BRPI0611211A2

BRPI0611211A2 - sonda de perfuraÇço colocada no leito do mar

Info

Publication number: BRPI0611211A2
Application number: BRPI0611211-0A
Authority: BR
Inventors: Per Olav Haughom
Original assignee: Seabed Rig As
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2010-08-24
Also published as: CA2609027A1; CA2609027C; EP1899570A4; US7600570B2; WO2007004887A1; RU2007119129A; EP1899570A1; NO20053279D0; BRPI0611211B1; US20070196180A1; NO20053279L; NO323508B1; RU2365730C2; US20100021239A1

Abstract

Uma sonda de perfuração colocada no leito do mar e preparada para a perfuração de poços de gás e de petróleo é controlada remotamente de uma embarcação de perfuração leve (2) através de tubos e cabos de sinal (3). A estrutura principal da sonda de perfuração é composta de duas estruturas cilíndricas (la, 10), em conexão com a qual é fornecido um número de silos cilíndricos (8) para armazenagem de depósitos de tubos de perfuração (23). Um módulo de perfuração completa (17) pode ser baixado e recuperado através de alçapões (11) no topo da primeira estrutura cilíndrica (10). A sonda de perfuração é ancorada em uma estrutura de fundação (7) por pernas hidráulicas (9). Uma saia cilíndrica (34) envolve o BOP (33) para evitar a poluição do ambiente.

Description

SONDA DE PERFURAÇÃO COLOCADA NO LEITO DO MAR

A presente invenção refere-se a uma sonda de perfuraçãodo tipo usado para a perfuração de poços de gás e petróleo.Mais particularmente, ela refere-se a uma sonda de perfuraçãocolocada no leito do mar e preparada para a perfuração depoços de gás e petróleo, a sonda de perfuração sendo equipadacom um módulo de perfuração e pelo menos um depósito de tubosde perfuração. Uma estrutura principal cilíndrica impermeávelcompreendendo estruturas cilíndricas concêntricas é fornecidacom uma pluralidade de silos para o armazenamento de tubos deperfuração, as porções superiores das estruturas cilíndricase os silos sendo supridos com alçapões de vedaçãocorrespondentes para passar equipamento para dentro e parafora.

Depósitos de gás e petróleo na crosta terrestre sãoexplorados pela perfuração de um buraco para baixo para odepósito para permitir que petróleo e gás escoem para asuperfície.

O equipamento usado para a perfuração de buracos no soloconsiste principalmente em uma torre de perfuração planejadacomo uma estrutura de aço reforçado. Na torre existemmáquinas de extração com um cabo para extração e abaixamentodos tubos de perfuração. Existem também vários equipamentospara lidar com os tubos de perfuração e revestimento deassentamento dentro do poço não revestido.

Depósitos de gás e petróleo em águas profundas sãoexplorados usando-se plataformas fixas ou flutuantesequipadas com equipamento de perfuração. Estas plataformasterminam sendo estruturas grandes e dispendiosas porque oequipamento de perfuração é volumoso e pesado. Além doequipamento de perfuração efetivo, também deve ser supridacom uma conexão de um tubo ascendente entre a plataforma e oleito do mar para circular a lama de perfuração durante aperfuração. Plataformas flutuantes também devem ser supridascom compensadores de içamento para acomodar o movimentoondular da plataforma relativa ao leito do mar.Freqüentemente, as operações de perfuração devem serinterrompidas durante condições de tempo extremas, queenvolvem operações perigosas e altos custos. Operações quedevem ser executadas sob condições de tempo difíceis e cargade onda alta também envolvem grandes riscos.

Uma desvantagem comum dos métodos conhecidos deperfuração em grandes profundezas oceânicas é o fato de queeles requerem o uso de plataformas flutuantes caras a taxasdiárias altas.

Estes problemas formam a base da presente invenção, oobjetivo geral da qual foi fornecer uma sonda de perfuração,que pode ser colocada no leito do mar para executar operaçõesde perfuração sem o uso de plataformas de perfuraçãoflutuantes.

Uma alternativa para a perfuração de plataformas deperfuração flutuantes é colocar a sonda de perfuraçãodiretamente no leito do mar, deste modo eliminando anecessidade de plataformas caras e grandes.

A indústria de petróleo atual desenvolveu uma grandequantidade de equipamento avançado para o controle remoto deoperações submarinas. Esta tecnologia está disponível e podeser usada em uma operação por controle remoto onde oequipamento de perfuração é colocado diretamente no leito do mar.

Ter uma sonda de perfuração localizada no leito do marreduz as necessidades de embarcações na superfície, tornandopossível o uso de um navio menor com uma capacidade deascensão limitada.

