BRPI0706452A2 - aparelho e método para instalar uma linha de controle e uma coluna de tubo em um poço e método para fixar uma linha de controle a uma coluna de tubo - Google Patents

Abstract

APARELHO E METODO PARA INSTALAR UMA LINHA DE CONTROLE E UMA COLUNA DE TUBO EM UM POçO E MéTODO PARA FIXAR UMA LINHA DE CONTROLE A UMA COLUNA DE TUBO. A presente invenção refere-se a método e aparelho para instalar linhas de controle (31) e tubos (14) em um poço. A aranha (11), que sustenta o tubo, normalmente montada no piso de plataforma (6), está retida de modo sustentado em um dispositivo de retenção (12) móvel verticalmente. O dispositivo de retenção (12) está adaptado para elevar controlavelmente a aranha (11) acima do piso de plataforma (6), quando os encaixes de tubo (24) dentro da aranha (11) não estão engatados com a superfície externa da coluna de tubo (14), desse modo possibilitando ao pessoal acesso a uma parte do comprimento da coluna de tubo (14) abaixo da aranha (11) elevada e acima do piso de plataforma (6). Ao pessoal é dado acesso à coluna de tubo (14) para aplicar um prendedor (34) para fixar a linha de controle (31) na coluna de tubo (14). A linha de controle (31) é alimentada acima da aranha (11) e é posicionada por uma guia de linha de controle (16, 42) sustentada na aranha (11) ou no dispositivo de retenção (12), para passar através da aranha (11) fora do caminho de elementos de garra de tubo (24) dentro da aranha (11).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHOE MÉTODO PARA INSTALAR UMA LINHA DE CONTROLE E UMA CO-LUNA DE TUBO EM UM POÇO E MÉTODO PARA FIXAR UMA LINHA DECONTROLE A UMA COLUNA DE TUBO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um método e a um aparelhopara instalar tubos e uma linha de controle em um poço. Mais especifica-mente, a presente invenção refere-se a um método e a um aparelho parafixar uma linha de controle em uma coluna de tubo, quando o tubo está sen-do formado e inserido em um poço.

Antecedentes da técnica relacionada

Poços geralmente são perfurados profundamente na crosta ter-restre, para estabelecer uma comunicação de fluido entre as formações geo-lógicas de superfície e subsuperfície, que contêm depósitos de hidrocarbo-neto de ocorrência natural, tais como petróleo ou gás. Um poço cria um con-duto de fluido permitindo que depósitos de petróleo e gás da subsuperfíciesejam produzidos na superfície. É comum que um furo perfurado penetre emuma pluralidade de formações. As formações podem conter hidrocarbonetosou outros fluidos de composições diferentes e a pressões diferentes do queos hidrocarbonetos e fluidos contidos em outras formações. As formaçõestambém podem conter água (aqüíferas), salmoura, gás de sulfeto de hidro-gênio e outros materiais que podem ser indesejáveis.

Um furo perfurado é completado em um poço circulando cimentono anel entre a parede do furo perfurado e a superfície externa de umacoluna de tubo chamado de invólucro, para formar um revestimento de ci-mento. O cimento endurece para impedir que as formações penetradas cor-ram para dentro do poço e para a superfície. Quando um furo é perfurado ecompletado, são tomadas decisões sobre qual das formações penetradasdeve produzir seletivamente. Uma ferramenta de perfuração é usada paracortar um furo através do invólucro e do revestimento de cimento, para esta-belecer, seletivamente, comunicação de fluido entre a formação direcionadae a superfície. Quando uma formação é perfurada, o poço pode ser produzi-do para esgotamento (de pressão), até que "esvazie a água", aumentando oteor de água, ou ambos. Quando uma formação é esgotada ou esvaziada deágua, pode ser desejável intervir no poço, para alterar ou isolar a formação,de modo que outras formações possam ser perfuradas e produzidas, semque a produção seja sobrecarregada por perdas de fluido em formações es-gotadas ou por intrusão de água de formações com esvaziamento de água.A intervenção geralmente é realizada por trabalho adicional com unidade delinha de fio (WLU), trabalho adicional com unidade de tubulação espiralada(CTU) ou por uma plataforma de trabalho adicional convencional. Um traba-lho adicional de WLU ou CTU é realizado baixando um instrumento ou fer-ramenta no poço usando uma plataforma especializada com uma longa linhade fio ou tubulação bobinada para ligar ou controlar o instrumento ou ferra-menta dentro do furo, a partir da superfície. A plataforma de trabalho adicio-nal convencional geralmente requer que toda a tubulação de produção sejaremovida do poço, de modo que as ferramentas ou instrumentos possam serinseridos no poço em uma coluna de trabalho.

Se as formações esgotadas ou esvaziadas de água estiverem auma profundidade maior do que a formação, a formação esgotada e esvazi-ada de água pode ser isolada do poço usando uma das três técnicas de in-tervenção convencionais descritas acima. Em um trabalho adicional de inter-venção convencional, material, tal como cimento ou areia, pode ser deposi-tado no fundo do poço, para formar um tampão para vedar as perfuraçõesna formação esgotada ou esvaziada de água e, desse modo, isolar a forma-ção esgotada e esvaziada de água da nova formação localizada acima.Quando um tampão de areia ou cimento está em posição, pode ser necessá-rio, posteriormente, outro trabalho adicional para remover o mesmo. Disposi-tivos de vedação são ferramentas que precisam ser instaladas em um poçodurante um trabalho adicional, em formações isoladas, esgotadas ou esvazi-adas de água.

Trabalhos adicionais convencionais para instalar ou removertampões ou dispositivos de vedação no fundo do furo são desnecessários seas formações puderem ser isoladas ou controladas remotamente usandodispositivos no fundo do furo. Dispositivos no fundo do furo, tais como válvu-las ou estranguladores, podem ser instalados em uma coluna de tubo quan-do a mesma estiver sendo formada e inserida em um poço, para possibilitara produção seletiva, isolação ou controle de corrente de fluidos que se en-contram nas formações penetradas por um poço. Válvulas ou estrangulado-res no fundo do furo controlados da superfície necessitam de linhas de con-trole contínuas, que se estendem da superfície, através do poço, até a pro-fundidade na qual os dispositivos no fundo do furo estão instalados nacoluna de tubo. Linhas de controle podem ser instaladas quando a coluna detubo está sendo formada e inserida no poço.

Linhas de controle contínuas geralmente são armazenadas etransportadas para o local da plataforma em bobinas. As bobinas de linha decontrole geralmente são montadas em um eixo horizontal ou em um piso deplataforma próximo, de modo que a linha de controle possa ser "alimentada"fácil e suavemente à coluna de tubo e fixada na mesma por desenrolamentoda bobina.

Poços de petróleo e gás podem ser equipados com linhas decontrole para ligar elétrica, hidráulica ou opticamente diversos dispositivosno fundo do furo à superfície. Linhas de controle podem ser usadas parareceber dados de instrumentos no fundo do furo, tais como válvulas, chaves,sensores, relês ou outros dispositivos. Um uso de linhas de controle é abrir,fechar ou ajustar válvulas no fundo do furo, a fim de produzir seletivamenteou isolar formações em locais na profundidade do poço. Uma linha de con-trole pode transmitir dados do fundo do furo para a superfície e comunicarcomandos ao mesmo ou a outros dispositivos no fundo do furo. A linha decontrole pode compreender fios ou cabos condutores para controlar eletri-camente dispositivos do fundo do furo, fibras para controlar opticamente dis-positivos do fundo do furo, um tubo de diâmetro pequeno para controlar hi-draulicamente dispositivos do fundo do furo. Linhas de controle, geralmente,são de um diâmetro menor em relação ao diâmetro da coluna de tubo a qualestão fixadas e, em geral, têm 0,5 e 6 cm de diâmetro. Linhas de controlepodem ser enfeixadas para fazer um único feixe umbilical, com diâmetros de10 cm ou mais. Linhas de controle geralmente são fixadas ao longo do com-primento da superfície externa da coluna de tubo, geralmente, paralelamenteao eixo central do furo da coluna de tubo. Linhas de controle contínuas fixa-das na coluna de tubo e inseridas em um poço quando juntas de tubo metá-lico são formadas em uma coluna de tubo e inseridas em um poço. Linhasde controle fixadas na coluna de tubo estão sujeitas a ser danificadas e tor-nadas imprestáveis se forem apertadas ou esmagadas por encaixes de tubousados para agarrar e sustentar a coluna de tubo, tal como durante o pro-cesso de formar a coluna de tubo e inserir a mesma no poço.

