WO2021119785A1 - Unidade compacta de periféricos para sondas de produção terrestre - Google Patents

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    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/2607—Surface equipment specially adapted for fracturing operations

Definitions

  • the present invention is related to the optimization of processes related to activities performed by simplified Land Production Probes.
  • the mature fields of the Sergipe Terra production asset are well known, some with more than 30 years of production. Its wells have characteristics of non-surge and impossibility of circulation.
  • the onshore production rigs operate under the Preliminary Analysis of Risks and Uncertainties (APRI) of simplified own rigs.
  • APRI includes the use of simplified Wellhead Safety Equipment (ESCP), consisting of a "blowout preventer” (BOP) blind drawer, BOP hollow drawer, production reel, BOP drive unit and lines, remote drive panel of the BOP, rod BOP and column safety valve) and that, if the well is in underbalance, the intervention should not be continued with a simplified SPT probe.
  • ECP Wellhead Safety Equipment
  • H 2 S hydrogen sulphide
  • these simplified SPTs used in their activities some oversized equipment and, consequently, made unnecessary use of complex transport logistics.
  • the document W02004031528A2 discloses a mobile drilling rig, includes a platform mounted on swivel floor supports. Drilling equipment is arranged on the rig and is operated by a power system that includes hydraulic pumps, a screw-type air compressor, and a motor to drive the pumps and compressor. A transmission is common to hydraulic pumps and the air compressor and includes an intersecting gear to transmit an input power to the engine. for the pumps and compressor. Compressed air from the compressor moves to an air reservoir in which the compressor oil is separated from the air. Compressor oil is routed from a gearbox oil inlet to a gearbox oil outlet that communicates with a compressor air inlet.
  • the document US4493382A describes an "L" shaped mud tank that has longitudinal and horizontal hinges on the upper edge of a wall panel up to a part of the vehicle structure, or an extension thereof, such that, when lowered, stand on the ground, horizontal in relation to the hole to be drilled and, when raised, in a vertical load-carrying position, in which it is aligned with the adjacent side of the vehicle and its rear is above the rear tire of the vehicle.
  • a centrally located divider wall panel allows liquid to travel from the rear of the slurry tank to the front and then to the rear, where a removable extension to the slurry pump inlet tube is located.
  • the document CN202990852U presents a compact onshore oil drilling machine that comprises a main drilling machine, a mud processing system and a control area that are organized in sequence.
  • the main drilling machine comprises a drilling machine base and a drilling tower.
  • the slurry processing system comprises a plurality of rectangular slurry tanks which are arranged in parallel.
  • the control area comprises a pump room, an energy area and an auxiliary tank room.
  • the pump chamber, energy area and auxiliary tank room are arranged in tiered mode.
  • the total length of the main drilling machine, mud processing system and control area is less than 45m.
  • the compact ground oil drilling machine has the advantages that, due to the fact that the technical scheme is adopted, the occupied area of the drilling machine is effectively reduced, the lengths of various pipelines and cables are greatly shortened, and the manufacturing cost of the drilling machine is effectively reduced.
  • the present invention reveals a compact unit of peripherals for land production rigs with placing loads on wheels and the replacement of a mud pump (alternative pump normally driven by diesel engine) by a centrifugal pump, different from what is disclosed by prior art documents.
  • the Compact Peripheral Unit is basically composed of five pieces of equipment: BOP Drive Unit (1 and 2), Tool Skid (3), Fluid Tank (4), Fluid Pump (5) and Test Unit of ESCP (6), and low board (7) that supports these equipments. It is used in onshore production rigs placing loads on wheels, in addition to replacing the conventional mud pump with a centrifugal pump, considerably reducing the amount of loads moved in the rigs disassembly, transport and assembly (DTM) process.
  • DTM transport and assembly
  • FIG. 1 illustrates a Compact Peripheral Unit for onshore production rigs, comprising five main pieces of equipment: BOP drive unit, tool skid, fluid tank, fluid pump and ESCP test unit.
  • FIG. 2 illustrates the hydraulic unit that drives the BOP and its air compressor (items 1 and 2, respectively).
  • the Compact Peripheral Unit is basically composed of the following components, as shown in figure 1: Hydraulic BOP Drive Unit (1), Compressed Air System (2), Tool Skid (3), Fluid Tank (4) , Fluid Pump (5), ESCP Test Unit (6) and Board (7).
  • - Hydraulic BOP Drive Unit (1) equipment designed to supply the hydraulic energy necessary to drive (open and close) the BOP drawers.
  • Compressed air system (2) Comprises a radial compressor coupled to a compressed air vessel and pipes. It is responsible for generating, storing and supplying compressed air to drive a hydropneumatic pump of the hydraulic unit that drives the BOP (1) and the ESCP test unit (6).
  • Fluid tank (4) it is a tank of approximately 60 bbl for the storage of fluids for supplying the well.
  • Fluid Pump (5) equipment designed to transfer fluid from the fluid tank to the well.
  • Plank (7) structure intended for the installation of all the rig's peripherals, mentioned above, in addition to facilitating their road transport.
  • the hydraulic unit of the CPU has not undergone any changes.
  • the layout of the unit was modified in relation to the routing of lines and position of equipment in order to optimize space and leave the operator's area free.
  • the Compact Peripheral Unit UCP has greater operator accessibility. With the exception of the Hydraulic BOP Drive Unit (UHABOP), and Tool Skid (3), all other operations are carried out from the ground.
  • UHABOP Hydraulic BOP Drive Unit
  • Tool Skid (3) all other operations are carried out from the ground.
  • the rattles are flatbed trucks with a hydraulic system to pull and receive all equipment and skids equipment.
  • 10 rattles are used (figure 6) exclusively for the DTM of the 5 rigs and 5 mechanical horsepower that serve the DTM of the rigs and fluid station.
  • 8 rattles can be eliminated, keeping only two for the movement of rod and tube boxes.
  • the 5 mechanical horses already handle the movement of trailers and will also be able to handle the CPU's, without the need to increase the fleet.
  • the advantages of the proposed invention is that the number of rattles can be gradually reduced from 10 to 2, as the CPU's are being released for use, with a general cost reduction. Elimination of maintenance with mud pumps, in addition to diesel and lubricating oil consumption; reduction of corrective maintenance on equipment, due to transport with rattles.
  • the interconnection of the BOP trigger, which is in the CPU with the BOP, is made through hoses (type of hose used to support greater pressure). These hoses are positioned at a fixed point on the CPU and, before, their wear was greater, due to handling during movement. Therefore, there is a reduction in the cost of the hoses of the rigs, nowadays changed more frequently due to cargo movements and handling of them at locations (reduction of 3 hoses per rig). Expectation of faster DTM's.

