BRPI0901986A2

BRPI0901986A2 - self-supporting, mobile undersea riser system and method of mounting and towing

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Publication number: BRPI0901986A2
Authority: BR
Inventors: Paula Luize Facre Rodrigues
Original assignee: Paula Luize Facre Rodrigues
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-03-09

Abstract

SISTEMA DE RISER SUBMARINO, AUTO SUSTENTADO, MóVEL E MéTODO DE MONTAGEM E REBOQUE DO MESMO. A presente invenção refere-se a um sistema de riser (3) submarino, de perfuração, completação ou produção, auto sustentado, que pode ser rebocado entre diferentes locações, sem necessidade de ser desmontado. Com isso é possivel eliminar perdas de tempo de Sondas (10) maritimas para realização de operações de montagem e desmontagem de sistemas de nser (3) e BOP (4), já que o sistema de nser (3) da presente invenção pode ser transportado montado e mantido também montado apoiado no solo marinho através de uma base de apoio (13), sem necessidade de auxilio de qualquer embarcação. A invenção diz respeito ainda a um método de montagem; e um método de transporte do sistema de riser (3), por uma embarcação (20), sendo o referido sistema de ríser (3) rebocado pendurado através de um cabo (19).SUBMARINE RISER SYSTEM, SELF SUSTAINED, MOBILE AND ASSEMBLY AND TOWING METHOD OF THE SAME. The present invention relates to a submarine riser (3) system, of drilling, completion or production, self-sustained, which can be towed between different locations, without the need to be disassembled. With this it is possible to eliminate time losses of marine Probes (10) for carrying out assembly and disassembly operations of nser (3) and BOP (4) systems, since the nser (3) system of the present invention can be transported assembled and maintained also assembled supported on the sea floor through a support base (13), without the need for assistance from any vessel. The invention also relates to an assembly method; and a method of transporting the riser system (3), by a vessel (20), said riser system (3) being towed by hanging from a cable (19).

Description

SISTEMA DE RISER SUBMARINO, AUTO SUSTENTADO, MÓVEL EMÉTODO DE MONTAGEM E REBOQUE DO MESMOUNDERGROUND, SELF-SUSTAINED RISER SYSTEM, MOBILE ASSEMBLY METHOD AND TRAILER

CAMPO DE INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

A presente invenção refere-se a um sistema de riser submarino,auto sustentado, que pode ser rebocado; mais especificamente, a umsistema de riser: de perfuração, completação ou produção, que pode sermovimentado entre diferentes locações sem necessidade de serdesmontado.The present invention relates to a self-supporting, towable underwater riser system; more specifically, to a riser system: drilling, completion or production, which can be moved between different locations without disassembly.

Esta invenção está relacionada com sistemas de perfuração,completação e produção de poços submarinos, produtores dehidrocarbonetos ou injetores de fluídos, por exemplo: água, e em particularcom sistemas de produção de petróleo e gás localizados em águasprofundas.This invention relates to subsea drilling, completion and production systems, hydrocarbon producers or fluid injectors, for example water, and in particular to deepwater oil and gas production systems.

Tal invenção pode também ser aplicada em sistemas de produçãoantecipada onde a capacidade de mobilidade entre diferentes locações éum requisito fundamental.Such an invention may also be applied in advanced production systems where mobility between different locations is a fundamental requirement.

A invenção diz respeito ainda ao método de montagem e transportedo sistema de riser, rebocado pendurado através de um cabo, por umaembarcação simples, sem necessidade de Sonda.The invention further relates to the method of mounting and transporting the riser system, towed hanging by a cable, by a simple vessel, without the need for a probe.

ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATE

A produção de campos de petróleo no mar, principalmente emáguas profundas, requer a perfuração e completação de poçossubmarinos, produtores e injetores.The production of offshore oil fields, especially deep water, requires drilling and completion of submarine wells, producers and injectors.

Para execução destas operações de perfuração e completação depoços submarinos, são utilizados um BOP (Blow Out ΡΓθνθηίβή e um riserde perfuração submarinos, geralmente no diâmetro de 21 polegadas.To perform these drilling and completion of subsea wells, a Bow (Blow Out ΡΓθνθηίβή) and a subsea riser are used, usually 21 inches in diameter.

No pedido de patente US 4234047 é descrito um sistema de riser deperfuração auto-sustentado a partir de bóias infláveis instaladas naextremidade superior do mesmo, sendo possível uma desconexão rápidada embarcação, abandonando o riser na posição vertical conectado acabeça do poço submarino.In US patent application 4234047 a self-sustaining drilling riser system is described from inflatable buoys installed on the upper end thereof, whereby a rapid disconnection of the vessel is possible, leaving the riser in the upright position connected to the underwater well.

No pedido de patente US 4646840 é descrito um riser autosustentado através de bóias criadas através de câmaras de parederígidas, compensadas, preenchidas com um gás, por exemplo: nitrogênio.In US patent application 4646840 a self-sustained riser is described through buoys created through compensated, gas-filled, parederigid chambers, for example: nitrogen.