Uma aranha é um dispositivo usado em uma plataforma de per-furação ou trabalho adicional para agarrar e sustentar a coluna de tuboquando juntas de tubos são formadas para a coluna de tubo. A aranha temum furo interior, geralmente alinhado com a coluna de tubo, através do qualpassa a coluna de tubo. A aranha tem uma disposição circunferencial deencaixes de tubo móveis radialmente para dentro, dispostos em torno dacoluna de tubo e dentro do furo interno. Os encaixes de tubo movem-se ra-dialmente para dentro para agarrar a superfície externa da coluna de tubo esustentar a coluna de tubo no poço quando a coluna de tubo não estásustentada pelo elevador de levantamento. É importante que os encaixes detubo na aranha se engatem e agarrem uniformemente a coluna de tubo, afim de evitar esmagamento ou danificação do tubo que forma a coluna detubo. Cada encaixe de tubo dentro do furo interno da aranha aplica uma for-ça radialmente para dentro, contra a superfície externa da coluna de tubo. Éimportante que os encaixes de tubo sejam côncavos em torno do tubo, a fimde entrar em contato com o tubo sobre um intervalo o maior possível, a fimde minimizar a carga imposta sobre o tubo pelos encaixes de tubo.

Se uma linha de controle for apertada ou prendida entre os en-caixes de tubo da aranha e a superfície externa da coluna de tubo, ou seuma linha de controle for apertada entre segmentos adjacentes dos encaixesde tubo quando se movem em torno e radialmente para dentro para entrarem contato com a coluna de tubo, a linha de controle pode ser danificada e ocontrole da superfície de dispositivos no fundo do furo ou transferência dedados de instrumentos no fundo do furo podem ser perdidos ou prejudica-dos. É importante que o método usado para fixar linhas de controle nacoluna de tubo seja configurado para evitar danificação das linhas de contro-le.

Em muitas instalações, é desejável fixar múltiplas linhas de con-trole ao longo do comprimento da superfície externa da coluna de tubo, a fimde possibilitar o controle a partir da superfície de múltiplos dispositivos dofundo do furo. Por exemplo, as ferramentas e outras válvulas ou instrumen-tos de controle, que necessitam de linhas de controle, podem ser formadosna coluna de tubo a diversas profundidades e o número de linhas de controleem qualquer ponto determinado na coluna de tubo depende na localizaçãodesse ponto na coluna de tubo. Linhas de controle múltiplas são especial-mente úteis em poços profundos offshore, que penetram por múltiplas for-mações. Modelos existentes podem necessitar de quatro ou mais linhas decontrole para cada coluna de tubo que é inserida no poço. Linhas de controlemúltiplas são feitas, armazenadas, transportadas e instaladas de modo es-pecialmente eficiente em feixes, que compreendem linhas de controle aco-pladas umas às outras em uma configuração, em geral, paralela, lado a lado.Linhas de controle múltiplas podem necessitar de grampos maiores parafixar o feixe ao longo do comprimento da superfície externa da coluna detubo.

Foi desenvolvido um método para fixar linhas de controle emuma coluna de tubo quando a coluna de tubo é formada e inserida em umpoço. A Patente U.S. Ns 6.131.664 ("a Patente '664")refere-se ao uso deuma plataforma de trabalho elevada, construída no piso de plataforma. Aplataforma de trabalho está equipada com tenazes hidráulicas para formar acoluna de tubo, e uma abertura acima do poço no piso de plataforma de tra-balho, que, em geral, está alinhada com o poço e com uma abertura no pisode plataforma, abaixo da plataforma de trabalho. A plataforma de trabalhodescrita na Patente '664 sustenta a aranha e, quando a coluna de tubo ésustentada pela aranha, a plataforma de trabalho precisa sustentar o pesode toda a coluna de tubo. Isso requer que a plataforma de trabalho sejaconstruída para sustentar 200 toneladas ou mais. A plataforma de trabalhodescrita na Patente '664 também precisa oferecer uma área de trabalho sufi-ciente para que o pessoal de plataforma utilize as tenazes para unir juntasde tubo, que são baixadas e alinhadas em posição acima da coluna de tubo,a ser dispostas por rosqueamento na coluna de tubo.

A Patente '664 descreve que linhas de controle são dispostas nacoluna de tubo de uma área de trabalho separada mantida no piso de plata-forma e abaixo do nível da plataforma de trabalho. As linhas de controle es-tão armazenadas e fornecidas continuamente de bobinas localizadas late-ralmente à coluna de tubo e adjacentes à abertura no piso de plataforma.

Grampos são instalados pelo pessoal de plataforma, que está trabalhandona área de trabalho abaixo da plataforma de trabalho, para fixar as linhas decontrole na coluna de tubo. Um problema do método e do aparelho para ins-talar linhas de controle descritos na Patente '664 é que as linhas de controlee as próprias bobinas ocupam uma área significativa do piso de plataforma erepresentam um obstáculo para diversas operações.

O que é necessário é um método para fixar com segurança li-nhas de controle em uma coluna de tubo, quando a coluna de tubo está sen-do formada e inserida em um poço. O que é necessário é um método e umaparelho que possibilitem a instalação segura e econômica de linhas de con-trole que estão sendo fixadas em uma coluna de tubo, quando a mesma estásendo formada e inserida em um poço. O que é necessário é um métodopara fixar linhas de controle ao longo do comprimento de uma coluna de tu-bo, quando o mesmo está sendo formado e inserido em um poço, que elimi-ne obstruções para saídas de emergência, a ser usadas pelo pessoal deplataforma no caso de uma erupção do poço ou outra situação de controledo poço.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção utiliza uma aranha que está sustentada emum dispositivo de retenção, que pode ser elevado acima de um piso de pla-taforma. A aranha compreende um corpo de aranha e uma pluralidade deelementos de garra ou encaixes recebidos dentro de uma concavidade côni-ca no corpo de aranha. A aranha também pode compreender ou cooperarcom guias de linhas de controle para guiar o caminho de linhas de controleque atravessam o corpo de aranha. Para fins desta descrição, uma guia delinha de controle é um dispositivo que por rolamento ou deslizamento confe-re um caminho desejado à linha de controle.

Em uma modalidade, uma passagem dentro do corpo de aranhapode receber uma luva de linha de controle alongada, para compreender eproteger uma ou mais linhas de controle contra aperto ou esmagamento en-tre encaixes, ou entre encaixes e a coluna de tubo fixada pelos encaixes. Aluva de linhas de controle alongada tem uma abertura em cada extremidadee também é recebida e pode ser fixada dentro do corpo de aranha, sendoque uma abertura está disposta para cima e a outra abertura, disposta parabaixo. A luva de linhas de controle pode ajudar em guiar e posicionar as Ii-nhas de controle ao longo do tubo para ligação no mesmo. Opcionalmente, aluva pode ser fixada em qualquer elemento estrutural e suspensa ou susten-tada dentro da aranha. Alternativamente, a luva pode ser fixada diretamentena aranha, tal como na concavidade cônica da aranha ou na porta da ara-nha. A luva também precisa poder ser aberta seletivamente, tal como comuma fenda em um lado, a fim de receber uma linha de controle ou permitir aretirada de uma linha de controle.

