MX2010005554A - Tubo de subida autonomo y sistema de despliegue y posicionamiento de dispositivo de flotacion. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una embarcación de flotación para el despliegue de un sistema elevador autónomo, en donde el casco de la embarcación se configura para recibir, transferir y desplegar componentes de un sistema elevador autónomo, el casco de la embarcación incluye al menos una plataforma de cabina, un medio de transferencia de componente, y una plataforma de despliegue adecuada para desplegar los componentes elevadores en aguas circundantes relacionadas, también se consideran varios medios para ayudar al procedimiento con lo cual los componentes elevadores autónomos se cargan en la embarcación y se almacenan se transfieren de las plataformas de recepción a despliegue y se despliegan de la embarcación en aguas circundantes.

Description

TUBO DE SUBIDA AUTONOMO Y SISTEMA DE DESPLIEGUE Y POSICIONAMIENTO DE DISPOSITIVO DE FLOTACION CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere de manera general a sistemas de tubo de subida autónomos utilizados durante la exploración y producción de energía, y en una modalidad particular aunque no limitante, a un sistema útil para desplegar tubos de subida autónomos y dispositivos de flotación asociados en una variedad de condiciones de operación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Durante la década anterior, se presentó un incremento en la demanda mundial de producción de petróleo y gas. Sin embargo, actualmente, el suministro de petróleo y gas continúa desfasado muy lejos de la demanda, una situación la cual, en momentos ha contribuido de manera significativa a las dificultades económicas mundiales y bien podría presentar una preocupación mayor por muchos años en el futuro. En un esfuerzo por equilibrar el suministro y demanda, las compañías y entidades gubernamentales han empezado a explorar y desarrollar campos relativamente marginales en las aguas más profundas de ultra mar en el Golfo de México, Africa Occidental y Brasil. Sin embargo, debido a los altos costos de construcción y las limitadas instalaciones de fabricación, únicamente un número pequeño de unidades de perforación de ultra mar móviles (MODUs) están siendo fabricadas cada año, dando como resultado de esta forma en el aumento "diario" de los costos por unidad de una escasez del equipo de perforación, terminación y restauración o incremento en ultramar asociados. Además, aún cuando la diferencial de costo entre las operaciones de perforación y las operaciones de terminación y restauración o incremento de producción es relativamente modesta (debido a que los MODUs normalmente realizan todas estas funciones durante una operación típica), la mayor parte de dichos proyectos todavía son ineficientes, debido a que un MODU que realiza en forma activa una función (por ejemplo, perforación), generalmente no tiene la capacidad de realizar cualesquiera otras funciones (por ejemplo, terminación o restauración o incremento de la producción). En otras solicitudes del presente inventor, se ha mostrado que un sistema de tubo de salida autónomo puede ser instalado en forma segura y confiable en comunicación con una cabeza de pozo o árbol de producción. Dichos tubos de subida son autónomos, y proporcionar todos los tubos de subida, cubierta, cámaras de flotación necesarias, etc., requeridos para la exploración y producción de petróleo, gas y otros hidrocarburos. Los tubos de subida autónomos también proporcionan las características de segundad requisito requeridas para asegurar que los hidrocarburos producidos no se escapen del sistema al interior de las aguas circundantes. Por ejemplo, los sistemas de tubos de subida autónomo soportan por completo las interfases tanto basadas en la superficie o semi-sumergibles, los bloqueadores de estallido, árboles de producción y otras instalaciones de exploración y producción comunes. Los sistemas de tubo de subida autónomos conocidos requieren ya sea un número de embarcaciones de superficie diferentes o un MODU para instalación, debido al tamaño y peso de la pila de tubos de subida, tubería de perforación, dispositivos de flotación, etc. Para muchas instalaciones, los cascos costosos y modificaciones de cubierta también se tienen que realizar. Por consiguiente, pocos mejoramientos en los costos diarios asociados se han logrado. Por consiguiente, existe la necesidad de un método más rentable para instalar los sistemas de tubos de subida autónomos, el cual no requiere el uso de MODUs.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Se proporciona una embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo, en donde el casco de la embarcación está configurado para recibir, transferir y desplegar los componentes de un sistema de tubo de subida autónomo. El casco dé la embarcación incluye por lo menos una plataforma de desembarque, un medio de transferencia de componentes, y una plataforma de despliegue adecuada para desplegar los componentes del tubo de subida en las aguas circundantes asociadas. También se consideran diversos medios para ayudar al proceso mediante el cual, los componentes del tubo de subida autónomo son cargados en la embarcación y almacenados; transferidos para recibir plataformas de despliegue; y desplegados desde la embarcación dentro de las aguas circundantes.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1A, es una vista lateral de una embarcación de despliegue de tubo de subida autónomo, de acuerdo con la modalidad de ejemplo. La figura 1 B, es un diagrama esquemático que representa la inmersión de un sistema de tubo de subida autónomo, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 1C, es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue que coloca un sistema de tubo de subida autónomo completado, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 1 D, es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue que se libera de un sistema de tubo de subida autónomo completado, de acuerdo con las modalidades de ejemplo.