Deste modo, WO 2004/018826 descreve uma sonda deperfuração preparada no leito do mar, onde cartuchos de tubosão fornecidos para a sonda de perfuração de uma embarcaçãona superfície. 0 dispositivo da publicação WO consiste em umaestrutura aberta que torna difícil substituir qualquer outroequipamento que não seja os cartuchos de tubo.

O objetivo desta invenção é reparar ou reduzir pelomenos uma das desvantagens da técnica anterior.O objetivo é alcançado de acordo com a invenção, pelascaracterísticas dadas na descrição abaixo e nasreivindicações seguintes.

Uma sonda de perfuração colocada no leito do mar epreparada para perfurar poços de gás e petróleo é, de acordocom a invenção, suprida com um módulo de perfuração e pelomenos um depósito de tubos de perfuração, e é caracterizadapor uma estrutura principal cilíndrica impermeávelcompreendendo estruturas cilíndricas concêntricas, e que ésuprida com uma pluralidade de silos para armazenagem detubos de perfuração, as porções superiores das estruturascilíndricas e os silos sendo supridos com alçapões de vedaçãocorrespondentes para transportar equipamento para dentro epara fora.

O módulo de perfuração é projetado como um móduloseparado com, entre outras coisas, uma máquina de perfuraçãoe equipamento para lidar com tubos de perfuração dispostoscentralmente dentro da estrutura principal cilíndrica. 0módulo de perfuração pode ser passado dentro da estruturaprincipal através de aberturas de transferência no topo. 0módulo de perfuração compreende uma estrutura principalsuprida com cilindros de içamento, e também uma máquina deperfuração e um robô para lidar com tubos equipado comdispositivos de içamento e garra. 0 módulo de perfuração podeser deslocado através do alçapão associado com uma primeiraestrutura cilíndrica.

Tubos de perfuração também são passados para dentroAtravés de alçapões nas porções superiores dos silos,enquanto outro equipamento é passado para dentro através deaberturas em uma segunda estrutura cilíndrica.

Um controlador preventivo de erupção (BOP) é preparadoem uma estrutura de fundação no leito do mar. A parteinferior da sonda de perfuração é suprida com uma saiacilíndrica preparada para engrenar uma estrutura cilíndricacorrespondente na estrutura da fundação, deste modoencapsulando o BOP.A sonda de perfuração é ancorada no leito do mar atravésda estrutura de fundação pré-arriada ou diretamente no leitodo mar, por exemplo, por meio de ancoras de sucção. Umapluralidade de pernas hidráulicas na sonda de perfuraçãoancora a sonda de perfuração na estrutura de fundaçãolocalizada no leito do mar.

Entre o navio e a sonda de perfuração existem cabos emangueiras fornecidas para controlar e monitorar as operaçõesda sonda de perfuração. Como mencionado, a sonda inteira éencaixotada, evitando descargas para o ambiente ao redor.

Tubos de perfuração e outro equipamento são transportadospara baixo para módulos e transportados para dentro da sondade perfuração através de alçapões.

A operação das funções da sonda de perfuração éexecutada por controle remoto e através do uso de conhecidosveículos operados remotamente, os chamados ROVs.

Vantajosamente a sonda de perfuração é suprida comelementos flutuantes para facilitar a operação de submersãodurante o procedimento de instalação no leito do mar.

Além do mais, a sonda de perfuração é preparada paraexecutar operações de manutenção em poços e qualquer trabalhonecessário em conexão com tamponamento de poços a seremabandonados.

0 seguinte descreve um exemplo não-limitado de umamodalidade preferida ilustrada nos desenhos que acompanham,no qual:

A figura 1 mostra uma sonda de perfuração colocada noleito do mar, conectada a uma embarcação de superfície porcabos flexíveis e mangueiras;

A figura 2 mostra o módulo de perfuração pronto para sertransportado para dentro da estrutura principal através dealçapões;

A figura 3 é uma vista em escala maior de tubos deperfuração prontos para serem transportados para dentroatravés de alçapões;

A figura 4 mostra o módulo de perfuração em uma escalamaior; e

A figura 5 mostra a sonda de perfuração que está paraser colocada no leito do mar, diante da estrutura de fundaçãopara a qual um BOP foi ajustado.

Nos desenhos, o número de referência 2 denota umaembarcação de superfície leve na superfície do mar 5, comequipamento de içamento 4 instalado. Tubos flexíveis e cabosde controle 3 se estendem entre a embarcação 2 e uma sonda deperfuração 1 colocada no leito do mar 6.