Em outra modalidade, os componentes da aranha formam oupodem ser manipulados para formar uma passagem para a linha de controle,que está isolada dos encaixes e do tubo. Essa passagem pode ser formadaentre a porta da linha de controle e a porta da aranha. Em uma modalidade,a linha de controle está posicionada na ou removida da passagem por aber-tura de uma porta de aranha e uma porta de linha de controle. Em uma mo-dalidade alternativa, a linha de controle pode estar posicionada na, ou remo-vida da, passagem por abertura apenas da porta de linha de controle ou a-penas da porta de aranha. A porta de aranha também é aberta para que oaranha receba ou permita a retirada de uma coluna de tubo. Ainda adicio-nalmente, embora a passagem da linha de controle em si evite o contatoentre a linha de controle e os encaixes, a passagem da linha de controle po-de ainda incluir uma luva, tal como uma luva de uma parte ou de duas par-tes, para reduzir a abrasão dos lados da linha de controle. A passagem dalinha de controle e qualquer luva usada em cooperação com a passagemprecisam poder ser abertas seletivamente, a fim de receber uma linha decontrole ou permitir a retirada de uma linha de controle. Com uma coluna detubo posicionada dentro da aranha, a passagem e qualquer luva geralmentesão impedidas de abrir-se radialmente para dentro, de modo que a porta ouluva precisa ser aberta levantando, abaixando ou abrindo radialmente parafora, sustentando a coluna de tubo com o elevador de levantamento, de mo-do que a porta da aranha pode ser aberta.

Em uma modalidade alternativa, a aranha tem uma passagemde linha de controle formada no mesmo, dispondo uma porta de linha decontrole, posicionável de modo corrediço ou seletivamente, entre a colunade tubo e uma da porta de aranha ou do corpo de aranha, de modo que aslinhas de controle ficam retidas dentro da passagem da linha de controle. Aporta da linha de controle é posicionável para formar a passagem da linha decontrole, mesmo com a coluna de tubo estendendo-se através da aranha ecom a porta da aranha fechada. Esse posicionamento seletivo da porta dalinha de controle oferece uma importante vantagem operacional pelo fato deque uma linha de controle pode ser inserida através da aranha e protegidada coluna de tubo e dos encaixes sem ter de abrir a porta da aranha. Con-seqüentemente, a porta da linha de controle pode ser posicionada enquantoa coluna de tubo está sendo sustentada ou pelo elevador de levantamentoou pela aranha.

A porta da linha de controle é posicionada, de preferência, inse-rindo a mesma com um lado voltado para a coluna de tubo e outro lado vol-tado para linhas de controle contidas e pelo menos um do corpo de aranhaou da porta de aranha, ou uma combinação de ambos. A porta da linha decontrole também é inserida, de preferência, pela parte superior. Após a in-serção, a porta da linha de controle é fixada na posição. A porta da linha decontrole é fixada, de preferência, no corpo de aranha, na porta de aranha, ouem uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a porta da linha decontrole pode ser fixada ou suspensa em posição de alguma outra estrutura,tal como um conjunto que fixa as guias de linha de controle. Em uma moda-lidade especialmente preferida, a porta da linha de controle tem duas bor-das, que são recebidas de modo corrediço em um par de fendas formadasna superfície interna do corpo de aranha ou da porta de aranha, de modoque a porta da linha de controle pode ser levantada das fendas para receberuma linha de controle adicional dentro da passagem e, depois, reinstaladanas fendas, com todas as linhas de controle retidas na passagem. Tal comousada no presente, uma "fenda" pode referir-se a uma fenda, trilho, guia,estria ou qualquer aspecto que permita o engate e acoplamento corrediço.

As linhas de controle são alimentadas ao poço, geralmente,acima da aranha. As linhas de controle são direcionadas de uma bobina epodem encaixar-se em uma ou mais guias adaptadas para serem fixadas demodo rolante ao corpo de aranha. As guias rolantes guiam a linha de contro-le para uma abertura disposta para cima na aranha, através de uma passa-gem que não está obstruída pelos encaixes, e para baixo, ao longo do com-primento da coluna de tubo, para dentro do furo. Se uma luva protetora delinha de controle estiver sendo usada em associação com a aranha, entãoas guias rolantes guiam a linha de controle para uma extremidade dispostapara cima da luva protetora, através da luva alongada e para fora da abertu-ra disposta para baixo da luva. A parte exposta da coluna de tubo e da linhade controle, entre a mesa elevada e o piso de plataforma cria uma zona deaperto, onde grampos podem ser instalados para fixar as linhas de controlena superfície exterior da coluna de tubo.

O método e aparelho da presente invenção possibilitam que umaou mais linhas de controle sejam fixadas ao longo de uma coluna de tubo,quando a coluna de tubo está sendo formada e inserida em um poço. O mé-todo e o aparelho da presente invenção possibilitam que linhas de controlesejam fixadas em uma coluna de tubo acima do piso de plataforma e abaixodo aranha, mas elimina a necessidade de uma plataforma de trabalho eleva-da, suficientemente forte para sustentar o peso enorme da coluna de tubo. Ométodo e o aparelho da presente invenção aperfeiçoam a segurança e ope-ração da plataforma por alimentação pelo lado superior da linha de controle,através da aranha e evitam obstruções de saídas de emergência no piso deplataforma.

No método e aparelho preferidos da presente invenção, a ara-nha é recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado verti-cal e é sustentável pelo mesmo. O dispositivo de retenção está adaptadopara distribuir a carga sobre a aranha a componentes estruturais no ou abai-xo do piso de plataforma, quando a coluna de tubo é sustentada pela ara-nha, e para deslocar verticalmente e sustentar a aranha, quando a aranha éseparada da coluna de tubo e o peso da coluna de tubo é sustentado peloelevador de levantamento, com ou sem um acionamento superior, que pode,por exemplo, formar parte de uma ferramenta de movimento de invólucro.Alternativamente, a aranha pode ser sustentada diretamente pelo piso deplataforma, quando está sustentando a coluna de tubo, mas ser sustentadapelo dispositivo de retenção para elevação acima do piso de plataforma. Aaranha separada pode ser elevada de modo controlado usando o dispositivode retenção para sustentar a aranha a uma distância acima do piso de plata-forma, para permitir acesso do pessoal de plataforma à superfície externa daparte da coluna de tubo localizada abaixo da aranha elevada e acima do pi-so de plataforma. O acesso à parte externa da coluna de tubo abaixo da a-ranha e acima do piso de plataforma permite ao pessoal de plataforma insta-lar prendedores para fixar linhas de controle na coluna de tubo.

De acordo com a modalidade atualmente preferida, uma linha decontrole é disposta na coluna de tubo acima da aranha. De preferência, abobina pode ser posicionada em um local remoto no piso de plataforma e alinha de controle ser passada para cima e sobre uma roldana ou polia eleva-da, de modo a descer para a aranha. A bobina pode estar montada rotativa-mente em uma posição fixa, que esteja a uma distância suficiente acima daaranha e em proximidade suficiente à linha central axial da coluna de tubopara possibilitar um ângulo de aproximação favorável. A linha de controlenão deve ser curvada ou desviada a um ângulo que excede as recomenda-ções do fabricante, quando linha de controle é alimentada para baixo ao epara dentro da aranha. De preferência, o ângulo formado entre a linha decontrole e a coluna de tubo não excede cerca de 60 graus e, de modo parti-cularmente preferido, não excede cerca de 45 graus. Rolos, polias ou rolda-nas podem ser usados para limitar a curvatura localizada da linha de contro-le. A linha de controle pode ser guiada ou passada sobre uma guia rolantefixada acima da aranha, para guiar estrategicamente a linha de controle, ali-mentada de cima, da bobina, através da aranha, e ao longo do comprimentoda coluna de tubo, de modo que a linha de controle possa ser fixada nacoluna de tubo. A linha de controle é fixada na coluna de tubo com prende-dores, tais como grampos, luvas, cintas, braçadeiras ou outros prendedoresem uma posição abaixo da aranha elevada, mas na área adjacente do pisode plataforma. A linha de controle pode ser fixada ao longo da superfície ex-terna da coluna de tubo em qualquer local radial ou circunferencial da colunade tubo abaixo da aranha, mas a linha de controle é fixada, de preferência,ao longo da superfície externa da coluna de tubo em um local radial ou cir-cunferencial que, em geral, está alinhado com a passagem através da ara-nha. Conseqüentemente, a linha de controle passa através da aranha semser danificada pelos encaixes de tubo, dentro de um furo interno da aranha.

Deve ser entendido que uma pluralidade de linhas de controlepode ser fornecida à coluna de tubo de acordo com a presente invenção.Múltiplas linhas de controle podem ser fornecidas como um feixe ou podemser fornecidas separadamente.

