MX2010005555A

MX2010005555A - Embarcacion de despliegue de tuberia continua en altamar.

Info

Publication number: MX2010005555A
Application number: MX2010005555A
Authority: MX
Inventors: Keith K Millheim
Original assignee: Keith K Millheim
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-11-12
Also published as: WO2009067619A1; US20090129868A1; US20110188942A1; US20140241809A1; US20120301225A1

Abstract

Se provee un sistema de despliegue de tubería continua en altamar, en donde el sistema incluye un casco de embarcación marina configurada para incluir un carrete montado de tubería continua; y un mástil configurado para guiar los tramos de tubería continua recibida desde dicho carrete montado de tubería continua; también se proporcionan métodos, medios y ubicaciones el carrete montado de tubería continua, así como ensambles lubricados de tubería de subida de la tubería continua que hacen interfaz con sistemas de tubería de subida autónomos; también se describen tractores, placas giratorias, dispositivos de flotación y sistemas de posicionamiento para los mismos, así como un sistema de tubería de subida unido a uno o más de un válvula preventora de reventones, boca de pozo, diagrama de producción o diagrama de inyección.

Description

EMBARCACION DE DESPLIEGUE DE TUBERIA ENROLLADA EN ULTRAMAR CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere de manera general a unidades de tubería enrollada utilizadas durante la exploración y producción de petróleo y gas, y en una modalidad particular aunque no limitante, a una embarcación de despliegue de tubería enrollada diseñada para utilizarse en varios ambientes de ultramar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La perforación en aguas profundas de pozos de inyección de petróleo y gas se ha vuelto popular en forma creciente durante los últimos 20 años. Un alto porcentaje de pozos submarinos han sido equipados con árboles, ya sea de producción o de inyección, los cuales con frecuencia son denominados como "árboles de navidad". Los pozos de inyección típicos tienen líneas de inyección que transmiten petróleo, gas, agua y otros fluidos dentro de una ubicación de acumulación central, y posteriormente de manera subsiguiente hacia la costa o una instalación de producción en la superficie del agua. Una ventaja de utilizar el pozo de inyección submarino es que puede ser colocado muy lejos de la instalación de producción central, mientras que mantienen las operaciones en proceso. Sin embargo, una de las desventajas de utilizar el pozo de inyección submarina con un árbol de producción involucra las capacidades de restauración del pozo. Cuando un pozo submarino tiene un mal funcionamiento, de manera que la producción o inyección de fluido es obstaculizada, normalmente es necesario realizar una intervención del pozo. En la mayoría de las circunstancias, el pozo submarino necesitará ser cerrado, dando como resultado una pérdida de la producción y la incapacidad para continuar la inyección de fluido. El método más común para realizar una intervención (también denominada "restauración o incremento de la producción") actualmente involucra colocar una unidad de perforación de ultramar móvil (en lo sucesivo "MODU") sobre el pozo, y realizar las diversas actividades de prueba y mantenimiento requeridas para restaurar la funcionalidad del pozo. Sin embargo, debido a que los MODUs, de manera predominante son utilizados para actividades de perforación y terminación, con frecuencia están fuera de servicio o mal equipados para manejar las tareas de intervención. Adicionalmente, las operaciones de intervención tienden a costar aproximadamente la misma cantidad por día que un precio por renta de MODU por día para las funciones de perforación y terminado, haciendo muy costosa cada intervención. Además, las limitaciones de espacio de cubierta sobre los MODUs han inhibido el uso de unidades de tubería enrollada en las operaciones en aguas profundas. Adicionalmente, el peso excesivo asociado con los carretes de tubería enrollada con frecuencia excede a la capacidad de levantamiento de la grúa típica fija a un MODU. Por consiguiente, existe la necesidad de una embarcación con la capacidad de acomodar una bobina grande o barias bobinas de tubería enrollada, con la capacidad de transportar y desplegar en forma segura la tubería hasta un pozo que requiere de intervención.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Se proporciona un sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar, en donde el sistema incluye un casco de embarcación configurado para incluir un carrete de tubería enrollada montado; y un mástil configurado para guiar las longitudes de la tubería enrollada recibidas desde dicho carrete de tubería enrollada montados. También se proporcionan métodos, medios y ubicaciones para el carrete de tubería enrollada montada, así como también ensambles de tubo de subida de tubería enrollada lubricada, los cuales hacen interfase con los sistemas de tubos de subida autónomos. Los remolques, placas giratorias, dispositivos de flotación y sistemas de posicionamiento para los mismos; y también se describe un sistema de tubo de subida autónomo unido con uno o más de un bloqueador de estallido, cabeza de pozo, árbol de producción o árbol de inyección.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 , es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue de tubería enrollada que comprende una pluralidad de equipo de perforación, exploración y producción de petróleo y gas submarino, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 2, es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue de tubería enrollada y una vista mejorada de un ensamble de tubo de subida de tubería enrollada, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. La figura 3, es un diagrama esquemático de una embarcación de despliegue de tubería enrollada que deja el radio de despliegue, mientras que permanece unido al pozo, de acuerdo con las modalidades de ejemplo.