La figura 2A, es una vista lateral de una embarcación de despliegue de sistema de tubo de subida de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 2B, es una vista superior de una embarcación de sistema de tubo de subida autónomo equipado con una bahía de carga de dispositivo de flotación, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 2C, es un diagrama esquemático que representa un dispositivo de flotación siendo descendiendo dentro de la bahía de carga del dispositivo de flotación, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 2D, es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue que empieza su liberación de una pila de dispositivo de flotación desplegado, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 2E, es un esquema de una embarcación de despliegue que ha liberado su carga, y que deja el sitio antes del comienzo de las operaciones de perforación.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La descripción que se encuentra a continuación incluye sistemas, métodos y técnicas de ejemplo que representan diversos aspectos del sujeto actualmente inventivo. Sin embargo, aquellos expertos en la materia fácilmente comprenderán que las modalidades descritas pueden ser practicadas sin uno o más de estos detalles específicos. En otros casos, no se ha mostrado con detalle el equipo de fabricación, protocolos, estructuras y técnicas conocidos, con el objeto de evitar la confusión en la descripción. Haciendo referencia ahora a la figura 1A, se representa una modalidad de ejemplo de una embarcación de despliegue de tubo de subida autónomo 6, que comprende una pluralidad de dispositivos de flotación 2, unidos en forma temporal al fondo del casco. En las modalidades de ejemplo, la embarcación de despliegue 6 es un bote de trabajo, bote de manejo de anclas o cualquier otra embarcación disponible de tamaño y configuración adecuada; las longitudes de dichas embarcaciones pueden variar, por ejemplo, desde aproximadamente 45 m hasta aproximadamente 91 m., aunque este tamaño estimado no puede considerarse limitante. Otras modalidades de la embarcación de despliegue 6 comprenden suficiente espacio de cubierta y almacenamiento para transportar las tuberías del tubo de subida asociado 4, y dispositivos de flotación adicionales 2. Las modalidades todavía adicionales emplean equipo de posicionamiento dinámico (por ejemplo, un mástil), el cual facilita el despliegue e instalación de pila de tubo de salida eficiente y confiable sobre el lecho marino. En una modalidad, una serie completa de tubos de subida se ensambla con uno o más dispositivos de flotación intercalados, según sea necesario con el objeto de proporcionar flotación suficiente para todo el sistema. La serie es entonces desplegada como una estructura continua y se hace descender al lecho marino en una forma controlada. La parte superior de la serie se asegura entonces y se levanta de manera que puede moverse sobre el sitio de perforación y se une al pozo. En otras modalidades, el sistema es desplegado en una forma gradual, con secciones de una longitud deseada siendo desplegadas en forma individual y unidas en forma mecánica a medida que se completa el ensamble. En la modalidad de ejemplo ilustrada en la figura 1A, una embarcación de despliegue 6 comprende adicionalmente un marco de grúa 3 dispuesto cerca de una abertura de acceso submarino 5. El marco de grúa permite que el tubo de subida 4 almacenado dentro de la embarcación a ser cargada y hacerse descender o sostenerse en posición. En diversas modalidades, el descenso, elevación y mantenimiento del tubo de salida 4 se facilita utilizando bandas transportadoras, cadenas, rodillos, etc. En una modalidad de ejemplo, el tubo de subida 4 es transferido desde un contenedor de almacenamiento hacia el orificio de acceso submarino 5 utilizando una banda transportadora, y se conecta en forma subsiguiente a un dispositivo de sujeción fijo a un marco de grúa 3. El tubo de subida puede entonces ser desplegado o mantenido en una posición deseada en una forma segura y confiable. En consistencia con la embarcación de despliegue 6 de ejemplo ilustrada en la figura 1A, las modalidades adicionales también comprenden mecanismos de carga (por ejemplo, marcos, rieles, etc.) utilizados para cargar, guiar y controlar los dispositivos de flotación 2. La figura 1A, por ejemplo, representa dos dispositivos de flotación 2 dispuestos en comunicación mecánica con el fondo del casco de la embarcación de despliegue 6. Los dispositivos de flotación 2 están fijos a un marco de transportación 1 configurado para acomodar de manera confiable cargas grandes y pesadas. Los requerimientos del marco de carga variarán por proyecto aunque cada uno de dichos dispositivos debe, como mínimo, tener la capacidad de soportar el peso de uno o más dispositivos de flotación. Se pueden utilizar elevadores de carga eléctricos, hidráulicos o neumáticos para elevar y hacer descender los dispositivos de flotación, y sogas, cadenas y líneas de tensión carretes de cabrestante colocados en forma estratégica pueden ayudar en el control fino necesario para asegurar el despliegue seguro y controlado de los dispositivos de flotación. En algunas modalidades, cada uno de dichos dispositivos de flotación 2 comprende adicionalmente un conector 14 (es decir, una brida o alojamiento receptivo, etc.) que permite la unión de los dispositivos de flotación 2 ó los ensambles de elevación 4 adicionales. En la modalidad de ejemplo representada en la figura 1 B, cada uno de los dispositivos de flotación admite adicionalmente el paso del tubo de subida 4 a través de un espacio vacío en los dispositivos de flotación por medio de un marco de grúa 3, de manera que el tubo de subida 4 puede ser unido en forma subsiguiente a una sub-superficie de la cabeza de pozo 8 instalada en la parte superior del orificio del pozo 9. Un miembro con reborde 18 se puede utilizar para ayudar a capturar el tubo de subida descendente y ayudar en relación con el tubo de subida de la cabeza del pozo.