A patente US 5046896 propõe a utilização de bóias flexíveis cheiasde ar ao invés de bóias rígidas.US 5046896 proposes the use of air-filled flexible buoys rather than rigid buoys.

Apesar do mérito das invenções e técnicas descritas anteriormente,quando se deseja deslocar o sistema de BOP e riser de perfuração paraoutro poço, outro local, é necessária a desmontagem do sistema de riser esubida do BOP para superfície, demandando um longo tempo de Sonda,mais de um dia. Igualmente para a operação de re-instalação do sistemade riser e BOP numa nova locação, é necessário um longo tempo deSonda, mais de um dia.Despite the merit of the inventions and techniques described above, when it is desired to move the BOP system and drill riser to another well, another location requires disassembly of the BOP surface riser and riser system, requiring a longer probe time. of a day. Also for the re-installation of the riser and BOP system on a new location, a longer probe time of more than one day is required.

Risers de sistemas de produção antecipada ou teste de produção delonga duração também são instalados por períodos curtos, em média deum a dois anos; e depois devem ser re-instalados em novas locações,apresentando limitações semelhantes aos risers de perfuração.Risers from early production systems or long term production testing are also installed for short periods, averaging one to two years; and then must be re-installed at new locations, with limitations similar to drilling risers.

Igualmente para a instalação de equipamentos submarinos, taiscomo: ANM, BAPs são utilizados riser e BOP de completação, maissimples e de diâmetro menor do que os risers de perfuração.Also for the installation of subsea equipment such as: ANM, BAPs are used simpler riser and completion BOP, smaller in diameter than drilling risers.

Intervenções em poços, tanto com retirada de coluna denominadasintervenção pesada (heavy workover como sem retirada de colunadenominadas intervenção leve (light workover, demandam descida eretirada de risers de perfuração e completação respectivamente.Interventions in wells, both with column removal called heavy workover and without column withdrawal called light intervention, require erected descent of drill risers and completion respectively.

Atualmente estão sendo desenvolvidos diversos barcos maissimples e baratos para realização de light workover em poços submarinos,principalmente em águas profundas, mas a grande dificuldade é aacomodação e manuseio de um riser de completação de diâmetro médio.Several simpler and cheaper boats are currently being developed for light workover in submarine wells, especially in deep water, but the major difficulty is the accommodation and handling of a medium-diameter completion riser.

Assim, desenvolver novos sistemas e métodos que reduzam otempo de Sonda gasto nas operações de descida e subida de BOP e riserde perfuração e completação é fundamental para o desenvolvimento decampos de petróleo em águas profundas.Thus, developing new systems and methods that reduce Rig time spent on BOP down and up operations and drilling and completion is critical to the development of deepwater oilfields.

Igualmente reduzir os custos de instalação e re-locação de sistemasde produção antecipada através de sistemas de risers de produção quefacilitem sua mobilidade e reaproveitamento em diferentes locações éaltamente desejável.Also reducing the costs of installing and relocating early production systems through production riser systems that facilitate their mobility and reuse at different locations is highly desirable.

Portanto o atual estado da arte prescinde de tecnologias, métodos esoluções que reduzam substancialmente o tempo de Sonda gasto durantea descida e posteriormente na recuperação dos sistemas de risersubmarinos, tanto de perfuração como de produção.Therefore, the current state of the art does not require technologies, methods and solutions that substantially reduce the time spent on the rig during the descent and later on the recovery of both drilling and production risersubmarine systems.

SUMARIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

Numa primeira concretização, a presente invenção refere-se a umsistema de riser submarino de perfuração, auto sustentado, móvel, maisespecificamente, a um sistema de riser de perfuração, auto sustentado,dotado de um BOP que é apoiado numa base de sustentação e umsistema de bóia e/ou flutuadores em sua extremidade superior de formaque o sistema possa permanecer submerso no mar, desconectado dequalquer embarcação.In a first embodiment, the present invention relates to a self-supporting, self-supporting, mobile drilling riser system, more specifically, to a self-supporting drilling riser system provided with a BOP which is supported on a holding base and a self-supporting drilling system. float and / or floats at its top end so that the system can remain submerged in the sea, disconnected from any vessel.

De um modo amplo, a invenção trata de um sistema de riser deperfuração, auto sustentado, usado tanto durante a perfuração de poçossubmarinos como em operações de intervenção que envolva retirada dacoluna de produção (heavy ννοΓίίονβή, tal sistema compreendendo:Broadly, the invention relates to a self-sustaining drilling rig, used both during submarine drilling and in intervention operations involving heavy production withdrawal (such as: ννοΓίίονβή), such system comprising:

- um riser com seções ou juntas interligadas umas às outras, com aextremidade inferior do riser acoplada a um BOP e a extremidadesuperior a um conjunto de bóias que traciona a coluna do riser,mantendo o mesmo ereto e em posição aproximadamente vertical,podendo estar desconectado de qualquer embarcação;- a riser with sections or joints interconnected, with the lower end of the riser coupled to a BOP and the upper ends of a float assembly that pulls the riser column, keeping it upright and in an upright position and may be disconnected from any vessel;