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 modalidad de ejemplo representada en la figura 1 , se ilustra una embarcación de despliegue de tubería enrollada, que comprende un mástil sumergido y un carrete de tubería embobinada montado. Las modalidades de la embarcación de despliegue de tubería enrollada pueden incluir longitudes adaptadas y segmentos de embarcaciones típicos de las embarcaciones marinas de exploración y producción, tales como botes de trabajo, botes de manejo de anclas, etc. Una ventaja significativa de la presente invención es que se puede utilizar una variedad amplia de las embarcaciones existentes o adaptadas, con el único requerimiento firme siendo que tienen la capacidad de proporcionar el soporte requerido para el trabajo de intervención basado en tubería enrollada descrito en la presente descripción. De acuerdo con una modalidad de ejemplo, la embarcación de despliegue comprende una combinación de tipos de embarcaciones diferentes, tales como un bote de trabajo llevado en comunicación mecánica estructuralmente integral con un bote de manejo de anclas. En algunas modalidades, el carrete de tubería enrollada está montado cerca de un área central de la embarcación de despliegue de tubería enrollada, con el objeto de acomodar el gran peso asociado con los carretes de tubería enrollada, y ayudar a mantener el balance y equilibrio a través de la embarcación. El área más central también es, generalmente, la más estable, debido a su resistencia incrementada al viento, las corrientes, las fuerza de las olas, etc.

En la modalidad representada en la figura 1 , la bobina de tubería enrollada, también está dispuesta en un área ahuecada formada con un corte a través de la cubierta y permitiendo que el fondo del carrete se extienda dentro del espacio de almacenamiento del casco normalmente encerrado debajo de la cubierta. Alternativamente, el agujero puede ser formado a desde un espacio vacío cortado a través de la cubierta y el casco de la embarcación, permitiendo de esta menara que la embarcación de despliegue de tubería enrollada utilice incluso las bobinas de tubería enrollada conocidas más grandes. Disponiendo la bobina en un agujero o espacio vacío se mejora el balance general del sistema, y se hace descender el centro de gravedad efectiva de la embarcación, cada uno de los cuales ayuda a mantener la estabilidad y el control. En las modalidades todavía adicionales, una extensión puede ser construida debajo de la quilla de casco normal, con el objeto de acomodar en forma adecuada bobinas de tubería muy grandes. Aquellos expertos en la materia apreciarán que una embarcación de despliegue de tubería enrollada modificada podría, si es configurada en forma adecuada, acomodar bobinas que comprenden más de 15,240 m de tubería enrollada. En otras diversas modalidades de ejemplo, el centro del carrete de tubería está fijo cerca del nivel de cubierta de la embarcación de despliegue, admitiendo de esta manera la instalación simple de la bobina mediante grúas grandes o los similares. En otras modalidades, la porción central del carrete de tubería comprende accesorios de soporte y carga que se extienden en forma horizontal a través del nivel de cubierta de la embarcación de despliegue. En las modalidades preferidas, los accesorios de soporte y carga se pueden ajustar lateralmente, y admitir la instalación de bobinas de tubería tanto más grandes como más pequeñas. Las modalidades de ejemplo adicionales emplean uno o más mástiles sumergidos utilizados para guiar, empujar, jalar, etc., las longitudes deseadas de tubería enrollada a medida que es desembobinadas y pasa dentro y a través del pozo. En una modalidad actualmente contemplada, la configuración estructural del mástil es similar a un mástil de perforación conocido comúnmente, aunque dispuesto en el lado inferior del barco en contravención con el mástil de perforación típico. En la modalidad representada en la figura 1 , el mástil se sumerge a través de un orificio de acceso submarino y se fija al casco de la embarcación de despliegue. En las modalidades alternativas, el mástil y orificio de acceso marino están colocados cerca del extremo de popa de la embarcación, aunque se puede requerir el balasto u otras cargas de soporte de peso en otras porciones de la embarcación para compensar el gran peso de la bobina de tubería enrollada. La figura 2, por ejemplo, representa una modalidad de la embarcación de despliegue en donde el mástil es sumergido a través de un orificio de acceso submarino colocado cerca de la popa de la embarcación, y la bobina de tubería enrollada primaria embobina las longitudes de tubería a un carrete subordinado, más pequeño, dispuesto sobre el mástil en lugar de directamente al mástil mismo.