Vantajosamente, os prendedores ou grampos usados para fixarlinhas de controle na coluna de tubo podem ser configurados independente-mente de restrições impostas pelo tamanho ou configuração do furo internoda aranha. Os prendedores podem ser fixados em qualquer espaçamentodesejado ao longo da coluna de tubo, tal como um prendedor por junta detubo. Está previsto, especificamente, que múltiplos prendedores podem serusados ao longo do comprimento de uma única junta de tubo e único suportede tubo, ou que juntas ou suportes de tubo inteiras podem ser saltadas.

Em ainda outra modalidade, a invenção fornece um método quecompreende as etapas de fixar um instrumento a uma coluna de tubo, sendoque o instrumento inclui uma linha de controle que se estende do mesmo,baixar a coluna de tubo, de modo que o instrumento e a linha de controlepassem através de uma aranha com uma pluralidade de elementos de pren-der o tubo, e posicionar uma porta de linha de controle, para separar a linhade controle dos elementos de prender o tubo. De preferência, a porta da li-nha de controle também separa a linha de controle da coluna de tubo. Demodo especialmente preferido, as etapas podem ser repetidas para receberuma pluralidade de linhas de controle, quando instrumentos adicionais oudispositivos controlados são formados e inseridos no furo do poço.

Os objetos, características e vantagens precedentes, bem comooutros, da presente invenção são examinados e entendidos mais detalha-damente por referência aos desenhos, descrição e reivindicações abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1A é uma vista em perspectiva de um conjunto de ara-nha de movimento alternado vertical em sua posição no piso, com uma ara-nha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado e guiasde linha de controle, que guiam linhas de controle alimentadas pelo alto a-través de uma passagem dentro da aranha e ao longo da coluna de tubo.

A Figura 1B é uma vista em perspectiva do conjunto de aranhade movimento alternado vertical em uma posição elevada, para facilitar afixação da linha de controle à coluna de tubo.

A Figura 1C é uma vista lateral em corte transversal do conjuntode aranha de movimento alternado vertical, mostrando os encaixes de ara-nha e a passagem da linha de controle através da aranha.

A Figura 1D é uma vista de cima esquemática do conjunto dearanha de movimento alternado vertical, mostrando a porta da linha de con-trole recebido pela porta de aranha, para formar a passagem da linha decontrole fora do caminho dos encaixes de aranha.

A Figura 1E é uma vista de cima esquemática do conjunto dearanha de movimento alternado vertical, mostrando os encaixes de aranhaem sua posição desengatada.A Figura 1F é uma vista de cima esquemática do conjunto dearanha de movimento alternado vertical, mostrando uma luva fixada dentrodo corpo de aranha, para formar a passagem da linha de controle.

A Figura 2 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha de movimento alternado vertical da presente invenção, com umaaranha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado, emsua posição no piso, quando uma junta de tubo, sustentada por um elevadorde levantamento, é alinhada com a coluna de tubo e baixada para ser ligadapor rosqueamento à coluna de tubo.

A Figura 3 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha de movimento alternado vertical da presente invenção, com umaaranha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado, emsua posição no piso, com uma coluna de tubo sustentada por um elevadorde levantamento, depois que os encaixes de tubo no furo da aranha são de-sengatados da superfície externa da coluna de tubo.

A Figura 4 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha de movimento alternado vertical da presente invenção, com umaaranha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado,com os encaixes de tubo desengatados da superfície externa da coluna detubo e o dispositivo de retenção e a aranha parcialmente elevados da posi-ção no piso em direção à posição levantada.

A Figura 5 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha de movimento alternado vertical da presente invenção, com umaaranha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado,sendo que o dispositivo de retenção da aranha de movimento alternado ver-tical sustenta a aranha em uma posição elevada, dando ao pessoal de plata-forma acesso a uma parte do comprimento da coluna de tubo abaixo da ara-nha e acima do piso de plataforma, para instalar um prendedor ou grampode linha de controle para fixar a linha de controle na coluna de tubo.

A Figura 6 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha de movimento alternado vertical da presente invenção, com umaaranha recebida em um dispositivo de retenção de movimento alternado,sendo que o prendedor instalado fixa as linhas de controle na superfície ex-terna da coluna de tubo, quando a coluna de tubo é baixada para dentro dopoço pelo elevador de levantamento e quando o dispositivo de retenção e aaranha são baixados da posição levantada ou elevada para a posição nopiso.

A Figura 7 A e Figura 7B são vistas esquemáticas de cima de umconjunto de aranha, sendo que uma porta de aranha e uma porta de linha decontrole formam uma passagem para receber linhas de controle.

A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um conjunto de ara-nha, sendo que a porta de aranha tem uma porta de linha de controle corre-diça, formando uma passagem para receber linhas de controle.

A Figura 9 é uma vista esquemática de cima de guias de linhade controle posicionadas na porta de aranha e alinhadas, em geral, paraguiar o caminho de linhas de controle sobre as guias de linha de controle epara dentro da passagem entre a porta de aranha e a porta de linha de con-trole.

A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma luva simples,com um corte ao longo do comprimento da luva para receber uma linha decontrole.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

A Figura 1A é uma vista em perspectiva de uma modalidade deum conjunto de aranha de movimento alternado vertical 10 em sua posiçãono piso, com uma aranha 11 recebida em um dispositivo de retenção de mo-vimento alternado 12 e guias de linha de controle 42, que guiam as linhas decontrole 31 de alimentação superior através da aranha e para baixo, ao lon-go do comprimento da coluna de tubo 14. O dispositivo de retenção 12 podeser em uma peça com a aranha 11 ou pode ser um dispositivo separado,adaptado para receber e sustentar a aranha 11.

A Figura 1B é uma vista em perspectiva do conjunto de aranha10 com movimento alternado vertical, sustentando a aranha 11 em uma po-sição elevada para facilitar a fixação das linhas de controle 31 na coluna detubo 14. O dispositivo de retenção 12 é sustentado por três pernas 40 teles-cópicas providas de energia hidráulica, distribuídas angularmente em tornoda periferia do dispositivo de retenção 12, para um apoio uniforme. Qualquernúmero de pernas pode ser usado, desde que a aranha esteja estável e aspernas 40 não impeçam, significativamente, o acesso à coluna de tubo paraprender as linhas de controle. As pernas 40 estão configuradas para encai-xar-se e retrair-se em concordância para uma elevação suave e controlada eretorno do dispositivo de retenção 12 e da aranha 11 sustentada no disposi-tivo de retenção 12. Cada perna 40 está ligada em uma extremidade esta-cionária 40A no piso de plataforma 6 ou outro componente estrutural da pla-taforma, e ligada em uma extremidade móvel 40B no dispositivo de retenção12. Linhas de controle 31 são fornecidas ao dispositivo de retenção 12 a par-tir de bobinas (não mostradas), localizadas acima da aranha e lateralmente àcoluna de tubo 14. Cada linha de controle 31 engata-se em uma guia rolante42 sustentada acima da aranha, próxima ao furo interno da aranha 11, paraguiar a linha de controle para, em geral, encostar-se de modo plano ao longodo comprimento da superfície externa da coluna de tubo 14. Deve ser obser-vado que uma multiplicidade de ferramentas ou dispositivos pode ser usadaem vez das, ou em cooperação com, as guias rolantes 42 para flexionar eguiar as linhas de controle 31 para seu caminho pretendido ou configuraçãopara serem fixadas na coluna de tubo 14 e inseridas no poço. Pessoas ver-sadas na técnica entendem que uma guia de linha de controle pode incluir ouso de guias moldadas, guias rolantes, funis de cabo, corrediças e similares,quer sozinhas, quer em combinação, para posicionar e configurar o caminhode linhas de controle.