- um BOP de fundo, localizado sobre a cabeça do poço/ ANM erespectivo sistema de desconexão rápida;- um conjunto de bóias rígidas, infláveis ou mistas com facilidadespara controle de empuxo variável;- a bottom BOP, located over the wellhead / ANM and its quick disconnect system - a set of rigid, inflatable or mixed buoys with facilities for variable thrust control;

- um sistema de desconexão rápida instalado entre o topo do ríser euma Sonda marítima;- a quick disconnect system installed between the top of the dock and a marine rig;

- uma seção complementar de ríser para adequação do comprimentodo ríser com a lamina de água da locação;- a complementary riser section for matching the length of the riser with the location's water slide;

- uma base de apoio para manter o sistema de ríser e BOP1montados, numa determinada locação sem necessidade de auxíliode qualquer embarcação de apoio, aguardando o reboque paraoutra locação;- a support base to keep the ripper and BOP1 mounted at a given location without the need for assistance from any support vessel pending towing for another location;

Os tempos de manobra para descida e recuperação de ríser deperfuração são relevantes nos custos das Sondas, sendo diretamenteproporcional a profundidade de água do local da operação.Maneuvering times for drilling down and recovery of drilling rigs are relevant in the costs of the rigs, being directly proportional to the water depth of the place of operation.

A presente invenção além de eliminar o tempo gasto pelas Sondasmarítimas nas operações de montagem e desmontagem do conjunto deríser e BOP de perfuração, viabiliza o uso de embarcações mais simplesou estende a operacionalidade de Sondas antigas, de gerações passadas,para águas ultra profundas, já que não será necessário que taisembarcações disponham de alta capacidade de estocagem de carga,economizando espaço e capacidade de carga (peso) existente,usualmente comprometidas para estocagem dos sistemas de ríser e BOPde perfuração. Os sistemas de ríser e BOP de perfuração além deocuparem uma grande área na Sonda, têm um peso considerável,limitando o carregamento de outros equipamentos e fluídos naembarcação.The present invention not only eliminates the time spent by Marine Drill rigs in assembling and disassembling operations of the deríser and BOP drilling rig, but also enables the use of simpler vessels, or extends the operation of older, past generation rigs to ultra-deep waters. It will not be necessary for such vessels to have a high cargo stocking capacity, saving space and existing cargo capacity (weight), usually compromised for stocking the drilling and BOP drilling systems. Riser and BOP drilling systems, besides occupying a large area in the rig, are of considerable weight, limiting the loading of other equipment and fluids on the boat.

É ainda possível trabalhar com dois BOPs, um convencional defundo e outro mais simples instalado no topo do ríser, acima do sistema debóias; isto além de melhorar a segurança da operação fornece uma maiorflexibilidade operacional. Além disso, em caso de perda de posição adesconexão poderá ser realizada no pé do riser, através da desconexãorápida do BOP de fundo, ou acima das bóias através do BOP superior.It is also possible to work with two BOPs, one deep conventional and one simpler installed on the top of the ridge, above the deboy system; This in addition to improving the safety of operation provides greater operational flexibility. In addition, in case of loss of position, disconnection may be performed at the riser foot, by rapid disconnection of the bottom BOP, or above the buoys through the upper BOP.

Outra vantagem desta invenção é a possibilidade de acréscimo eintegração de sistemas para perfuração underbalance sem aumento dotempo de instalação e recuperação do sistema de riser e BOP.Another advantage of this invention is the possibility of adding and integrating underbalance drilling systems without increasing the installation and recovery time of the riser and BOP system.

Numa segunda concretização a presente invenção refere-se a umsistema de riser submarino de completação, auto sustentado, móvel; ondeuma embarcação especial de intervenção é responsável pelo transporte eintervenção do tipo Iight workover dispensando o uso de Sonda marítimapara este tipo de operação.In a second embodiment the present invention relates to a self-supporting, mobile, underwater completion riser system; where a special intervention vessel is responsible for the transport and intervention of the Iight workover type, exempting the use of a marine rig for this type of operation.

Tal sistema permite a utilização de uma embarcação bastantesimples já que a capacidade necessária de espaço para estocagem emanuseio de riser de completação é reduzida, além de viabilizar o trabalhocom um riser de completação com diâmetro maior.Such a system allows for the use of a very simple vessel as the required storage space capacity and completion riser handling is reduced, and enables work with a larger diameter completion riser.

Numa terceira concretização, de um modo amplo, a presenteinvenção refere-se a um sistema de riser submarino de produção, autosustentado, móvel, mais especificamente, a um sistema de riser deprodução, auto sustentado, simples ou duplo, engastado numa base deapoio e sustentação e um sistema de tração viabilizado por meio de bóiae/ou flutuadores em sua extremidade superior de forma que o sistemapossa permanecer submerso no mar, em posição vertical, desconectadode qualquer embarcação, escoando a produção de um ou mais poços depetróleo e podendo em alguns casos também injetar fluidos noreservatório de petróleo através de um segundo riser, concêntrico oujustaposto lado a lado com o primeiro.In a third embodiment, broadly speaking, the present invention relates to a self-sustaining, self-supporting, submarine production riser system, more specifically, to a self-sustaining, single or double riser system set on a support and support basis. and a traction system made possible by float and / or floats at its upper end so that the system can remain submerged in the sea, upright, disconnected from any vessel, draining the production of one or more oil wells and may in some cases also Injecting petroleum reservoir fluids through a second riser, concentric or juxtaposed side by side with the first.