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Abstract

A presente invenção está relacionada à otimização dos processos relacionados as atividades desempenhadas por Sondas de Produção Terrestre simplificadas com colocação de cargas sobre rodas. A utilização dos equipamentos em prancha única, chamada de Unidade Compacta de Periféricos – UCP, diminui consideravelmente a quantidade de cargas movimentadas no processo de desmontagem, transporte e montagem (DTM) das sondas. Desta forma, além de otimizar o layout nas locações, custos e tempo do DTM são reduzidos, bem como o risco de acidentes.

Description

“UNIDADE COMPACTA DE PERIFÉRICOS PARA SONDAS DE PRODUÇÃO
TERRESTRE”
Campo da Invenção
[0001] A presente invenção está relacionada à otimização dos processos relacionados às atividades desempenhadas por Sondas de Produção Terrestre simplificadas.
Descricão do Estado da Técnica
[0002] Os campos maduros do ativo de produção de Sergipe Terra são bastante conhecidos, alguns com mais de 30 anos de produção. Seus poços possuem características de não surgência e impossibilidade de circulação. Nesse contexto, as Sondas de Produção Terrestre (SPTs) próprias operam sob a Análise Preliminar de Riscos e Incertezas (APRI) de sondas próprias simplificadas. Esta APRI contempla utilização de Equipamentos de Segurança de Cabeça de Poço (ESCP) simplificado, composto por “ blowout preventer " (BOP) gaveta cega, BOP gaveta vazada, carretel de produção, unidade e linhas de acionamento do BOP, painel de acionamento remoto do BOP, BOP de hastes e válvula de segurança de coluna) e que, caso o poço em underbalance, a intervenção não deve ser prosseguida com sonda SPT simplificada. Além disso, as intervenções com presença de gás sulfídrico (H2S), mesmo em baixas concentrações, devem ser direcionadas para sondas convencionais. Antes da invenção, essas SPTs simplificadas utilizavam em suas atividades alguns equipamentos superdimensionados e, por consequência, faziam uso desnecessário de uma complexa logística de transporte.
[0003] O documento W02004031528A2 revela uma plataforma de perfuração móvel, inclui uma plataforma montada em suportes de chão orientáveis. O equipamento de perfuração é disposto na plataforma e é operado por um sistema de energia que inclui bombas hidráulicas, um compressor de ar tipo parafuso e um motor para acionar as bombas e o compressor. Uma transmissão é comum às bombas hidráulicas e ao compressor de ar e inclui uma engrenagem de interseção para transmitir uma potência de entrada do motor para as bombas e o compressor. O ar comprimido do compressor desloca-se para um reservatório de ar no qual o óleo do compressor é separado do ar. O óleo do compressor é conduzido para uma entrada de óleo da caixa de transmissão para uma saída de óleo da caixa de transmissão que se comunica com uma entrada de ar do compressor.
[0004] O documento US4493382A descreve um tanque de lama em forma de "L" que possui dobradiças longitudinais e horizontais na borda superior de um painel de parede até uma parte da estrutura do veículo, ou uma extensão da mesma, de tal modo que, quando baixada, fique apoiada no solo, posição horizontal em relação ao buraco a ser perfurado e, quando levantado, numa posição vertical de transporte de carga, em que esteja alinhado com o lado adjacente do veículo e a sua parte traseira esteja acima do pneu traseiro do veículo. Um painel de parede divisor localizado centralmente permite que o líquido viaje da parte traseira do tanque de lama para frente e depois para trás, onde uma extensão removível para o tubo de admissão da bomba de lama está localizada.