As Figuras 1C, 1D, 1E incluem, em cada caso, uma vista es-quemática em corte transversal e duas vistas de cima do conjunto de aranha10 de movimento alternado vertical, mostrando os encaixes de aranha 24 euma passagem 16 de linha de controle através da aranha 11, fora do cami-nho dos encaixes. De modo particularmente preferido, a passagem 16 dalinha de controle está disposta dentro da aranha, mas fora do caminho ouâmbito de movimento dos encaixes de aranha, quando se abrem e se fe-cham em torno da coluna de tubo. Os encaixes 24 de tubo estão dispostosdentro da aranha 11 em uma disposição, em geral, distribuída radialmentedentro do furo interno 25 da aranha 11. Os encaixes 24 de tubo são móveispara baixo e radialmente para dentro (vide seta 27), para engatar-se, forço-samente, na superfície externa da coluna de tubo 14, para agarrar e susten-tar a coluna de tubo 14 quando o peso da coluna de tubo 14 não é sustenta-do pelo elevador de levantamento (não mostrado). Os encaixes 24 ainda semovem ao longo de um caminho entre uma posição engatada (vide figura1D) e uma posição desengatada (vide figura 1E), deixando espaço dentro daaranha para uma passagem de linha de controle 16 que está fora do cami-nho dos encaixes. A aranha sempre deve estar em sua posição no piso,quando está sustentando a coluna de tubo. Embora apenas uma guia delinha de controle 42 seja mostrada na figura 1C, por razões de clareza, po-dem ser usadas guias de linha de controle adicionais, tais como as mostra-das nas figuras 1 A, 1B e 9.

Nas figuras 1C, 1D e 1 Ε, o conjunto de aranha 10 pode incluir,ainda, uma porta 64 de linha de controle, que se estende, em geral, verti-calmente e, em geral, ao longo dos encaixes 24, através do furo da aranha11.0 portão 64 pode ter diversos formatos e tamanhos, mas serve para pro-teger a linha de controle 31 que passa através da passagem 16. A porta dalinha de controle evita que a linha de controle se extravie para uma posiçãoonde a linha de controle possa ser apertada pelos encaixes 24, quando osmesmos se engatam na coluna de tubo 14. De preferência, a porta de linhade controle oferece uma superfície interna lisa, que evita abrasão ou rupturada linha de controle.

Na figura 1F, uma luva 22 opcional pode ser usada para formara passagem 16 da linha de controle em vez da porta da linha de controle. Aluva pode ser fixada na aranha ou ao dispositivo de retenção, de modo queele se movimente alternadamente como uma unidade junto com a aranha,dispositivo de retenção e guia de linha de controle. Opcionalmente, uma por-ta de aranha existente pode ser substituída por uma porta de aranha novacom as guias de linha de controle e uma luva acoplada à mesma ou formadana mesma. A luva é, de preferência, um tubo metálico liso, mas também po-de ser um material polimérico rígido ou flexível. De preferência, a luva es-tende-se por uma distância suficiente para proteger a linha de controle de,substancialmente, todos os pontos de aperto potenciais, superfícies de abra-são e similares, antes de deixar a linha de controle sair ao longo da colunade tubo, abaixo da aranha. A luva também pode servir para a função de gui-ar a linha de controle para um alinhamento ou posição desejada em torno dacoluna de tubo, especialmente, se a extremidade superior estender-se acimada aranha, a um ângulo apropriado para receber a linha de controle. Paradiversas operações, é vantajoso que a luva possa ser aberta e fechada pelolado, de modo que uma linha de controle possa ser fixada dentro da luva,sem necessidade de enfiamento da linha de controle através da mesma. Talcomo mostrado na figura 10, uma abertura 23 ao longo do comprimento daluva pode servir para esse fim, mas as duas bordas da abertura alongadadevem ser fixáveis, de modo que a linha de controle não saia inadvertida-mente da luva.

A Figura 2 é uma vista em elevação lateral de uma modalidadedo conjunto de aranha 10 verticalmente recíproco da presente invenção,com uma aranha 11 recebida em um dispositivo de retenção recíproco 12, eem sua posição no piso quando uma junta de tubo 13 suportada por um ele-vador 5 é alinhada com a coluna de tubo 14 e reduzida para ser acoplada deforma enrascada a uma extremidade exposta da coluna de tubo. Um piso deplataforma 6 suporta o dispositivo de retenção 12 verticalmente recíprocoque, por sua vez, suporta a aranha 11. Alternativamente, a aranha pode serdiretamente suportada pelo piso de plataforma quando suportar a coluna detubo, ainda suportada pelo dispositivo de retenção por elevação sobre o pisode plataforma. A aranha 11 está localizada e é suportada no dispositivo deretenção 12, o dispositivo de retenção 12 é adaptado para ser elevado verti-calmente e suportado por uma ou mais pernas telescópicas 40. As pernas40 variam de forma controlada em comprimento para elevar de forma contro-lada o dispositivo de retenção 12 para sua posição levantada ou elevadasobre o piso de plataforma 6.

Para constituir uma junta de tubo, a junta de tubo 13 tendo umaconexão macho enrascada 12A disposta de forma descendente é suportadapelo elevador 5 e diminuída até a posição para ser acoplada de forma en-rascada à coluna de tubo 14. A conexão macho enrascada 12A é recebida econtorcida no acoplamento enrascado 12B acoplado à extremidade expostaascendente da coluna de tubo 14.

Pessoal que trabalha no piso de plataforma 6 pode usar tantoum conjunto de tenazes acionado hidraulicamente como um acionamentosuperior (não mostrado) para aplicar torque de formação ao tubo 13 e à co-nexão macho 12A e ligar o mesmo por rosqueamento no acoplamento derosca 12B para unir o tubo 13 na coluna de tubo 14. O piso de plataforma 6imediatamente adjacente ao dispositivo de retenção 12 oferece uma área detrabalho para pessoal de plataforma que opera o conjunto de tenaz hidráuli-co para aumentar o torque da coluna de tubo 14, ligando, seqüencialmente,juntas de tubo 13 adicionais.

Na modalidade preferida da presente invenção, mostrada nasfiguras 2-6, o dispositivo de retenção 12 está sustentado de modo móvel portrês ou mais pernas 40 de movimento telescópico hidráulico (apenas duassão mostradas). As pernas 40 estão configuradas para posicionar o disposi-tivo de retenção 12 em sua posição no piso (tal como mostrado nas figuras 2e 3) para engatar os encaixes de tubo 24 da aranha 11 com a coluna de tubo14. Quando a coluna de tubo 14 é sustentada pelo elevador 5, as pernas 40podem mover-se telescopicamente para elevar ou levantar o dispositivo deretenção 12 e a aranha 11 sustentada no mesmo para a posição intermediá-ria (mostrada na figura 4) e, no comprimento extremo, sustentar o dispositivode retenção 12 e a aranha 11 na posição levantada (mostrada na figura 5).O espaçamento horizontal entre pernas 40 adjacentes mostrado nas figuras2-6 apresenta aberturas, em geral, retangulares, através das quais o opera-dor pode acessar as linhas de controle 31 e a coluna de tubo 14 para ligarum grampo ou prendedor, antes de avançar a coluna de tubo adicionalmenteatravés da abertura 18 no piso de plataforma 6.

A Figura 3 é uma vista em projeção vertical lateral da modalida-de preferida do conjunto de aranha 10 de movimento alternado vertical dapresente invenção em sua posição no piso, com a coluna de tubo 14, queagora compreende o tubo 13, sustentado pelo elevador 5, depois de os en-caixes de tubo 24 no furo interno da aranha 11 serem desengatados da su-perfície externa da coluna de tubo 14. As linhas de controle 31 são enfiadassobre a guia de linha de controle 42 e guiadas estrategicamente para baixo,através da passagem 16 entre a aranha e a coluna de tubo e ao longo docomprimento da coluna de tubo 14.

