo 292, para retirar dobles 24,46 cm. Cuatro horas son entonces
necesarias, como muestra la barra de tiempo 300, para componer y
colocar conjuntos del fondo del pozo y herramientas de manipulación
y, a continuación, nueve horas y medias se usan para componer y
ejecutar un cortador de tubería de revestimiento, como representa la
barra de tiempo 302. El cabezal del pozo es recuperado, a
continuación, en seis horas y media, como se muestra en la barra de
tiempo 304 y, por último, se usan ocho horas como se muestra en la
franja horaria 206 para tender la rastra de perforación.
Al comparar la secuencia idéntica de sucesos
entre una operación de taladrado convencional y el presente
procedimiento y el aparato de taladrado multiactividad, se
observará que la vía crítica se ha reducido esencialmente. En este
ejemplo particular de la actividad de perforación exploratoria, el
ahorro en tiempo comprende un veintinueve por ciento de reducción
del tiempo en una operación de perforación. En otros casos, y
dependiendo de la profundidad del agua, esta secuencia de tiempos
puede ser mayor o menor, pero se apreciará por los expertos en la
técnica que a medida que aumenta la profundidad del agua, que
mejoran las ventajas de un procedimiento y un aparato de
perforación multiactividad descritos.
El ejemplo anterior está ilustrado con relación
a un programa de perforación de exploración. La actividad de
perforación de desarrollo puede ser necesaria, lo que conllevaría
veinte pozos o más. En este caso, el buque de perforación puede
realizar de forma ventajosa la actividad de perforación de
desarrollo de múltiples pozos, o trabajo sobre la actividad,
simultáneamente en múltiples pozos, y de nuevo reducir drásticamente
el tiempo que el barco de perforación precisa permanecer en el
lugar.
Tras leer y comprender la descripción anterior
de las realizaciones preferidas de la invención conjuntamente con
los dibujos ilustrativos, se observará que se obtienen varias y
distintas ventajas del presente procedimiento y del aparato de
perforación multiactividad.
Sin intentar establecer todas las
características deseables y las ventajas de los presentes
procedimiento y aparato, al menos algunas de las grandes ventajas
del barco de perforación, de procedimiento y del aparato de
perforación multiactividad se describen comparando las figuras 23a y
23b que ilustran visualmente las mejoras drásticas en la eficacia.
Como se observa en lo que antecede, se obtendrán incluso mayores
eficacias en el tiempo en la perforación de desarrollo o trabajos
de reacondicionamiento de pozos.
El tiempo de perforación mejorado, y por ello el
ahorro en costes, está provisto por la torre de perforación
multiactividad que tiene estaciones de avance de tubos esencialmente
idénticas, en donde la actividad de perforación primaria puede ser
realizada dentro de la torre de perforación y la actividad auxiliar
concomitante puede serlo por la misma torre de perforación y a
través del mismo pozo central.
La torre de perforación incluye estaciones
duales rotativas, y en una realización preferente, dispositivos
motrices superiores y un sistema dual de manipulación de tubos. Una
pluralidad de envueltas de sarta apilada de tubulares se encuentran
contiguas a la estación dual giratoria, y los conjuntos primero y
segundo de manipulación de conductos transfieren operativamente
segmentos de columna ascendente, tubería de revestimiento, y
conjuntos tubulares de perforación entre las estaciones primera y
segunda de avance de tubos y cualquier de las envueltas de sarta
apilada. Los talleres duales de extracción de la torre de
perforación están controlados independientemente por consolas de
perforación, esencialmente idénticas, montadas sobre el piso de
perforación de la torre de perforación, tal que las operaciones
independientes pueden ser realizadas simultáneamente por una
estación rotativa principal de perforación a través de un pozo
central mientras las operaciones auxiliares pueden ser realizadas
simultáneamente a través de una segunda estación rotativa y del pozo
central.
La torre de perforación multiestaciones permite
que un perforador mueva muchas operaciones rotativas fuera de la
vía crítica, tal como el obturador de antierupción y hacer funcionar
la columna ascendente mientras se perfora un pozo superior;
reponiendo conjuntos de pozos superiores o haciendo funcionar
herramientas con una estación rotativa auxiliar mientras perfora
con una estación rotativa primaria; la reposición y el retroceso de
la tubería de revestimiento con la estación de rotación auxiliar
mientras perfora con el conjunto primario de rotación; la ejecución
de pruebas; la realización de medidas mientras sigue perforando
mientras sigue con la actividad de perforación primaria; y el
despliegue de una segunda pila/columna ascendente de alta presión
fuera del tiempo de sondeo primario. Más aún, se permite que un
operario sondee ramificaciones con la estación rotativa auxiliar
mientras realiza las operaciones normales con una primera estación
rotativa; la ejecución de una ramificación fuera de costa en la
parte inferior con la estación rotativa auxiliar mientras finaliza
las operaciones de los columna ascendente y simultáneamente realizar
dos ramificaciones fuera de costa, bases, etc.