De acuerdo con algunas modalidades, los remolques u otros dispositivos dentados, están dispuestos en comunicación mecánica con el mástil y son utilizados para ayudar a desembobinar o son transversales a las operaciones de embobinado requeridas durante la intervención del pozo. En algunas modalidades, los remolques sujetan y jalan la tubería enrollada desembobinada desde arriba, y alimentan la tubería dentro de un ensamble de tubo de subida enrollado especialmente diseñado, el cual en las modalidades adicionales, es de auto-lubricación o incluye un puerto para inyectar lubricante dentro del ensamble. Las modalidades de ejemplo del ensamble de tubo de subida de tubería enrollada pueden comprender una variedad amplia de materiales conocidos (por ejemplo, materiales de plástico, hule o materiales metálicos), aunque en cualquier caso debe tener la capacidad de ayudar a guiar y controlar la tubería durante el la restauración o incremento de la producción. En modalidades adicionales, el ensamble de tubo de subida de tubería enrollada está dispuesto en comunicación mecánica con otros componentes de exploración y producción comunes, tales como dispositivos de flotación, placas giratorias, placas de presión, bloqueadores de estallido, etc. En todavía modalidades adicionales, el ensamble de tubo de subida de tubería enrollada 19 está dispuesto en comunicación directa con un ensamble de tubo de subida autónomo, cómo está ilustrado en la figura 3. En una modalidad particular, la porción inferior del ensamble de tubo de subida de tubería embobinada está dispuesta en comunicación mecánica con un bloqueador de estallido, disminuyendo de esta manera las emergencias, exposición a presiones excesivas, etc. En las modalidades de ejemplo representadas en las figuras 1 y 2, el ensamble de tubo de subida autónomo está dispuesto en comunicación con una producción submarina o árbol de inyección instalado sobre la cabeza de pozo cerca de la línea del fondo oceánico. En las modalidades representadas, el sistema de tubo de subida también está dispuesto en comunicación con una o más cámaras de flotación, las cuales pueden utilizarse para hacer rígida la serie y permitir que la tubería enrollada pase más fácilmente a través del tubo de subida. En una modalidad, la embarcación de despliegue de tubería enrollada está colocada directamente sobre o en la vecindad próxima del ensamble de tubo de subida de tubería enrollada y el sistema de tubo de subida autónomo de servicio, como está ilustrado en las figuras 1 y 2. Otras modalidades pueden utilizar equipo de posicionamiento dinámico, tales como propulsores, impulsores, mástiles, etc., para alinear la embarcación y mejorar la funcionalidad del sistema. Las modalidades todavía adicionales comprenden una torreta giratoria especialmente diseñada o los similares, de manera que diversos componentes del sistema puedan alinearse más fácilmente. En algunas modalidades, dichas alineaciones son facilitadas adicionalmente mediante elementos de soporte, tales como cables, sogas, cadenas, líneas de cabrestante, etc.