As pernas 40 que sustentam e levantam o dispositivo de reten-ção 12 estão adaptadas para conferir um deslocamento, em geral vertical,do dispositivo de retenção 12 e da aranha 11, quando os encaixes de tubo24 da aranha 11 são desengatados da coluna de tubo 14. Na modalidadepreferida, as pernas 40 compreendem elementos de movimento telescópicohidráulico, tais como os usados, em geral em macacos e elevadores. A e-nergia hidráulica para o movimento telescópico das pernas 40, para levantaro dispositivo de retenção (tal como mostrado nas figuras 4 e 5) pode ser pro-duzida pelo mesmo fluido hidráulico e sistema de bomba usado para operaras tenazes mecânicas ou outro equipamento da plataforma. Alternativamen-te, o dispositivo de retenção 12 pode ser levantado e baixado usando qual-quer um de uma multiplicidade de macacos mecânicos, conhecidos, em ge-ral, pelos que são versados na técnica mecânica, para conferir um desloca-mento vertical de objetos pesados. Um macaco alternativo pode incluir per-nas 40 que são roscadas ao longo de seu comprimento e estão ligadas porrosqueamento no dispositivo de retenção 12, para conferir movimento aodispositivo de retenção 12 por rotação axial das pernas 40, tal como com ummacaco de rosca. Outro macaco alternativo pode incluir um mecanismo deelevação de tesoura, para levantar o dispositivo de retenção 12. Outras al-ternativas da presente invenção podem prever um meio de levantar o dispo-sitivo de retenção 12 e a aranha 11 usando o elevador 5, que, necessaria-mente, também estaria sustentando todo o peso da coluna de tubo 14.

A Figura 4 é uma vista em projeção vertical lateral da modalida-de preferida do conjunto de aranha 10 de movimento alternado vertical dapresente invenção, sendo que os encaixes de tubo 24 estão desengatadosda superfície externa da coluna de tubo 14 e mostrados quando o dispositivode retenção 12 e a aranha 11 são elevados de sua posição no piso em dire-ção à sua posição levantada. Quando as pernas 40 se alongam e o disposi-tivo de retenção 12 é levantado, o acoplamento de rosca 12B pode ser rece-bido no e passado através do furo interno da aranha 11.0 ângulo Θ entre aslinhas de controle 31 e a coluna de tubo aumenta quando o dispositivo deretenção 12, a aranha 11 e as guias 42 são elevadas de sua posição no piso(mostrada na figura 1) para uma posição levantada (mostrada na figura 5).

A Figura 5 é uma vista em projeção vertical lateral do conjuntode aranha 10 de movimento alternado vertical, com o dispositivo de retençãode aranha 12, que sustenta a aranha 11 em sua posição levantada, dessemodo possibilitando ao pessoal de plataforma 50 acesso a uma parte docomprimento da superfície externa da coluna de tubo 14, abaixo do disposi-tivo de retenção 12 e da aranha 11, e acima do piso de plataforma 6, parainstalar um prendedor de linha de controle 34. As pernas 40 telescópicas sãomostradas em seu comprimento disposto extremo. A abertura formada entrepares adjacentes de pernas 40 alongadas entre o dispositivo de retenção 12e o piso de plataforma 6 possibilita ao pessoal de plataforma 50 instalar umprendedor de linha de controle 34. O prendedor 34 mostrado na figura 5 é,20 de preferência, um tipo de envolvimento total, que substancialmente circun-da toda a circunferência da coluna de tubo 14 e fixa as linhas de controle 31ao longo do comprimento da coluna de tubo. Um dispositivo de retenção 48de segurança pode estar engatado com uma ou mais das pernas 40, quandoo dispositivo de retenção 12 está em uma posição elevada (mostrada na fi-25 gura 5), para evitar que o dispositivo de retenção 12 seja abaixado inadverti-damente e fira o pessoal de plataforma 50, que está instalando o prendedor34. Em sua forma mais simples, isso pode ser metade de um tubo, cortadolongitudinalmente, fixado em uma perna 40. A instalação dos grampos e amontagem do retentor de segurança podem ser manuais ou automáticas. Os30 que são versados na técnica entendem que a montagem de uma multiplici-dade de dispositivos de segurança pode evitar unri colapso ou movimentoinadvertido do dispositivo de retenção 12. Em algumas modalidades, taiscomo aquelas com dispositivos de retenção elevados por macacos de roscaou alguns tipos de elevadores de tesoura, o dispositivo de retenção de segu-rança 48 pode ser desnecessário ou redundante, devido à natureza autoblo-queadora desses dispositivos.

Em uma modalidade, a abertura entre o piso de plataforma 6 e abase do dispositivo de retenção 12, quando o dispositivo de retenção 12 estáem sua posição levantada, é de, aproximadamente, 1,5 a 2 metros (mostra-da na figura 5), ou apenas o suficiente para permitir que o pessoal de plata-forma, que trabalha no piso de plataforma 6, acesse uma parte da superfícieexterna da coluna de tubo 14 em um local abaixo do dispositivo de retenção12 e do piso de plataforma 6. Aberturas menores ou maiores podem ser u-sadas vantajosamente, tal como ditado pelo espaço ou outras limitações nopiso de plataforma 6. O espaçamento horizontal entre pernas 40 adjacentes,em geral, é o mesmo, quer o dispositivo de retenção 12 esteja em sua posi-ção no piso (mostrado nas figuras 2 e 3) ou em sua posição levantada (mos-trada na figura 5). A distância pode ser de cerca de um metro ou mais, con-forme desejado, para dar estabilidade e suporte para o dispositivo de reten-ção 12, quando em sua posição levantada (mostrada na figura 5).

Tal como mostrado na figura 5, o comprimento da parte da colu-na de tubo 14 ao qual o pessoal de plataforma tem acesso por elevação dodispositivo de retenção 12, é determinado pelo curso das pernas 40 telescó-picas hidráulicas. Com a coluna de tubo 14 na posição mostrada na figura 5,o grampo 34 pode ser instalado na coluna de tubo 14, para fixar as linhas decontrole 31 ao longo da coluna de tubo 14.

O prendedor 34 usado para fixar as linhas de controle 31 na co-luna de tubo 14, pode compreender um grampo, presilha, arame, tira, cintaou qualquer prendedor ou outro dispositivo que é apropriado para fixar umalinha de controle 31 na superfície externa de um corpo alongado, tal comouma coluna de tubo 14. Tipicamente, o interior do prendedor 34 está adap-tado para ajustar-se à superfície externa cilíndrica da coluna de tubo 14, noqual está fixado, e pode ser configurado com um óu mais "bolsos" ou partescircunferencialmente viradas, para receber e fixar uma linha de controle 31por um movimento circunferencialmente e/ou axial em relação à superfícieexterna da coluna de tubo 14, no qual a linha de controle 31 está fixada. Ou-tro prendedor mecânico, tal como um parafuso, presilha ou um parafuso eporca, pode ser usado para fechar e apertar o prendedor 34 em posição nacoluna de tubo 14.

A Figura 6 mostra o conjunto de aranha 10 de movimento alter-nado vertical da presente invenção, sendo que o prendedor 34 instalado fixaas linhas de controle 31 na superfície externa da coluna de tubo 14, quandoa coluna de tubo 14 é baixada no poço através da abertura 18 no piso deplataforma 6, quando o dispositivo de retenção 12 e a aranha 11 são baixa-dos da posição levantada ou elevada (mostrada na figura 5) em direção àposição no piso (mostrada na figura 2). Depois de o prendedor 34 ser apli-cado e a linha de controle ser fixada na coluna de tubo 14, a coluna de tubo14 e a linha de controle 31 são baixadas no poço através da abertura 18 nopiso de plataforma 6. Prendedores 34 adicionais podem ser adicionados comcada junta de tubo nova que é adicionada à coluna de tubo 14, ou, alternati-vamente, diversas juntas de tubo podem ser formadas na coluna de tubo 14,antes de um prendedor 34 adicional ser instalado para fixar a linha de con-trole 31 na coluna de tubo 14.

Para plataformas que não têm um acionamento superior, o mas-tro ou outra estrutura (não mostrada), que sustenta as tenazes hidráulicas(não mostradas), usadas pelo pessoal de plataforma para formar a coluna detubo 14, pode incluir uma estrutura pivotante, que permite que as tenazessejam giradas ou de outro modo removidas da posição de torque. O mastropode ser pivotado para fora do eixo central da coluna de tubo 14 a ser remo-vido da área de trabalho, a fim de evitar interferência entre as tenazes e odispositivo de retenção 12, quando o dispositivo de retenção 12 é movido daposição no piso para a posição levantada mostrada na figura 5, e o mastropode ser retornado de modo pivotante à posição de torque, depois que otubo 13 e a coluna de tubo 14 são baixados no poço através da abertura 18e colocados nos encaixes de tubo 24 para formar uma junta de tubo 13 adi-cional.As guias de linha de controle 42 podem ser adaptadas para con-ferir controlavelmente na direção ou caminho predeterminado, para mudar aposição das linhas de controle 31 em relação à coluna de tubo 14. Pode serentendido que conjuntos hidráulicos, pneumáticos ou elétricos podem serusados para acionar ou mover as guias rolantes ou outros componentes dainvenção. A bobina de linha de controle (não mostrada) e as guias de linhade controle 42 podem ser adaptadas para aplicar uma força de tensão àslinhas de controle 31 e evitar desenrolamento excessivo das bobinas de li-nha de controle.