En la descripción anterior, se ha hecho
referencia a realizaciones preferidas y a ventajas ilustrativas. En
particular, se ha ilustrado y estudiado específicamente un gran
barco de perforación 30 con las dimensiones de un petrolero, el
cual es la realización preferida actualmente prevista. Sin embargo,
los expertos en la técnica apreciarán que la única torre de
perforación objeto con estructura multirotativa puede ser utilizada
ventajosamente por otros sistemas de plataforma petrolífera fuera de
costa tales como plataformas autoelevadoras, semisumergibles,
plataformas de patas en tensión, torres fijas y similares, dentro
del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los expertos en la
técnica y los familiarizados con la presente invención, también
pueden reconocer otras adiciones, supresiones, modificaciones,
sustituciones y/o otros cambios que pueden caer dentro del ámbito
de las reivindicaciones.
Claims (11)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Un barco, siendo el barco de perforación que tiene una proa (35), una popa (38) y un pozo central intermedio (34) entre la proa y la popa o un semisumergible con un pozo central y estando el barco dotado para llevar a cabo operaciones de perforaciones fuera de costa a través de pozo central en el lecho marino y dentro del lecho de un cuerpo de agua, incluyendo dicho barco de perforación:una torre de perforación (40) posicionada sobre el barco de perforación y que se extiende por encima del pozo central (34) para la realización simultánea de operaciones de soporte de perforación y operaciones auxiliares a las operaciones de perforación a través del pozo central (34);un primer medio (160) conectado a dicha torre de perforación (40) de avance de miembros tubulares a través del pozo central (34), hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua;un segundo medio (162) conectado a dicha torre de perforación de avance de miembros tubulares a través del pozo central (34), hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua; ymedios (164, 166, 168) posicionados dentro de dicha torre de perforación (40) para transferir conjuntos tubulares entre dicho primer medio (160) de avance de miembros tubulares y dicho segundo medio (162) de avance de miembros tubulares para facilitar las operaciones simultáneas de perforación y las operaciones auxiliares a dichas operaciones de perforación, comprendiendo dichos medios de transferencia (164, 166, 168) un conjunto de carril (168) que se extiende operativamente entre una posición contigua a dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160) y una posición contigua a dicho segundo medio (162) de avance de miembros tubulares, un primer medio (164) montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril (168) para manipular miembros tubulares que han de ser avanzados a través del pozo central (34) por dicho primer medio de avance y segundo medio (166) montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril (168) para manipular miembros tubulares que han de ser avanzados a través del pozo central (34) por dicho segundo medio de avance (162) para realizar operaciones que se extienden hasta el lecho marino auxiliares a dichas operaciones de perforación, en el cual los conjuntos tubulares se pueden transferir operativamente entre dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160) y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (162) para facilitar operaciones simultáneas de perforación y operaciones auxiliares a dichas operaciones de perforación, y en el cual la actividad de perforación se puede llevar a cabo desde dicha torre de perforación por dicho primer o segundo medios de avance (160, 162) y dicho primer o segundo medios de manipulación de miembros tubulares (164, 166) y la actividad auxiliar de perforación se puede realizar simultáneamente desde dicha torre de perforación por el otro de dicho primer o segundo medios de avance y el otro de dicho primer o segundo medios de manipulación de miembros tubulares. - 2. Barco según se define en la reivindicación 1, en el cual dicho primer y segundo medios de avance de miembros tubulares comprenden:un primer y un segundo conjuntos motrices superiores (182, 183) respectivamente.
- 3. Barco según se define en la reivindicación 1, en el cual dicho primer y segundo medios de avance de miembros tubulares comprenden:una primera y una segunda mesas giratorias posicionadas dentro de dicha torre de perforación (40).
- 4. Barco según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, y que incluye, además:una primera envuelta tubular de sarta apilada (170) posicionada contigua a dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160); y una segunda envuelta tubular de sarta apilada (172) posicionada contigua a dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (162).