A presente invenção prove também um método de montagem edesmontagem do dito sistema de riser submarino, auto sustentado, paraas três concretizações descritas, para as condições de perfuração,completação e produção.A presente invenção prove também um método de reboque do ditosistema de riser submarino, auto sustentado, no estado montado, para astrês concretizações descritas.The present invention also provides a method of assembling and disassembling said self-sustaining subsea riser system for the three embodiments described for drilling, completion and production conditions. The present invention also provides a method for towing the subsea riser said system; self-sustaining, in assembled state, for three embodiments described.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Fig. 1 mostra uma vista esquemática completa dos principaiscomponentes de um sistema de ríser submarino de perfuração, autosustentado, móvel;Fig. 1 shows a complete schematic view of the main components of a self-supporting, mobile underwater drilling rig;

Fig. 2 mostra uma vista esquemática completa dos principaiscomponentes de um sistema de riser submarino de completação, autosustentado, móvel, que pode ser operado sem Sonda;Fig. 2 shows a complete schematic view of the main components of a mobile, self-supporting, completion submarine riser system that can be operated without a Probe;

Fig. 3A, 3B e 3C mostram vistas esquemáticas dos principaiscomponentes de um sistema de riser submarino de produção, autosustentado, móvel;Figs 3A, 3B and 3C show schematic views of the major components of a self-supporting, mobile production underwater riser system;

Fig. 4 mostra detalhes de uma pré-montagem de uma bóia, umaferramenta de conexão e um trecho de coluna de riser,Fig. 4 shows details of a pre-assembly of a float, a connection tool and a riser post section,

Fig. 5 mostra a seqüência do método de montagem, onde uma bóiaparcialmente submersa na água é transferida de uma embarcação parauma Sonda.Fig. 5 shows the sequence of the mounting method, where a float partially submerged in water is transferred from a vessel to a rig.

Fig. 6A e 6B mostra a seqüência do método de montagem, ondeuma bóia é transferida de uma embarcação para uma Sonda, através dolançamento da mesma no mar.Fig. 6A and 6B shows the sequence of the mounting method, where a float is transferred from a vessel to a rig by releasing it at sea.

Fig. 7 mostra a seqüência do método de montagem, onde umaSonda recupera uma bóia pré-lançada no fundo do mar.Fig. 7 shows the sequence of the mounting method, where a Probe retrieves a pre-launched float on the seabed.

Fig. 8A e 8B mostram a montagem de um riser, auto sustentado,com sua respectiva bóia de tração apoiada no moon pool de uma Sonda;Fig. 8A and 8B show the mounting of a self-sustaining riser with its traction float supported on a Probe moon pool;

Fig. 9 mostra o inicio do método de reboque do riser para uma novalocação, onde o riser é desconectado da cabeça/ ANM do poço;Fig. 9 shows the start of the riser towing method for a new relocation, where the riser is disconnected from the wellhead / ANM of the well;

Fig. 10 mostra a seqüência do método de reboque do riser, parauma nova locação, com o riser é conectado a uma base de apoio;Fig. 10 shows the sequence of the riser towing method, for a new location, with the riser being connected to a cradle;

Fig. 11 mostra a seqüência do método de reboque do riser, onde oriser e respectiva base de apoio são rebocados por uma embarcação,pendurados através de um cabo de tração;Fig. 11 shows the sequence of the riser towing method, where the oriser and its support base are towed by a boat, hung by a pull cable;

Fig. 12 mostra a seqüência do método de reboque do riser, onde oriser é abandonado próximo da locação, apoiado numa base de apoio;Fig. 12 shows the sequence of the riser towing method, where the oriser is abandoned near the location, supported by a support base;

Fig. 13 mostra a seqüência do método de reboque onde uma Sondamove o riser da base de apoio para em seguida conectá-lo a cabeça deum poço;Fig. 13 shows the sequence of the towing method where a Sondamove rises the support base and then connects it to the head of a well;

