WO2020051660A1

WO2020051660A1 - Estaca gravitacional para ancoragem de revestimentos no leito marinho

Info

Publication number: WO2020051660A1
Application number: PCT/BR2019/050384
Authority: WO
Inventors: Jean CUTRIM LOPES
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-03-19
Also published as: BR102018068201A2

Abstract

A presente invenção está relacionada a uma estaca gravitacional, também conhecida como estaca torpedo, utilizada para a ancoragem de embarcações e plataformas offshore. Nesse cenário, a presente invenção provê uma estaca gravitacional (10) para ancoragem de revestimentos no leito marinho, compreendendo um corpo principal alongado (20) e uma pluralidade de aletas radiais (30) que se projetam para fora do corpo principal alongado (20), as aletas radiais (30) sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado (20). As aletas radiais (30) aumentam a resistência de carga da estaca gravitacional (10) devido ao empuxo promovido pela pressão diferencial nas suas superfícies superior e inferior.

Description

“ESTACA GRAVITACIONAL PARA ANCORAGEM DE REVESTIMENTOS NO LEITO MARINHO”

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção está relacionada a equipamentos para ancoragem de revestimentos utilizados na construção de poços em ambiente submarino.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Durante o processo de ancoragem de plataformas offshore de petróleo é comumente utilizado um dispositivo conhecido por âncora gravitacional ou estaca torpedo. Tal dispositivo é lançado a uma determinada altura do solo marinho de modo a ganhar velocidade durante sua descida, devido à ação gravitacional, até atingir o solo marinho.

[0003] Assim, a âncora gravitacional atinge o solo com velocidade elevada, fazendo com que a mesma proporcione um bom aterramento no solo marinho e, consequentemente, tenha uma boa capacidade de carga. Esse é um conceito de ancoragem de baixo custo, de simples fabricação e instalação.

[0004] O documento BR102015029208, por exemplo, revela uma âncora gravitacional para ancoragem offshore de embarcações e plataformas navais, dotada de um corpo principal com um eixo de revolução longitudinal. A estaca torpedo do referido documento ainda compreende um meio de estabilização dotado de um meio de acionamento automático.

[0005] Usando o mesmo princípio de instalação da âncora gravitacional, as bases torpedo convencionais, tal como a descrita no documento BR102015029208, possuem o problema de sustentar a carga de revestimentos que nelas se apoiam, limitando a sua aplicação. [0006] Devido a limitações de transporte e de fabricação, uma base torpedo típica normalmente não deve ultrapassar o comprimento de 21 metros. Essa restrição limita muito o aumento da capacidade de suporte do peso dos próximos revestimentos a serem apoiados no alojador de baixa pressão, presente na base torpedo. No Pré-Sal, por exemplo, um revestimento condutor - que seria uma alternativa à base torpedo - possui um comprimento típico de 84 metros, a fim de comportar a carga necessária para suportar o peso dos próximos revestimentos a serem instalados. Dessa forma, o revestimento condutor consegue suportar cargas muito elevadas quando comparado com as bases torpedo.

[0007] Atualmente, este problema de limitação de carga das bases torpedo é contornado pela substituição da mesma pela instalação de tubos de revestimentos condutores de 30" ou de 36". A instalação de condutores é realizada através de sondas marítimas de perfuração, que é, no entanto, um recurso caro e com tempo de execução relativamente demorado.

[0008] Desta forma, no atual estado da técnica ainda há cenários para o desenvolvimento e utilização de soluções que evitem a substituição das bases torpedo, o que irá minimizar enormemente os custos envolvidos na instalação dos condutores de superfície.

[0009] Como será mais bem detalhado a seguir, a presente invenção visa a solução do problema do estado da técnica acima descrito de forma prática e eficiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A presente invenção tem por objetivo principal prover uma estaca de ancoragem de revestimentos adaptada para suportar um carregamento mais elevado que uma base torpedo convencional. Dessa forma, dispensa-se a necessidade de substituição das mesmas por tubos de revestimentos condutores.

