BRPI0600217B1

BRPI0600217B1 - SUBMARINE COMPLETE SYSTEM AND METHODS FOR INSTALLATION AND REMOVAL OF SUBMARINE COMPLETE SYSTEM

Info

Publication number: BRPI0600217B1
Application number: BRPI0600217-0A
Authority: BR
Inventors: Carlos Neves Calmeto João; de Cássia Seiko Nakao Calmeto Rita
Original assignee: Petroleo Brasileiro S.A - Petrobras
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2018-05-15
Also published as: BRPI0600217A

Abstract

sistema de completação submarina e métodos de instalação e retirada de sistema de completação submarina. a presente invenção se refere a um sistema de completação submarina formado por uma árvore de natal molhada e por um suspensor de coluna horizontalmente bipartido, de modo que qualquer um destes dois equipamentos pode ser instalado e/ou retirado sem interferência do outro. assim, possibilita tanto a instalação da árvore de natal antes da instalação da coluna de produção (3); quanto à instalação da coluna de produção (3) antes da instalação da árvore de natal. também possibilita a retirada da árvore de natal mantendo-se a coluna de produção (3) no poço, bem como a retirada da coluna de produção (3) mantendo-se a árvore de natal no poço.subsea completion system and methods of installation and withdrawal of subsea completion system. The present invention relates to an underwater completion system formed by a wet Christmas tree and a horizontally split column hanger, so that either of these two equipment can be installed and / or removed without interference from the other. thus, it allows both the installation of the Christmas tree before the installation of the production column (3); the installation of the production column (3) before the installation of the Christmas tree. It also enables the removal of the Christmas tree by keeping the production column (3) in the well, as well as the removal of the production column (3) by keeping the Christmas tree in the well.

Description

SISTEMA DE COMPLETAÇÃO SUBMARINA E MÉTODOS DE INSTALAÇÃO E RETIRADA DE SISTEMA DE COMPLETAÇÃOSUBMARINE COMPLEMENTATION SYSTEM AND METHODS OF INSTALLATION AND REMOVAL OF COMPLEMENTATION SYSTEM

SUBMARINASUBMARINE

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção encontra seu campo de aplicação entre os equipamentos e métodos destinados à construção de poços submarinos para a expfotação de campos de petróleo e de gás localizados sob o leito oceânico.FIELD OF THE INVENTION The present invention finds its field of application among the equipment and methods for the construction of subsea wells for the expfotation of oil and gas fields located under the ocean floor.

ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATUS

Sistema de completação submarina, também conhecida como completação molhada, têm sido um requisito fundamental para a exploração de campos de óleo e gás “offshore”. Atualmente há, no mundo todo, cerca de 2600 poços assim completados, com uso intensivo no Brasil, Noruega e Reino Unido, e em escala ascendente na África Ocidental e no Golfo do México (EUA e México). As previsões apontam para o comissionamento de mais de 2000 novos poços submarinos nos próximos cinco anos. O equipamento que viabilizou a completação submarina de poços chama-se árvore de natal molhada. Trata-se de um conjunto de válvulas que fica instalado no fundo do mar, sobre a cabeça de poço. Este equipamento permite o controle do fluxo tanto dos fluidos produzidos (óleo, gás), quanto dos fluidos injetados (gás para a elevação pneumática e, eventualmente, água ou gás injetados para manutenção da pressão dos reservatórios de hidrocarbonetos). À árvore de natal molhada ligam-se os dutos submarinos que transportam os fluidos do fundo do mar até a planta de processamento, situada em plataformas na superfície do mar.Underwater completion system, also known as wet completion, has been a fundamental requirement for the exploration of offshore oil and gas fields. Currently, there are around 2600 wells completed in this world, with intensive use in Brazil, Norway and the United Kingdom, and on an upward scale in West Africa and the Gulf of Mexico (USA and Mexico). Forecasts point to the commissioning of more than 2000 new subsea wells in the next five years. The equipment that made underwater well completion possible is called a wet Christmas tree. It is a set of valves that is installed on the seabed, over the wellhead. This equipment allows the flow control both of the produced fluids (oil, gas), as well as the injected fluids (gas for pneumatic lifting and, eventually, water or gas injected to maintain the pressure of the hydrocarbon reservoirs). The submarine pipelines that transport the fluids from the seabed to the processing plant, located on platforms on the sea surface, are connected to the wet Christmas tree.

Um outro equipamento trabalha em conjunto com a árvore de natal molhada. É o suspensor de coluna. Este tem a função de sustentar uma coluna de produção (ou de injeção, seforocaso). Fica normalmente instalado em um alojador existente na própria cabeça de poço, e suporta o peso da coluna, transferindo-o para a cabeça de poço, de onde este é descarregado no solo marinho. É intimamente ligado à árvore de natal molhada, sendo que, juntos, estes dois equipamentos compõem a interface entre a sub-superfície (parte de dentro do poço) e o fundo do mar (parle de fora do poço). Árvore de natal molhada e suspensor de coluna, portanto, formam um “sistema de completação submarina”. A maioria dos poços com completação submarina existentes no mundo utilizam árvore de natal molhada de primeira geração, conhecida como árvore de natal molhada vertical, árvore de natal molhada convencional, ou, simplesmente, árvore de natal molhada.Another equipment works in conjunction with the wet Christmas tree. It is the column hanger. This has the function of supporting a production column (or injection, seforocaso). It is normally installed in an existing housing in the wellhead itself, and supports the weight of the column, transferring it to the wellhead, from where it is discharged on the seabed. It is closely linked to the wet Christmas tree, and together, these two pieces of equipment make up the interface between the sub-surface (inside the well) and the seabed (outside the well). A wet Christmas tree and column hanger, therefore, form a "submarine completion system". Most of the wells with underwater completion in the world use first generation wet Christmas tree, known as vertical wet Christmas tree, conventional wet Christmas tree, or, simply, wet Christmas tree.