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

A Figura 1 mostra esquematicamente os principais componentes deuma primeira concretização de um sistema de riser submarino deperfuração, auto sustentado, móvel, onde se destacam os seguintescomponentes: um poço (1), uma cabeça de poço/ ANM (2), um riser (Z),um BOP de fundo (4), um sistema de bóias (6) de tração, uma ferramentade desconexão rápida (7) para situações de emergência, um trechocomplementar de riser (8) e opcionalmente um BOP de superfície (9), quepoderá estar localizado acima da bóia (6) ou no moon pool da Sonda (10)e finalmente uma base de apoio (13) cuja função é manter o riser (Z)estacionado, ereto, sem necessidade de apoio de embarcação. Paraajudar no entendimento do sistema, ainda são indicados na Figura: umaSonda (10) marítima, o fundo do mar (11) e a superfície do mar (12).Opcionalmente um umbilical eletro hidráulico (5) pode ser utilizado paraacionar tanto o BOP de superfície (9) como o BOP de fundo (4).Figure 1 shows schematically the main components of a first embodiment of a self-supporting, mobile, self-drilling underwater riser system, where the following components stand out: a well (1), a wellhead / ANM (2), a riser (Z ), a bottom BOP (4), a traction float system (6), a quick disconnect tool (7) for emergency situations, a riser truss (8) and optionally a surface BOP (9) which may be located above the float (6) or the spacecraft moon pool (10) and finally a support base (13) whose function is to keep the riser (Z) parked upright without the need for vessel support. To aid understanding of the system, the following are still indicated in the Figure: a maritime probe (10), the seabed (11), and the sea surface (12). Optionally an electro-hydraulic umbilical (5) can be used to drive both the BOP of surface (9) as the bottom BOP (4).

Basicamente o sistema de bóias (6) é montado a uma determinadaaltura do fundo do mar (11), de modo que o riser (Z), auto-sustentado,possa atender um conjunto de poços pertencentes a um mesmo campo depetróleo apenas variando-se o comprimento do trecho complementar deriser (8). Entre o topo do riser (3) e o trecho complementar de riser (8) éinstalada uma ferramenta de desconexão rápida (7), para permitir, que emcaso de emergência, seja possível um desacoplamento rápido entre aSonda (10) e o riser (Z).A Figura 2 mostra uma vista esquemática dos principaiscomponentes de uma segunda concretização de um sistema de rísersubmarino de completação, auto sustentado, móvel; onde umaembarcação especial de intervenção (14) é responsável pelo transporte eintervenção do tipo Iight workover dispensando o uso de uma Sondamarítima (10) para este tipo de operação.Basically the float system (6) is mounted at a certain height of the seabed (11), so that the self-sustaining riser (Z) can serve a set of wells belonging to the same oilfield only by varying the length of the deriser complementary stretch (8). Between the top of the riser (3) and the complementary riser section (8) a quick disconnect tool (7) is installed to allow, in an emergency case, a quick decoupling between the probe (10) and the riser (Z). ). Figure 2 shows a schematic view of the main components of a second embodiment of a mobile, self-sustaining completion submarine system; where a special intervention vessel (14) is responsible for the transport and intervention of the Iight workover type exempting the use of a rig (10) for this type of operation.

A Figura 3A mostra uma vista esquemática dos principaiscomponentes de uma terceira concretização de um sistema de risersubmarino de produção, auto sustentado, construído de forma a facilitar amobilidade do mesmo; onde se destacam os seguintes componentes: pelomenos um poço (1) e respectiva cabeça / ANM (2), um riser (3), umsistema de bóias (6), uma ferramenta de desconexão rápida (7), um trechocomplementar de riser (8), uma base de apoio (13). Ainda são indicadosna Figura 3A: uma Unidade de Produção (16), o fundo do mar (11) e asuperfície do mar (12). A base de apoio (13) serve: para manter o riser (Z)na posição vertical, tracionado pelo sistema de bóias (6); e também provera conexão com as linhas de fluxo (15). Na Figura 3, ainda sãorepresentados dois trechos complementares de riser (8), flexíveis, comdois exemplos de geometrias.Figure 3A shows a schematic view of the main components of a third embodiment of a self-supporting production riser system constructed to facilitate mobility thereof; where the following components stand out: at least one well (1) and its head / ANM (2), one riser (3), one float system (6), one quick disconnect tool (7), one trussocomplementary riser (8 ), a support base (13). Still indicated in Figure 3A: a Production Unit (16), the seabed (11) and the sea surface (12). The support base (13) serves: to hold the riser (Z) upright, pulled by the float system (6); and also provided connection to the flow lines (15). In Figure 3, two complementary sections of flexible riser (8) are still shown, with two examples of geometries.

O ríser (3) de produção pode ser único ou duplo. A configuração emriser duplo permite tanto o escoamento (produção) de petróleo como ainjeção de fluidos no reservatório de petróleo. A disposição do ríser duplopode ser concêntrica, isto é, um riser no interior do outro, vide secção AAda Figura 3B; ou justaposta, onde um ríser é montado ao lado do outro,vide secção AA da Figura 3C.The production riser (3) may be single or double. The dual emiser configuration allows both oil flow (production) and fluid injection into the oil reservoir. The arrangement of the double riser may be concentric, that is, one riser within the other, see section AA of Figure 3B; or juxtaposed, where one riser is mounted next to the other, see section AA of Figure 3C.

A estrutura da base de apoio (13), indicada nas Figuras 1 a 3, podeser construída em concreto, ou em aço, ou pela combinação de aço econcreto, ou por outro material utilizado em estruturas como fibra decarbono.The support base structure 13 shown in Figures 1 to 3 may be constructed of concrete or steel or the combination of steel and concrete or other material used in structures such as carbon fiber.