A estrutura principal da sonda de perfuração 1compreende uma primeira estrutura cilíndrica 10 e uma segundaestrutura cilíndrica la, que é concêntrica à primeiraestrutura cilíndrica 10, onde um número de silos cilíndricos8 é preparado para circundar a primeira estrutura cilíndrica10, para transportar depósitos de tubos de perfuração 23 paradentro através de alçapões 12 nas porções superiores dossilos 8.

A porção inferior da segunda estrutura cilíndrica Ia ésuprida com pernas de suporte hidráulicas 9 que engrenam umaestrutura de fundação 7.

Em volta do revestimento da superfície da segundaestrutura cilíndrica Ia são supridos alçapões 13 para oserviço e manutenção do equipamento (não-mostrado) pelo usode um ROV 36 com dispositivos de garra 18 controladosremotamente por meio de um cabo 37.

Alçapões 14 são abastecidos pela porção superior dasegunda estrutura cilíndrica la, alçapões que são usados paratransferência de bombas de lama 32, vide a figura 5, e outroequipamento auxiliar.

A sonda de perfuração 1 é abastecida com um elementoflutuante 15 para compensação de peso.

O módulo de perfuração completa 17, veja as figuras 2 e3, pode ser baixado e levantado centralmente através dealçapões 11 em uma porção superior da primeira estruturacilíndrica 10.

O módulo de perfuração 17 é equipado com todo oequipamento necessário para operações de perfuração.

Nesta modalidade preferida o módulo de perfuração 17compreende uma estrutura principal 18 para a qual sãofornecidas peças de extremidades circulares 30, permitindoque todo o módulo de perfuração gire em torno de seu eixolongitudinal. Perfurações alongadas 31 são providas naestrutura principal 18, servindo como guias para a máquina deperfuração 19 associada com um tubo de perfuração 27.

A máquina de perfuração 19 é içada e baixada porcilindros hidráulicos 25.

No topo da haste do pistão do cilindro 25 existem polias22. Um fio 26 corre através destas polias 22 para que umaextremidade do fio 26 seja fixada à peça final 30 e a outraextremidade é fixada à máquina de perfuração 19. Estaconstrução oferece um comprimento de içamento, que é duasvezes o comprimento do percurso do cilindro 25.

0 módulo de perfuração 17 é abastecido com um robô paralidar com tubo para lidar com tubos de perfuração 27, robôque compreende uma coluna vertical 29 fixada às peças finais30 e dispositivos de garra e içamento 28, 26. que correm aolongo da coluna cilíndrica, dispositivos que podem serdeslocados verticalmente e girados em torno do eixo verticalda coluna para lidar com tubos de perfuração 27 entre ocentro do poço não-revestido e espaços de armazenamento nosilo 8.

Os depósitos de tubo de perfuração 23 com prendedorescilíndricos 24, vide a figura 3, são baixados dentro dossilos de tubo 8 através de alçapões 12 nas porções superioresdos silos de tubo 8.

A parte inferior da segunda estrutura cilíndrica Ia éabastecida com uma saia cilíndrica 34, veja a figura 5, queengrena uma parte cilíndrica complementar 35 na estrutura defundação 7 por meio da qual um BOP 33 é anexado para evitar apoluição do ambiente.

Claims

1. Sonda de perfuração colocada no leito do mar, epreparada para perfuração de poços de gás e petróleo, onde asonda de perfuração (1) é equipada com um módulo deperfuração (17) e pelo menos um depósito de tubos deperfuração (23), caracterizada pelo fato de que uma estruturaprincipal cilíndrica impermeável compreendendo estruturascilíndricas concêntricas (la, 10) é abastecida com umapluralidade de silos (8) para armazenar tubos de perfuração,e onde as porções superiores das estruturas cilíndricas (1a,10) e os silos (8) são abastecidos com alçapões de vedaçãocorrespondentes (11, 12, 14) para transportar equipamentopara dentro e para fora.

2. Sonda de perfuração, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que um módulo de perfuração (17)compreendendo uma estrutura principal (18) com cilindros deiçamento associados (25) mais uma máquina de perfuração (19)e um robô para lidar com tubos (26, 28, 29) equipado comdispositivos de içamento e garra (20, 28) pode ser deslocadaatravés do alçapão (11) associado com uma segunda estruturaprincipal (la).

3. Sonda de perfuração, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a sonda de perfuração(1) é abastecida com uma saia cilíndrica (34) preparada paraengrenar uma estrutura cilíndrica correspondente (35) naestrutura de fundação.

4. Sonda de perfuração, de acordo com as reivindicaçõesanteriores, caracterizada pelo fato de que a sonda deperfuração (1) é ancorada em uma estrutura de fundação (7)localizada no leito do mar (6) por uma pluralidade de pernashidráulicas (9).