Quando a linha de controle 31 compreende um feixe de linhasde controle fixadas umas às outras, o feixe de linha de controle pode sermais rígido e inflexível do que uma única linha de controle 31. As guias 42podem ser adaptadas para ajudar na flexão e redirecionamento do feixe delinha de controle para uma posição paralela, longitudinalmente ao longo dasuperfície externa da coluna de tubo 14 apropriada para aplicação de umprendedor para fixar o feixe na coluna de tubo 14. Deve ser entendido quequalquer número de rolos pode ser usado, tal como um conjunto de rolos emsérie que formam um arco com um diâmetro efetivo que evita que a linha decontrole seja submetida à tensão por dobras agudas.

A Figura 7A e a figura 7B são vistas de cima esquemáticas deuma aranha 11, com uma porta de aranha 52 e uma porta de linha de con-trole 54 formando uma passagem 56 para receber Iinhas de controle. Nafigura 7A, a porta 52 está fechada e fixada no corpo de aranha 11 por pinos58 e a porta 52 e a porta 54 estão fixados um ao outro por pinos 60. Conse-qüentemente, a porta de aranha e a porta de linha de controle estão em suaposição adequada para inserir o tubo e a linha de controle para dentro e pa-ra fora do poço. Na figura 7B, a aranha tem a porta 52 em uma condiçãoaberta, mas fixada, como resultado da remoção de apenas um dos pinos 58.

Isso permite que a porta de aranha seja aberta articuladamente, tal comomostrado. De modo similar, um único pino 60 também foi removido parapermitir que a porta de linha de controle 54 seja aberta articuladamente emrelação à porta de aranha 52. Nessa posição, uma linha de controle pode serrecebida entre os dois componentes 52, 54. Depois de a linha de controleser posicionada entre os componentes, a porta 54 é fechada e fixada pelainserção do segundo pino 60 e a porta de aranha 52 é fechada e fixada porinserção do segundo pino 58. Deve ser entendido que qualquer um ou osdois pinos 60 e/ou cada um ou os dois pinos 58 podem ser removidos duran-te o processo de receber ou remover uma linha de controle. Também deveser entendido que a porta de aranha 52 é o elemento estrutural robusto quesofre uma carga quando a aranha está suportando o peso da coluna de tu-bo. Em contrapartida, a porta da linha de controle 54 é de uma construçãode peso muito mais leve, destinada apenas a limitar movimento adverso ouerrante de uma linha de controle.

A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma aranha 11 comuma porta de aranha 52, que tem uma porta de linha de controle 64, usadapara formar uma passagem para receber uma ou mais linhas de controle. Aporta de linha de controle 64 coopera com a superfície interna 66 da porta dearanha 52 para formar a passagem de linha de controle 56 (vide figura 9).Na modalidade mostrada, a porta de linha de controle 64 tem bordas laterais68, que são recebidas de modo verticalmente corrediço dentro de fendas 70formadas na superfície interna 66 da porta de aranha. Deve ser observadoque uma ou duas das fendas 70 podem ser formadas no corpo de aranhaem vez de na porta de aranha. Deve ser observado que uma multiplicidadede acoplamentos pode ser usada para ligar de modo corrediço a porta delinha de controle na aranha ou porta de aranha, incluindo fendas, ranhuras,trilhos e ímãs.

De acordo com a presente invenção, existem três métodos prin-cipais para posicionar uma linha de controle dentro da passagem de linha decontrole que se estende através da aranha. Em todos os três métodos deoperação, uma seção de tubo com um dispositivo ou instrumento do fundodo furo associado é fixada na coluna de tubo e a coluna de tubo ésustentada por um elevador de levantamento. A aranha de movimento alter-nado é levantada e o dispositivo do fundo do furo e a coluna de tubo sãobaixados adicionalmente, caso necessário, de modo que o ponto 72 paraterminar uma linha de controle para o dispositivo do fundo do furo é a áreade acesso abaixo da aranha 11, mas acima do piso de plataforma 6. A linhade controle e o ponto terminal do dispositivo do fundo do furo podem ser li-gados usando qualquer acoplamento disponível, tal como um acoplamentode rosca. Além disso, a linha de controle pode ser de qualquer tipo disponí-vel, tal como uma linha elétrica ou tubulação de fluido.

Em um primeiro método para posicionar a linha de controle den-tro da passagem, a linha de controle foi ligada ou terminada no dispositivodo fundo do furo, antes do ponto de terminação 72, passando através daaranha. O dispositivo do fundo do furo e a coluna de tubo são sustentadospor um elevador de levantamento (não mostrado) e baixados, de modo queuma linha de controle associada ao dispositivo do fundo do furo é posiciona-da próxima à aranha. A porta de linha de controle 64 é removida de modoverticalmente corrediço para cima, para fora das fendas 70, para dar maisespaço para que a linha de controle passe através da aranha. Embora oselementos de garra, tais como encaixes, da aranha sejam desengatadosquando o tubo é baixado, pode ser desejável alinhar, em geral, radialmente,o ponto de terminação e a linha de controle com a passagem de linha decontrole, de modo que a linha de controle e o acoplamento não sejam danifi-cados quando passam inicialmente através da aranha. Conseqüentemente,quando a coluna de tubo é baixada adicionalmente, a linha de controle é pu-xada através da aranha e fica encostada ao longo da superfície do dispositi-vo do fundo do furo ou da coluna de tubo. Depois que o ponto de terminaçãotiver passado completamente através da aranha, a linha de controle 31 épuxada, em geral, radialmente para fora, em direção à superfície interna 66.A seguir, a porta de linha de controle 64 é recolocada, de modo verticalmen-te corrediço, para baixo, dentro das fendas 70, para formar a passagem decontrole em torno da nova linha de controle introduzida. Quando a porta delinha de controle está fixamente em posição, o ponto de terminação é baixa-do para abaixo do piso de plataforma e a aranha é baixada para o piso, demodo que operações de manejo normal dos tubos podem prosseguir. Deveser observado que para evitar apertar ou, de outro modo, danificar a linha decontrole, é importante posicionar todas as linhas de controle dentro da pas-sagem de linha de controle em qualquer momento em que os elementos degarra estiverem ajustados para agarrar o tubo. Além disso, é preferível posi-cionar todas as linhas de controle dentro da passagem de linha de controleassim que a linha de controle se estender através da aranha.

O segundo método inclui levantar a aranha de movimento alter-nado e inserir o ponto de terminação do dispositivo do fundo do furo atravésda aranha e para dentro da área de acesso abaixo da aranha. A extremidadeda linha de controle é depois enfiada através da passagem de linha de con-trole, de maneira que possa, terminar a extremidade da linha de controle nodispositivo do fundo do furo, na área de acesso abaixo da aranha. Dessemodo, a porta da linha de controle não necessita a abertura ou remoção.Finalmente, o ponto de terminação é baixado para abaixo do piso de plata-forma e a aranha é baixada para o piso, de modo que operações de manejonormal dos tubos podem prosseguir.

O terceiro método para posicionar a linha de controle dentro dapassagem inclui levantar a aranha, baixar o ponto de terminação do disposi-tivo do fundo do furo através da aranha, caso necessário, e para dentro daárea de acesso abaixo da aranha, depois, terminar a extremidade da linhade controle no dispositivo do fundo do furo, sendo que a linha de controle seestende lateralmente de uma bobina. A fim de posicionar a linha de controledentro da passagem de linha de controle, é necessário abrir a porta de ara-nha 52 e remover a porta de linha de controle 64 (ou abrir a porta de linha decontrole 54). Após mover a linha de controle para dentro da passagem delinha de controle, a porta de linha de controle é recolocada ou fechada e aporta de aranha é fechada. Finalmente, o ponto de terminação é baixadopara abaixo do piso de plataforma e a aranha é baixada para o piso, de mo-do que operações de manejo normal dos tubos podem prosseguir.