A Figura 4 mostra detalhes de uma pré-montagem, em terra, de umconjunto composto por: uma bóia (6), uma ferramenta de conexão (5) euma coluna de r/ser (3). O principal propósito desta pré-montagem éfacilitar a utilização de uma ferramenta de conexão (5) com diâmetro muitomaior que o diâmetro interno do furo de passagem (18) existente na bóia(6). Tal procedimento de montagem e transporte é utilizado na primeirainstalação do sistema de ríser(3). Nas demais instalações a previsão é detransportar o r/ser (3) montado, rebocado por uma embarcação (20);Figure 4 shows details of a ground pre-assembly of an assembly comprising: a float (6), a connecting tool (5) and a r / ser column (3). The main purpose of this pre-assembly is to facilitate the use of a connecting tool (5) with a diameter much larger than the inside diameter of the through hole (18) in the float (6). Such assembly and transport procedure is used for the first installation of the riser system (3). In other installations the forecast is to detransport the r / ser (3) assembled, towed by a vessel (20);

A bóia (6) possui um furo passante (18) para permitir que o Iiser(Z)possa ser montado através da mesma. A bóia (6) possui ainda ombros(17) de apóio para facilitar que a mesma fique apoiada no moon pool deuma Sonda (10) durante a operação de montagem do r/ser (3).The float (6) has a through hole (18) to allow the Iiser (Z) to be mounted therethrough. The float (6) further has support shoulders (17) to facilitate it being supported in the moon pool of a Probe (10) during the mounting operation of the r / ser (3).

As Figuras seguintes, de 5 a 7, mostram diferentes concretizaçõesdo método de transporte e movimentação do conjunto, pré-montado emterra, composto pela: bóia (6), ferramenta de conexão (5) e secção decoluna de riser (Z).The following Figures 5 to 7 show different embodiments of the method of transporting and moving the pre-assembled earth assembly comprising: float (6), connecting tool (5) and riser column section (Z).

A Figura 5 mostra a seqüência do método de montagem de um riser(3); onde a transferência de carga, entre uma Sonda (10) e um barco (20),é feita com a bóia (6) já parcialmente alagada e submersa na água. A bóia(6) é lançada pelo próprio barco (20) de transporte da bóia (6). Emboranão mostrado nas Figuras também é possível rebocar a bóia (6),flutuando, até próximo da locação onde se encontra a Sonda (10), paraentão iniciar operação de alagamento da bóia (6) e transferência de cargasimilarmente ao descrito acima. Neste caso o transporte da bóia (6) é feitocom a bóia flutuando ao invés de apoiá-la sobre o barco (20).Figure 5 shows the sequence of the method of mounting a riser (3); where the load transfer between a probe (10) and a boat (20) is done with the float (6) already partially flooded and submerged in water. The float (6) is launched by the float transport boat (20) itself (6). However not shown in the Figures it is also possible to tow the float (6), floating to near the location where the Probe (10) is located, then to begin operation of flooding of the float (6) and transfer of loads similar to that described above. In this case the transport of the float (6) is done with the floating float rather than resting it on the boat (20).

As Figuras 6A e 6B mostram a seqüência do método de montagemde um riser (Z) de produção, auto sustentado, onde a transferência decarga, entre uma Sonda (10) e um barco (20), é feita pelo lançamento dabóia (6) no mar, com um único cabo (19) que está conectado direto com aSonda (10).Figures 6A and 6B show the sequence of the method of assembling a self-sustaining production riser (Z), where the transfer of load between a Probe (10) and a boat (20) is made by throwing the float (6) into sea, with a single cable (19) that is directly connected to the Probe (10).

A Figura 7 mostra a seqüência do método de montagem de um riser(3), onde uma Sonda (10) recupera uma bóia (6), pré-lançada no fundo domar (11). A recuperação pode ser realizada por coluna de drill pipe (21) oucabo.Figure 7 shows the sequence of the method of mounting a riser (3), where a Probe (10) retrieves a float (6), pre-launched at the bottom of the tame (11). Recovery can be performed by drill pipe column (21) or cable.

As Figuras 8A e 8B mostram a seqüência de montagem de um riser(3), auto sustentado, com sua respectiva bóia (6), de tração, apoiada nomoon pool (23) de uma Sonda (10) através dos ombros (17);Figures 8A and 8B show the mounting sequence of a self-supporting riser (3) with its traction buoy (6) supported by the nomoon pool (23) of a Probe (10) across the shoulders (17);

Após a recuperação a bóia (6) é apoiada através de vigas no moonpool (23) da Sonda (10) para iniciar a montagem do riser (3) através dofuro central (3) da mesma. Parte da água de lastro é removida paraaumentar a flutuabilidade da bóia (6). O riser (3) vai sendo montadoapoiado na mesa rotativa (22) da Sonda (10).After recovery the float (6) is supported by beams in the moonpool (23) of the Probe (10) to begin mounting the riser (3) through its central hole (3). Part of the ballast water is removed to increase the buoyancy of the float (6). The riser (3) is mounted on the rotary table (22) of the probe (10).