En la modalidad de ejemplo ¡lustrada en la figura 1 C, la embarcación de despliegue 6 se utiliza para hacer descender un sistema; de tubo de subida autónomo en posición para unirse con la cabeza de pozo 8. El marco guía 1 ayuda en el despliegue controlado del tubo de subida cerca de la superficie, y un elemento con reborde 14 ayuda a capturar el tubo de subida que se hizo descender. En otras modalidades, la embarcación de despliegue 6 utiliza equipo de posicionamiento dinámico (o alternativamente, equipo ligero, tal como sogas, cadenas, líneas de cabrestante, etc.) para hacer descender, elevar y soportar la pila de tubo de subida ya que está en posición sobre la cabeza de pozo. Las modalidades adicionales utilizan los dispositivos de flotación para tensar la pila a medida que se realiza el despliegue, y para colocar en forma dinámica el tubo de subida entre la embarcación y el pozo. Como se observa en la figura 1 D, una vez que el sistema de tubo de subida autónomo se despliega y une al pozo, la embarcación de superficie libera su sujeción y la embarcación se puede utilizar para otras operaciones con una base rentable. En algunas modalidades, la embarcación despliega el tubo de subida autónomo y deja el sitio de manera que otras embarcaciones (por ejemplo, las embarcaciones con paquetes de prueba, separadores, o incluso MODUs cuando uno está disponible) puede hacer internase con el sistema e iniciar sus operaciones de terminación, pruebas o restauración o incremento de la producción.

Haciendo referencia ahora a la figura 2A, se ilustra una vista lateral de una embarcación de despliegue, que comprende una pluralidad de dispositivos de flotación 2 y un medio confiable para el despliegue de los mismos. Algunas modalidades comprenden una o más de una grúa de carga, un marco de grúa, medios de transmisión y posicionamiento del dispositivo de flotación 5, etc., dispuestos cerca de un orificio de acceso submarino. Como se observa en la figura 2B, puede ser conveniente que el orificio de acceso submarino se forme en el extremo de popa de la embarcación. En un método especialmente novedoso, el extremo de popa está abierto, y el orificio de acceso marino únicamente tiene tres lados 6, de manera que se logra una mayor flexibilidad en la posición. En las modalidades todavía adicionales, los dispositivos de flotación 2 son cargados sobre la embarcación de despliegue desde una embarcación de servicio circundante, después de lo cual, se realizan las operaciones que se describieron anteriormente. En la modalidad de ejemplo representada en la figura 2A, se carga una pluralidad de dispositivos de flotación 2 sobre la embarcación de despliegue desde una embarcación circundante, colocada para despliegue desde la embarcación de despliegue mediante un medio de transmisión 5, y posteriormente son desplegados dentro de un cuerpo de agua en una forma segura y controlada que asegura las operaciones eficientes y de mantenimiento de la integridad estructural de los dispositivos de flotación.