[0005] O documento CN202990852U apresenta uma máquina de perfuração de petróleo terrestre compacta que compreende uma máquina de perfuração principal, um sistema de processamento de lama e uma área de controle que são organizados em sequência. A máquina de perfuração principal compreende uma base de máquina de perfuração e uma torre de perfuração. O sistema de processamento de lama compreende uma pluralidade de tanques de lama retangulares que são dispostos em paralelo. A área de controle compreende uma sala de bombas, uma área de energia e uma sala de tanques auxiliares. A câmara das bombas, a área de energia e a sala do tanque auxiliar estão dispostas em modo de camadas. O comprimento total da máquina de perfuração principal, do sistema de processamento de lama e da área de controle é inferior a 45 m. A máquina de perfuração terrestre compacta de petróleo tem as vantagens que, devido aos fatos de que o esquema técnico é adotado, a área ocupada da máquina de perfuração é efetivamente reduzida, os comprimentos de vários oleodutos e cabos são muito encurtados, e o custo de fabricação da máquina de perfuração é efetivamente reduzido.
[0006] A presente invenção revela uma unidade compacta de periféricos para sondas de produção terrestre com colocação de cargas sobre rodas e a substituição de uma bomba de lama (bomba alternativa normalmente acionada por motor diesel) por uma bomba centrífuga, diferente do que é divulgado pelos documentos do estado da técnica.
Descricão Resumida da Invenção
[0007] A Unidade Compacta de Periféricos é composta basicamente por cinco equipamentos: Unidade de Acionamento do BOP (1 e 2), Skid de ferramentas (3), Tanque de Fluido (4), Bomba de Fluido (5) e Unidade de Teste de ESCP (6), e prancha baixa (7) que suporta esses equipamentos. Ela é utilizada em sondas de produção terrestre colocando as cargas sobre rodas, além de substituir a bomba de lama convencional por uma bomba centrífuga, diminuindo consideravelmente a quantidade de cargas movimentadas no processo de desmontagem, transporte e montagem (DTM) das sondas.
Breve Descricão dos Desenhos
[0008] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência, representando as modalidades da presente invenção.
- A Figura 1 ilustra uma Unidade Compacta de Periféricos para sondas de produção terrestre, composta por cinco equipamentos principais: unidade de acionamento do BOP, skid de ferramentas, tanque de fluido, bomba de fluido e unidade de teste ESCP.
- A Figura 2 ilustra a unidade hidráulica de acionamento do BOP e seu compressor de ar (itens 1 e 2, respectivamente).
- A Figura 3 ilustra o skid de ferramentas.
- A Figura 4 ilustra a bomba e o tanque de fluido.
- A Figura 5 ilustra a unidade de teste de ESCP. Descricão Detalhada da Invenção
[0009] A Unidade Compacta de Periféricos é composta basicamente pelos seguintes componentes, conforme figura 1: Unidade Hidráulica de Acionamento do BOP (1), Sistema de Ar Comprimido (2), Skid de ferramentas (3), Tanque de fluido (4), Bomba de fluido (5), Unidade de teste de ESCP (6) e Prancha (7).
- Unidade Hidráulica de Acionamento de BOP (1): equipamento destinado a fornecer a energia hidráulica necessária ao acionamento (abrir e fechar) as gavetas do BOP.
- Sistema de ar comprimido (2): Compreende um compressor radial acoplado a um vaso de ar comprimido e tubulações. É o responsável por gerar, armazenar e fornecer ar comprimido para o acionamento de uma bomba hidropneumática da unidade hidráulica de acionamento do BOP (1) e unidade de teste de ESCP (6).
- Skid de ferramentas (3): Destinado ao armazenamento de ferramentas/utilidades da operação.
- Tanque de fluido (4): é um tanque de aproximadamente 60 bbl destinado ao armazenamento de fluidos para abastecimento do poço.
- Bomba de Fluido (5): equipamento destinado a transferir fluido do tanque de fluidos para o poço.