As Figuras seguintes, de 9 a 13, mostram a seqüência do método dereboque de um riser de perfuração, semelhante ao representado na Figura1. Tal método também pode ser empregado para re-locação de riser decompletação e produção semelhante aos apresentados nas Figuras 2 e 3.The following Figures 9 through 13 show the sequence of the drilling riser method, similar to that shown in Figure 1. Such a method can also be employed for relocation of decommissioning riser and production similar to those shown in Figures 2 and 3.

A Figura 9 mostra uma Sonda (10), após finalizar uma operação deperfuração ou completação, com o riser (3) já desconectado da cabeça dopoço (2) se dirigindo a base de apoio (13), onde o riser (3) será conectado.Figure 9 shows a Probe (10), after completing a drilling or completion operation, with the riser (3) already disconnected from the dowel head (2) toward the cradle (13) where the riser (3) will be connected. .

A Figura 10 mostra na seqüência o riser (3) já conectado a base deapoio (13) e a Sonda (10) pronta para navegar para a próxima locação. Oconjunto: riser (3) e base (13) ficarão no local aguardando adisponibilidade de uma embarcação para realizar a operação de reboquedo conjunto, no estado montado, para uma próxima locação. Este métodode transporte desvincula o deslocamento da Sonda e do deslocamento doriser (3), liberando a Sonda (10) para executar outras atividades, taiscomo: inicio de perfuração de poço, instalação de ANM, Iight workover,operações estas que não dependem de riser (Z) de perfuração erespectivo BOP (4). A desvinculação das operações da Sonda (10) e dotransporte do riser (3) por uma embarcação melhora a flexibilidadeoperacional da seqüência de operações em poços, com grande potencialde redução dos tempos gastos de Sonda (10).Figure 10 shows in sequence the riser (3) already connected to the support base (13) and the probe (10) ready to navigate to the next location. The set: riser (3) and base (13) will be in place awaiting the availability of a vessel to perform the joint towing operation in the assembled state for a next location. This transport method decouples the probe displacement from the doriser displacement (3), freeing the probe (10) to perform other activities such as: well drilling start, ANM installation, Iight workover, non-riser operations ( Z) drilling and respective BOP (4). Untying the operations of the rig (10) and the riser (3) transport by a vessel improves the operational flexibility of the well operations sequence, with great potential for reducing the time spent by the rig (10).

A Figura 11 mostra a seqüência do método de reboque, onde o ríser(Z) na condição montado, está pendurado por um cabo (14) e rebocadopor uma embarcação (15). A embarcação (15) é dotada de um guincho,não mostrado nesta Figura, com capacidade de comprimento compatívelcom a operação de reboque.Figure 11 shows the sequence of the towing method, where the riser (Z) in the assembled condition is hung by a cable (14) and towed by a vessel (15). The vessel (15) is provided with a winch, not shown in this Figure, with length capacity compatible with the towing operation.

A Figura 12 mostra continuação da seqüência, onde o ríser (Z) jápróximo da locação seguinte é abandonado apoiado no solo marinhoatravés da base de apoio (13);Figure 12 shows continuation of the sequence, where the riser (Z) near the next location is abandoned on the sea floor via the base (13);

A Figura 13 mostra a seqüência onde uma Sonda (10) retirada oríser (Z) da base de apoio (13) para na seqüência conectá-lo a umacabeça/ ANM (2) do próximo poço (1) a ser perfurado ou completado.Figure 13 shows the sequence where a Probe (10) withdraws (Z) from the support base (13) to then connect it to a head / ANM (2) of the next well (1) to be drilled or completed.

O ríser (Z), descrito pelas Figuras anteriormente apresentadas, podeser construído por secções tubulares interligados umas as outras porconectores ou mesmo por solda. Caso seja necessária a recuperação doBOP de fundo (4) para alguma manutenção no mesmo, o ríser (Z) poderáser desmontado para facilitar a retirada do BOP ou desconectado eacoplado a uma segunda base não mostrada na figura, mas similar a basede apoio (13). Nesta ultima situação o BOP (4) será recuperado por colunade dríll pipe e o ríser permanecerá submerso, auto-suportado pelo seusistema de bóias.Riser (Z), described by the above Figures, may be constructed by tubular sections interconnected by each other or even by welding. If recovery of the bottom BOP (4) is required for some maintenance on it, the riser (Z) may be disassembled to facilitate BOP removal or disconnected and coupled to a second base not shown in the figure, but similar to the support base (13). . In this last situation the BOP (4) will be recovered by column dríll pipe and the ríser will remain submerged, self-supported by its buoy system.

As operações de transporte e montagem do riser (3), emboradescritas em relação a uma Sonda (10) são igualmente aplicadas para ocaso de uma embarcação especial de intervenção.The transport and assembly operations of the riser (3), although described in relation to a Probe (10), are also applied for the purpose of a special intervention vessel.