En algunas modalidades, una grúa circundante se utiliza para hacer descender los dispositivos de flotación sobre una plataforma de desembarque de la embarcación de despliegue, como está representado en la figura 2A. La plataforma de desembarque puede ser, ya sea inundada (en el caso de los dispositivos que se pretenden para despliegue inmediato), o seca (en los casos en que el despliegue se pretende para un momento posterior, o si es necesario el acceso de manera que se permita el abastecimiento o mantenimiento). Si la plataforma de desembarca está seca, los puertos de acceso son provistos de manera que ésta pueda ser inundada posteriormente, permitiendo una transportación y despliegue más fácil de los dispositivos en o cerca del sitio de perforación (véase, por ejemplo, la figura 2C). Dichas modalidades probablemente podrían utilizar cabrestantes, mecanismos de sujeción, etc., para asegurar y facilitar el control seguro y confiable de los dispositivos. La embarcación de despliegue puede entonces transportar y desplegar los dispositivos que se describieron anteriormente. En la modalidad de ejemplo representada en la figura 2C, una barcaza u otra embarcación de transporte se utiliza para transferir los dispositivos de flotación adicionales a la plataforma de embarcación de una embarcación de despliegue por medio de una soga, cadena, línea de cabrestante, etc. En una modalidad particular, los dispositivos de flotación son movidos por medio de pistas de rodillo hacia un andamio superior, que es sostenido por una grúa u otro dispositivo de grúa, y se hace descender dentro del orificio de acceso de despliegue.

En la modalidad de ejemplo representada en la figura 2D, los dispositivos de flotación han sido desembarcados desde una embarcación de servicio y se hacen descender al agua. Los dispositivos son entonces remolcados en una segunda embarcación de despliegue y unidos a su casco por medio de cabestrantes, ganchos, mecanismos de sujeción, etc., dispuestos en comunicación mecánica con la segunda embarcación de despliegue. En la figura 2E, la segunda embarcación de despliegue ha capturado y asegurado los dispositivos, y la embarcación de servicio ha liberado su línea. La embarcación de servicio puede entonces repetir el procedimiento hasta que se ha transferido el número deseado de dispositivos de flotación a un número deseado de embarcaciones de despliegue. La especificación anterior es provista únicamente con propósitos ilustrativos, y no pretende describir todos los aspectos posibles de la presente invención. Adicionalmente, aunque la presente invención ha sido mostrada y descrita en detalle con respeto a las diversas modalidades de ejemplo, aquellos expertos en la materia apreciarán que se pueden también realizar cambios menores a la descripción y otras modificaciones, omisiones y adiciones diversas sin alejarse del espíritu y alcance de la misma.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Una embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo, dicha embarcación comprende: un casco de embarcación configurado para recibir, transferir y desplegar los componentes de un sistema de tubo de subida autónomo, en donde dicho casco de embarcación comprende adicionalmente una plataforma de desembarque, un medio de transferencia y una plataforma de despliegue.

2.- La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de desembarque comprende adicionalmente un medio de grúa.

3.- La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de desembarque comprende adicionalmente un puerto de admisión para inundar dicha plataforma de recepción.

4.- La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dichos medios de transferencia comprenden adicionalmente medios para transferir los componentes del tubo de subida autónomos desde dicha plataforma de recepción hasta dicha plataforma de despliegue.

5. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque dicho medio de transferencia comprende adicionalmente un medio de seguro para asegurar dichos componentes durante la transferencia desde dicha plataforma de recepción hasta dicha plataforma de despliegue.

6. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de despliegue comprende adicionalmente un medio de recepción para recibir los componentes de tubo de subida autónomo, transferidos desde dicha plataforma de recepción.

7. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de despliegue comprende adicionalmente un medio de seguro para asegurar los componentes del tubo de subida autónomo, recibidos desde dichos medios de transferencia.

8. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de despliegue comprende adicionalmente un medio de grúa para sostener los componentes del tubo de subida autónomos recibidos desde dichos medios de transferencia en una posición de despliegue.

9. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha plataforma de despliegue comprende adicionalmente un medio de despliegue para desplegar los componentes del tubo de subida autónomo desde dicha plataforma de despliegue dentro de las aguas circundantes asociadas.

10. - La embarcación hidrotransportada para desplegar un sistema de tubo de subida autónomo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha embarcación hidrotransportada comprende adicionalmente un área de almacenamiento para almacenar los componentes del tubo de subida autónomo colocados sobre dicha embarcación.