Las modalidades representadas en las figuras 1 y 2, demuestran adicionalmente un sistema en donde la tubería enrollada es desplegada en forma segura dentro del poco submarino que requiere intervención, pruebas tempranas, etc., mediante una embarcación de despliegue de tubería enrollada. En diversas modalidades, la tubería enrollada es desembobinada del carrete de tubería, y posteriormente se pasa por una polea a través de un orificio de acceso marino u otra abertura estructural. La tubería enrollada es entonces guiada por el mástil y unida a un remolque, el cual agarra la tubería y la alimenta dentro de un ensamble de tubo de subida de tubería enrollada, en donde en algunas modalidades, es lubricada antes de la introducción al ensamble de tubo de subida autónomo, y en última instancia, dentro del pozo. En algunas modalidades, la tubería enrollada es desplegada hasta que el remolque puede sujetarla de manera segura sobre una porción significativa de la misma, o alternativamente después de que la tubería ha sido introducida dentro del pozo, y la embarcación se mueve entonces fuera del radio de despliegue mientras que la tubería permanece unida al pozo, como está ilustrado en la figura 3. De esta forma, se pueden desplegar longitudes adicionales de tubería para casos en donde el pozo mismo es muy profundo y se requieren cantidades adicionales de tubería para completar la restauración o incremento de la producción. En algunas modalidades, el mástil está diseñado para ajustarse a icho evento inclinándose en una dirección que acomoda el desembobinado de la tubería enrollada mientras que se aleja del ensamble de tubo de subida.

De manera inversa, la embarcación puede regresar al radio de despliegue mientras que embobina en forma simultánea en la tubería enrollada y se vuelve a colocar sobre el pozo. Si necesita ser, la tubería embobinada puede ser arrugada, cortada, etc., de manera que restringe el escape de fluido en el caso de que la embarcación se separe de la tubería enrollada completamente. 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

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar, dicho sistema comprende: un casco de embarcación marina configurado para incluir un carrete de tubería enrollada montado; y un mástil configurado para guiar las longitudes de tubería enrollada recibidas desde dicho carrete de tubería enrollada montado.

2.- El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicaciónr1 , caracterizado además porque una porción de eje central de dicho carrete de tubería embobinada se monta cerca de una superficie de cubierta de dicha embarcación, de manera que una porción del fondo de dicha bobina se extiende hacia abajo dentro de un agujero en el espacio de almacenamiento del casco debajo de la cubierta.

3. - El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado- además porque dicho carrete de tubería enrollada montado está dispuesto en un agujero formado a partir de un corte de espacio vacío a través de una superficie de cubierta y una superficie del cascp.

4. - El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho carrete de tubería enrollada montado está dispuesto en un agujero formado a partir de un corte de espacio vacío en una superficie de cubierta y un miembro de extensión de casco formado debajo de la quilla del casco de la embarcación.

5. - El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho carrete de tubería enrollada montado comprende adicionalmente una estructura de carga y soporte variable, de manera que se acomodan los carretes de tubería enrollada de tamaños diferentes.

6. - El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un ensamble de tubo de subida de tubería enrollada.

7. - El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque dicho ensamble de tubo de subida de tubería enrollada es auto-lubricado.

8.- El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque dicho ensamble de tubo de subida de tubería enrollada comprende adicionalmente un puerto para inyectar lubricante dentro de dicho ensamble de tubo de subida.

9.- El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente uno o más de un remolque, una placa giratoria, un sistema de posicionamiento de dispositivo de flotación, y un sistema de tubo de subida autónomo.

10.- El sistema de despliegue de tubería enrollada en ultramar de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho sistema de tubo de subida autónomo está dispuesto en comunicación mecánica con uno o más de un bloqueador de estallido, una cabeza de pozo, un árbol de producción y un árbol de inyección.