Embora não mostrado nas Figuras, é possível adicionar juntas dotipo Ball joints ou Stress joints, no riser (3) ou na própria base de apoio(13) para minimizar os esforços e momentos no acoplamento entre a basede apoio (13) e o riser (3).Although not shown in the Figures, it is possible to add Ball joints or Stress joints joints to the riser (3) or to the support base itself (13) to minimize the coupling efforts and moments between the support base (13) and the riser ( 3).

É importante alertar que meramente para simplificar a descrição, osmétodos de: perfuração de poços submarinos, completação e intervençõescom ou sem retirada de coluna de produção, conhecidas como Iight eheavy workover respectivamente, não serão descritos em detalhe, desdeque os mesmos são bem conhecidos no estado da técnica; além disso,não fazem parte do sistema e método descrito por esta invenção.It is important to note that merely to simplify the description, the methods of: underwater well drilling, completion and interventions with or without production column withdrawal, known as Iight andheavy workover respectively, will not be described in detail, since they are well known in the state. of technique; furthermore, they are not part of the system and method described by this invention.

Claims

1. A self-supporting underwater drilling or production ripper system capable of being moved in the assembled condition to different locations, towed by a vessel, comprising: - a ripper (3) coupled at the lower end to a support base (13) ) or BOP (4) and the upper end to a set of traction buoys (6), which holds the riser (3) upright and approximately upright, and may remain disconnected from any vessel for a long time; ); rigid, inflatable or mixed with variable thrust control facilities: - a quick disconnect system (7) which interconnects the top of the ridge (Z) with a complementary section of the ridge (8) which is interconnected with a marine rig (10); - a complementary riser section (8) for matching the length of the ripper (Z) with the location's water slide, - a support base (13) for keeping the ripper system (Z) and BOP (4) assembled, at a given location without the aid of any support vessel: - BOP itself (4) when it is a drilling operation;

Self-supporting subsea drilling or production rowing system according to claim 1, characterized in that: - it can be towed by a vessel (20) for other locations, hung by a cable (19);

Self-sustaining underwater drilling, production or drilling system according to Claims 1 and 2, characterized in that: - it can be maintained for a long time, months in a certain upright position supported on the sea floor by means of a support base (13), without the need without assistance of any support vessel;

Self-sustaining subsea drilling or production ripper system according to claim 1, characterized in that it has an electro-hydraulic umbilical interconnecting the Probe (10) with at least one subsea equipment such as: Bottom BOP (4), surface BOP (9), wellhead ANM head (2);

Self-supporting subsea drilling or production ripper system according to Claim 1, characterized in that: - the sections or joints interconnected by means of a thread or mechanical connector or solder;

Self-supporting subsea drilling or production ripper system according to claim 1, characterized in that: - additionally has ball joints or stress joints installed on the riser (3) or on the support base (13). ) to minimize stress on the support base (13);

Self-supporting underwater riser system according to claim 1, characterized in that: - the smaller and simpler riser (3) and BOP (4), known as the completion riser, are used for known light intervention operations like Iight workover,

Self-supporting underwater riser system according to claim 1, characterized in that: - the riser (3) can be operated by a vessel (14) for carrying out light interventions;

Self-supporting underwater drilling or production riser system according to Claim 1, characterized in that: - It has a second simplified BOP (9) mounted above the buoys (6) to increase the safety of the well. (1) and operational flexibility;

Self-supporting underwater production riser system according to Claim 1, characterized in that: - it is used in long-term production testing systems and can be easily towed to other locations;

A method of assembling a self-supporting submarine drilling or production system according to claim 1, characterized in that: - a ground pre-assembly of a float (6), a connection tool (5) and at least one riser section (3). This allows the hole (18) in the float (6) to be slightly larger in diameter than that of the riser itself (3);

A method of assembling a self-sustaining drilling or production submarine rig system according to claims 1 and 9, characterized in that: - the pre-assembled ground float (6) and connecting tool is transported by a vessel (20), on or afloat, floating and subsequently transferred flooded to a Probe (10) near the installation site of the riser system (3);

A method of assembling a self-sustaining drilling or production submarine rig system according to claim 1, characterized in that: - a flooded pre-launched float (6) is recovered from the bottom of the sea by a Probe ( 10) through a working column (20) known as drill p / pe;

A method of assembling a self-sustaining drilling or production submarine drilling system according to claim 1, characterized in that: - a flooded pre-launched float (6) is recovered and supported in the rig pool (10), the ridge (3) being mounted through the hole (18) in the float (6);

15. A towing method of a self-supporting drilling or production submarine ripper system according to claim 1, characterized in that: - a riser (3) coupled to a support base (13) may be kept submerged in almost vertical position, without the aid of any vessel, awaiting the availability of a vessel (20) to execute its towing for a new location;

16. A towing method of a self-supporting underwater drilling or production riser system according to claim 1, characterized in that: - a riser (3) coupled to a support base (13) is hung by a cable ( 19) to be then towed by a vessel (20);

17. A towing method for a self-supporting underwater drilling or production riser system according to claim 1, characterized in that a riser (3) coupled to a support base (13) is stationed near a well. (1) for subsequent connection with said well (1);