- Unidade de teste de ESCP (6): Equipamento destinado ao teste de estanqueidade do ESCP.
- Prancha (7): estrutura destinada à instalação de todos os periféricos da sonda, mencionados acima, além de facilitar o transporte rodoviário dos mesmos.
[0010] Como as SPTs próprias operam de forma simplificada, sem combate ao poço, foi identificado que a única função da bomba de lama é a de completar o poço. A bomba de lama convencional (alternativa) foi substituída por uma bomba centrífuga (5) com vazão igual à da bomba de lama convencional (figura 7). Para algumas operações específicas (teste de coluna, por exemplo), que necessitam de pressão, a unidade de teste de ESCP (6) será utilizada. [0011] O fluido da sonda é utilizado apenas para completar o poço, a equipe de operação determinou que um volume de 60 barris seria mais do que suficiente para a operação da sonda, desta forma o tanque (4) foi reduzido para esse volume.
[0012] O unidade hidráulica da UCP não sofreu nenhuma alteração. A unidade teve o layout modificado em relação ao encaminhamento de linhas e posição de equipamentos de forma a otimizar o espaço e deixar livre a área do operador.
[0013] A Unidade Compacta de Periféricos UCP possui uma maior acessibilidade dos operadores. Com exceção da Unidade Hidráulica de Acionamento do BOP (UHABOP), e Skid de ferramentas (3), todas as outras operações são realizadas do chão.
[0014] As matracas são caminhões pranchas com sistema hidráulico para puxar e receber todos equipamentos os equipamentos skids. Atualmente são utilizadas 10 matracas (figura 6) exclusivas para o DTM das 5 sondas e 5 cavalos mecânicos que atendem o DTM das sondas e estação de fluido. Após a integração das UCP's nas cinco sondas, podem ser eliminadas 8 matracas, mantendo apenas duas para a movimentação de caixas de hastes e tubos. Os 5 cavalos mecânicos já atendem a movimentação dos trailers e poderão atender também as UCP's, sem necessidade de aumento de frota.
[0015] As vantagens da invenção proposta é que o número de matracas pode ser reduzido gradualmente de 10 até 2, à medida que as UCP's forem sendo liberadas para uso, com redução geral de custo. Eliminação de manutenção com as bombas de lama, além de consumo de diesel e óleo lubrificante; diminuição de manutenções corretivas nos equipamentos, devido ao transporte com matracas. A interligação do acionador do BOP, que fica na UCP com o BOP é feita através de mangotes (tipo de mangueira utilizada para suportar maior pressão). Esses mangotes estão posicionados em um ponto fixo na UCP e antes o desgaste dos mesmos eram maiores, devido ao manuseio durante a movimentação. Sendo assim, há uma redução de gasto com os mangotes das sondas, hoje trocados com maior frequência devido às movimentações de carga e manuseio dos mesmos nas locações (redução de 3 mangotes por sonda). Expectativa de DTM's mais rápidos.

Claims

Reivindicações
1 - UNIDADE COMPACTA DE PERIFÉRICOS, caracterizada por compreender uma unidade hidráulica de acionamento do BOP (1), um sistema de ar comprimido (2), um skid de ferramentas (3), um tanque de fluido (4), uma bomba de fluido (5), uma unidade de teste de ESCP (6) e uma prancha (7).
2 - UNIDADE COMPACTA DE PERIFÉRICOS, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por a prancha (7) compreender à instalação e transporte rodoviário da unidade hidráulica de acionamento do BOP (1), sistema de ar comprimido (2), skid de ferramentas (3), tanque de fluido (4), bomba de fluido (5) e unidade de teste de ESCP (6), além do sistema elétrico (iluminação e acionamento de motores).
3 - UNIDADE COMPACTA DE PERIFÉRICOS, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela bomba de fluido (5), centrífuga, substituir a bomba de lama convencional.
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