Portanto, tal como descrito acima, um método exemplificado in-clui as seguintes etapas. Primeiramente, com referência à figura 8, a portade linha de controle 64 é removida, tal como indicado pela seta para cima74. Em segundo lugar, a coluna de tubo é avançada para baixo, de modoque a fonte de linha de controle 72 esteja abaixo da aranha 11, tal comomostrado. A seguir, a linha de controle é posicionada na luva de linha decontrole, puxando a linha de controle na direção da seta para fora 76. Final-mente, a porta de linha de controle 64 é recolocada, tal como indicado pelaseta para baixo 78. A coluna de tubo pode então ser inserida adicionalmenteno poço e a aranha ajustada em preparação para adicionar as seções detubo adicionais ou suportes para a coluna de tubo. A linha de controle podeser fixada na coluna de tubo abaixo da aranha, em pontos apropriados deacordo com a descrição precedente.

A Figura 9 é uma vista de cima esquemática de uma guia de li-nha de controle, que compreende três rolos de guia 42 posicionados acimada porta de aranha 52 e alinhadas, em geral, para guiar a linha de controlesobre os rolos 42 e para dentro da passagem de linha de controle 56, forma-da entre a porta de linha de controle 64 e a superfície interna 66 da porta dearanha. As linhas de controle podem seguir qualquer um ou mais dos cami-nhos mostrados esquematicamente por setas 62. Além disso, as linhas decontrole podem entrar a partir de praticamente qualquer ângulo radial emdireção à luva 56.

Os termos "compreende", "inclui" e "tem", tais como usados nasreivindicações e na descrição do presente, indicam um grupo aberto quepode incluir outros elementos não especificados. O termo "consiste essenci-almente em", tal como usado nas reivindicações e no relatório descritivo dopresente pedido, indica um grupo parcialmente aberto, que pode incluir ou-tros elementos não especificados, desde que esses outros elementos nãoalterem materialmente as características básicas e novas da invenção rei-vindicada. Os termos "um", "uma", e as formas singulares de palavras de-vem ser entendidas como incluindo a forma plural das mesmas palavras, demodo que os termos significam que uma ou mais de alguma coisa estão àdisposição. Por exemplo, a frase "um conjunto com uma guia de linha decontrole" deve ser interpretada como descrevendo um conjunto com uma oumais guias de linha de controle. O termo "um" ou "único" deve ser usado pa-ra indicar que se pretende designar uma e apenas uma de alguma coisa. Demodo similar, outros valores de números inteiros específicos, tais como"dois", são usados quando se pretende designar um número específico decoisas. Os termos "de preferência", "preferido", "prefere", "opcionalmente","pode" e termos similares são usados na descrição para indicar que um item,condição ou etapa que está sendo referido é um aspecto opcional (não ne-cessário) da invenção.

Embora uma forma preferida da presente invenção tenha sidodescrita no presente, diversas modificações do aparelho e do método dainvenção podem ser feitas, sem afastar-se do espírito e escopo da invenção,que é definida mais detalhadamente nas seguintes reivindicações.

Claims (21)

1.Aparelho para instalar uma linha de controle (31) e umacoluna de tubo (14) em um poço, que compreende:um dispositivo de retenção (12) para alternar uma aranha (11),em que a aranha (11) pode alternar-se sem movimento de um elevador (5)para sustentar a coluna de tubo (14); euma guia de linha de controle (16, 42) que é alinhada para suprira linha de controle (31) ao longo da coluna de tubo;caracterizado pelo fato de que a guia de linha de controle (16,42) está disposta através da aranha (11), fora do caminho dos elementos degarra de tubo (24) dentro da aranha (11).

2.Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que compreende, ainda, uma pluralidade de elementos (40) parasustentar o dispositivo de retenção (12) em uma posição levantada acima deum piso de plataforma (6).

3.Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que compreende, ainda, um meio (40) para elevar a aranha (11) parasua posição levantada.

4.Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que uma abertura é criada para proporcionar acesso a pelo menosuma parte da coluna de tubo (14) abaixo da aranha (11) em sua posição le-vantada e acima do piso de plataforma (6), para fixar a linha de controle (31)à coluna de tubo (14).

5.Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que compreende, ainda, uma luva de linha de controle (22), que seestende ao longo da coluna de tubo (14), fora do caminho dos elementos degarra de tubo (24), para proteger a linha de controle (31) contra aperto e a-brasão.

6.Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a aranha (11) compreende uma porta de aranha (52), que formauma passagem de linha de controle (56).

7.Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a porta de aranha (52) compreende uma porta de linha decontrole (54) fixável seletivamente, que forma a passagem de linha de con-trole (56) entre os mesmos.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que a porta de aranha (52) compreende uma porta de linha de con-trole (54) removível verticalmente.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que a porta de linha de controle (54) é recebida de modo corrediçodentro de fendas verticais na superfície interna da porta de aranha (52).

10. Método para instalar uma linha de controle (31) e umacoluna de tubo (14) em um poço, compreendendo as seguintes etapas:transferir a sustentação da coluna de tubo (14) de uma aranha(11) para um elevador (5); ealternar a aranha (11) entre uma posição no piso e uma posiçãolevantada, enquanto a coluna de tubo (14) é sustentada pelo elevador (5);caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende aetapa de prover a linha de controle (31) para a coluna de tubo (14) atravésde uma passagem de linha de controle (16) dentro da aranha (11) e fora docaminho de elementos de garra de tubo (24) dentro da aranha (11).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende, ainda, a etapa de desengatar a aranha (11) dacoluna de tubo (14), antes de levantar a aranha (11) para sua posição levan-tada.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a aranha (11) não está engatada com a coluna de tubo (14)durante a etapa de movimento alternado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende ainda as seguintes etapas:abrir a passagem de linha de controle (16);dispor a linha de controle (31) dentro da passagem de linha decontrole (16); efechar a passagem de linha de controle (16).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que as etapas de abrir e fechar são realizadas com uma portade linha de controle (54) removível verticalmente.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende, ainda, a etapa de sustentar uma coluna detubo (14) com um elevador (5), em que a aranha (11) é sustentável em suaposição levantada apenas quando a coluna de tubo (14) é sustentada peloelevador (5).

16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende, ainda, a etapa de levantar a aranha (11) paraa posição levantada apenas quando a aranha (11) é desengatada da colunade tubo (14).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que compreende, ainda, a etapa de baixar a aranha (11) para opiso de plataforma (6) e depois reengatar a aranha (11) com a coluna detubo (14).

18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende, ainda, a etapa de mover uma tenaz mecânicapara fora da coluna de tubo (14) quando a tenaz mecânica não está em umaposição de trabalho.

19. Método para fixar uma linha de controle (31) a uma colunade tubo (14) que está sendo inserida em um poço, compreendendo as se-guintes etapas:transferir a sustentação da coluna de tubo (14) de uma aranha(11) para um elevador (5);levantar a aranha (11) acima de um piso de plataforma (6);suprir uma linha de controle (31);fixar a linha de controle (31) à coluna de tubo (14) abaixo da a-ranha (11) e acima do piso de plataforma (6); ebaixar a coluna de tubo (14) e a linha de controle (31) no poço;caracterizado pelo fato de que a linha de controle (31) é supridaatravés de uma passagem de linha de controle (16) entre elementos de gar-ra de tubo adjacentes (24) na aranha (11) para a coluna de tubo (14), em umlocal abaixo da aranha (11) e acima do piso de plataforma (6);

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de que compreende ainda as seguintes etapas:abrir a passagem de linha de controle (16);dispor a linha de controle (31) dentro da passagem de linha decontrole (16); efechar a passagem da linha de controle (16).

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que as etapas de abrir e fechar são realizadas com uma portade linha de controle (54) removível verticalmente.