[001 1] De forma a alcançar o objetivo acima descrito, a presente invenção provê uma estaca gravitacional para ancoragem de revestimentos no leito marinho, compreendendo um corpo principal alongado e uma pluralidade de aletas radiais que se projetam para fora do corpo principal alongado, as aletas radiais sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0012] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência.

[0013] A figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática de uma estaca gravitacional compreendendo aletas radiais de acordo com a presente invenção.

[0014] A figura 2 ilustra uma vista lateral esquemática detalhada de uma das aletas da estaca gravitacional de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0015] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.

[0016] A figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática de uma estaca gravitacional 10 de acordo com a presente invenção. Como pode ser observado, a estaca gravitacional 10 da presente invenção possui um corpo principal alongado 20. Preferencialmente, o corpo principal alongado 20 possui um formato cilíndrico com uma extremidade inferior afilada. A extremidade inferior afilada facilita a penetração da estaca gravitacional 10 no leito marinho. [0017] Adicionalmente, a estaca gravitacional 10 de acordo com a presente invenção compreende uma pluralidade de aletas radiais 30 que se projetam para fora do corpo principal alongado 20, as aletas radiais 30 sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado 20.

[0018] As aletas radiais 30 aumentam a capacidade de carga da estaca gravitacional 10 pois o empuxo exercido pela pressão diferencial P₂ - Pi entre as paredes superiores e inferiores de cada aleta radial 30 irá gerar uma força resultante para cima, conforme ilustrado na figura 2. Assim, o somatório da força resultante de cada uma das aletas radiais 30 irá aumentar consideravelmente a resistência ao carregamento da estaca gravitacional 10.

[0019] A título de exemplo, para uma estaca gravitacional de 1 m de diâmetro dotada de 30 aletas radiais, onde cada aleta possui 3cm de espessura e se projeta 3cm para fora do corpo da âncora, a resistência ao carregamento será aproximadamente 5 vezes maior do que a de uma âncora gravitacional com as mesmas dimensões sem as aletas radiais.

[0020] Preferencialmente, as aletas radiais 30 são aletas circulares, ou seja, possuem uma seção transversal em forma de círculo. Vale ressaltar, no entanto, que as aletas radiais 30 podem possuir outros formatos de seção transversal, tal como elíptico, hexagonal, pentagonal, etc. Assim, fica evidente que a presente invenção não está limitada a um formato circular de seção transversal para as aletas radiais 30.

[0021] Ainda preferencialmente, as aletas radiais 30 compreendem um corpo em formato cilíndrico, com uma seção transversal circular e uma espessura determinada de forma a otimizar ao máximo a força resultante dos diferenciais de pressão de cada aleta.

[0022] Opcionalmente, estaca gravitacional 10 da presente invenção vai compreender aletas longitudinais 40 para estabilização do seu movimento de descida até o leito marinho. Preferencialmente, as aletas longitudinais estão posicionadas na porção superior da estaca gravitacional 10.

[0023] Dessa forma, estaca gravitacional da presente invenção é adaptada para suportar um carregamento mais elevado que uma base torpedo convencional. Assim, dependendo do carregamento a ser suportado, dispensa-se a necessidade de substituição das mesmas por tubos de revestimentos condutores, o que gera uma economia significativa para o projeto de poço como um todo.

[0024] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 . Estaca gravitacional (10) para ancoragem de revestimentos no leito marinho, compreendendo um corpo principal alongado (20), caracterizada por compreender uma pluralidade de aletas radiais (30) que se projetam para fora do corpo principal alongado (20), as aletas radiais (30) sendo distribuídas ao longo do comprimento do corpo principal alongado (20).

2. Estaca gravitacional, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por as aletas radiais (30) compreenderem uma seção transversal circular.

3. Estaca gravitacional, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por as aletas radiais (30) compreenderem um formato cilíndrico.

4. Estaca gravitacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender aletas longitudinais (40).

5. Estaca gravitacional, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por as aletas longitudinais (40) estarem posicionadas na porção superior da estaca gravitacional (10).

6. Estaca gravitacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender uma extremidade inferior afilada.