- 5. Barco según se define en la reivindicación 4, y que incluye, además:una tercera envuelta tubular de sarta apilada (174) posicionada entre dicha primera envuelta tubular de sarta apilada (170) y dicha segunda envuelta tubular de sarta apilada (172).
- 6. Barco según se define en la reivindicación 4 o 5, en el cual dicho primer y segundo medios (164, 166) de manipulación de miembros tubulares están dispuestos para transferir conjuntos tubulares entre dicha primera envuelta tubular de sarta apilada (170), dicha segunda envuelta tubular de sarta apilada (172), dicho primer medio de avance de miembros tubulares (160) y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (162).
- 7. Conjunto de perforación multiactividad operable para ser soportado desde una posición por encima de la superficie de un cuerpo de agua para llevar a cabo operaciones de perforación hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua para un único pozo, incluyendo dicho conjunto de perforación multiactividad:
- a)
- una superestructura de perforación (40) operable para ser montada sobre una cubierta de perforación (112) para ejecutar operaciones de perforación de un pozo y operaciones auxiliares a las operaciones de perforación de un pozo;
\global\parskip1.000000\baselineskip
- b)
- un primer medio (162) conectado a dicha superestructura de perforación (40) de avance de miembros tubulares hasta el lecho marino y dentro del lecho del cuerpo de agua;
- c)
- un segundo medio (160) conectado a dicha superestructura de perforación (40) de avance de miembros tubulares simultáneamente con dicho primer medio (162) dentro del cuerpo de agua hasta el lecho marino; y
- d)
- medios (164, 166, 168) posicionados contiguos a dicho primer y segundo medio (162, 160) de avance de miembros tubulares, para transferir conjuntos tubulares entre dicho primer medio de avance de miembros tubulares (162) y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (160) para facilitar las operaciones simultáneas de perforación auxiliares a dichas operaciones de perforación, en el cual la actividad de perforación se puede llevar a cabo para el pozo desde dicha superestructura de perforación (40) mediante dicho primer o segundo medio de avance de miembros tubulares (162, 160) y la actividad auxiliar de perforación se puede realizar simultáneamente para el pozo desde dicha superestructura de perforación (40) mediante el otro de dicho primer o segundo medio de avance de miembros tubulares (162, 160) y en el cual dicho medio de transferencia de conjuntos tubulares de tubería de revestimientos y de rastras de perforación comprende un conjunto de carril (168) que se extiende operativamente entre una posición contigua a dicho primer medio de avance de miembros tubulares y una posición contigua a dicho segundo medio de avance de miembros tubulares, un primer medio (164) de manipulación de tubos montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril y un segundo conjunto (166) de manipulación de tubos montado para atravesarse sobre dicho conjunto de carril, por lo cual dichos conjuntos tubulares se pueden desplazar entre dicho primer medio de avance de miembros tubulares y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares.
- 8. Conjunto de perforación multiactividad tal como se define en la reivindicación 7, que incluye, además:
- -
- una primera estación de sarta apilada de tubulares (172) posicionada contigua a dicho primer medio de avance de miembros tubulares (162), y
- -
- una segunda estación de sarta apilada de tubulares (170) posicionada contigua a dicho segundo medio de avance de miembros tubulares (160).
- 9. Conjunto de perforación multiactividad tal como se define en la reivindicación 7 u 8, en el cual dicho primer o segundo medio de avance de miembros tubulares comprende:un primer y un segundo conjuntos motrices superiores (183, 182) conectados a dicha superestructura de perforación (40).
- 10. Conjunto de perforación multiactividad tal como se define en la reivindicación 7, 8 o 9, en el cual dichos primer y segundo medios (162, 160) de avance de miembros tubulares comprenden:una primera y una segunda mesas giratorias posicionadas adyacentes a dicha superestructura de perforación (40) para ayudar en la realización de operaciones de perforación y para ayudar simultáneamente en la realización de operaciones auxiliares a las operaciones de perforación a través de la plataforma de perforación.
- 11. Conjunto de perforación multiactividad definido en una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9 o 10 cuando se adjuntan a la reivindicación 8, y que incluye, además:una envoltura de sarta apilada de tubulares (174) posicionada entre dicho primer medio y segundo medio (162, 160) de avance de miembros tubulares, con lo cual los conjuntos tubulares se pueden desplazar entre dicha envoltura de sarta apilada de tubulares y dicho primer medio de avance de miembros tubulares por dicho primer conjunto de manipulación de tubos y entre dicha envoltura de sarta apilada de tubulares y dicho segundo medio de avance de miembros tubulares por dicho segundo medio de manipulación de tubos.
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