Este tipo de árvore de natal molhada exige que a coluna de produção (ou de injeção) seja instalada no poço antes da instalação da própria árvore de natal molhada. Assim, após a conclusão da perfuração do poço, durante a fase final da completação do mesmo, efetua-se a descida da coluna por onde os fluidos devem escoar, e na qual são instalados os acessórios de produção ou injeção, tais como válvulas, equipamentos de elevação e bombeio, sensores de temperatura e pressão, etc.This type of wet Christmas tree requires the production (or injection) column to be installed in the well before installing the wet Christmas tree itself. Thus, after completing the drilling of the well, during the final phase of its completion, the column is descended through which the fluids must flow, and into which the production or injection accessories, such as valves, equipment, are installed. lifting and pumping, temperature and pressure sensors, etc.

Na extremidade superior desta coluna é instalado o suspensor da coluna, que é então assentado em um alojador próprio, situado na cabeça de poço. Finalmente, após a descida da coluna, a árvore de natal molhada é instalada sobre todo o conjunto.At the upper end of this column, the column hanger is installed, which is then seated in its own housing, located at the wellhead. Finally, after the column descends, the wet Christmas tree is installed over the entire set.

Do exposto, percebe-se que no caso de alguma falha na coluna de produção ou no próprio poço e, conseqüentemente, na necessidade de uma intervenção com sonda para efetuar os devidos reparos, seria necessário efetuar a retirada prévia da árvore de natal molhada para, a seguir, fazer a retirada e reparo da coluna de produção.From the above, it is clear that in the event of any failure in the production column or in the well itself and, consequently, in the need for an intervention with a probe to carry out the necessary repairs, it would be necessary to carry out the prior removal of the wet Christmas tree to, then, remove and repair the production column.

No caso da falha ser na própria árvore de natal molhada, não seria necessário retirar a coluna.In case the fault is in the wet Christmas tree itself, it would not be necessary to remove the column.

Ultimamente tem sido utilizada também uma segunda geração de árvore de natal molhada, conhecida como árvore de natal molhada horizontal.Lately a second generation of wet Christmas tree has also been used, known as a wet horizontal Christmas tree.

Diferentemente da árvore de natal molhada vertical, a árvore de natal molhada horizontal é instalada no poço antes da instalação da coluna de produção (ou injeção). Somente depois da instalação da árvore é que a coluna é descida, sendo que o suspensor de coluna fica assentado em um alojador existente no corpo da própria árvore de natal molhada horizontal, descarregando o peso da coluna na árvore de natal molhada horizontal, de onde o mesmo é transferido para a cabeça do poço e daí para o solo marinho.Unlike the vertical wet Christmas tree, the horizontal wet Christmas tree is installed in the well before installing the production column (or injection). Only after the tree is installed does the column go down, and the column hanger is seated in an existing housing on the body of the horizontal wet Christmas tree itself, unloading the column weight on the horizontal wet Christmas tree, from where the it is transferred to the wellhead and from there to the marine soil.

Uma vez equipado o poço com um sistema de árvore de natal molhada horizontal, toda vez que se precisar executar algum reparo na coluna, ou no próprio poço, não há mais a necessidade de se retirar a árvore de natal molhada horizontal, bastando retirar diretamente a coluna.Once the well is equipped with a horizontal wet Christmas tree system, every time it is necessary to perform a repair on the column, or on the well itself, there is no longer the need to remove the horizontal wet Christmas tree, simply removing the column.

Por outro lado, se a falha ocorrer na própria árvore de natal molhada horizontal, seria então necessária a retirada prévia da coluna, antes de se poder fazer a retirada da árvore de natal molhada horizontal.On the other hand, if the failure occurs in the horizontal wet Christmas tree itself, then it would be necessary to previously remove the column, before the horizontal wet Christmas tree can be removed.

Percebe-se, portanto, que cada um dos dois sistemas atualmente existentes têm pontos fortes e pontos fracos, podendo os mesmos serem assim sintetizados: - árvore de natal molhada vertical: - Permite o reparo da árvore sem precisar retirar a coluna; - Para o reparo da coluna exige a retirada da árvore. - árvore de natal molhada horizontal: - Permite o reparo da coluna sem precisar retirar a árvore; - Para o reparo da árvore exige a retirada da coluna.It is clear, therefore, that each of the two currently existing systems has strengths and weaknesses, which can be synthesized as follows: - vertical wet Christmas tree: - Allows the tree to be repaired without having to remove the column; - For the repair of the column requires removal of the tree. - horizontal wet Christmas tree: - Allows the spine to be repaired without having to remove the tree; - For the repair of the tree requires the removal of the column.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

Trata a presente invenção de um sistema de completação submarina formado por uma árvore de natal molhada e por um suspensor de coluna horizontalmente bipartido; e dos métodos de instalação e retirada desta árvore de natal molhada e da coluna de produção (ou injeção). O suspensor de coluna é horizontalmente bipartido, formado por uma parte inferior (suspensor de coluna inferior) e por uma parte superior (suspensor de coluna superior).This invention deals with an underwater completion system formed by a wet Christmas tree and a horizontally split column hanger; and the methods of installing and removing this wet Christmas tree and the production column (or injection). The column hanger is horizontally split, formed by a lower part (lower column hanger) and an upper part (upper column hanger).

Entre o suspensor de coluna inferior e o suspensor de coluna superior existe um sistema de intertravamento e de vedação, de modo que, além de poderem funcionar separada e independentemente, os mesmos também funcionam como um equipamento único, capaz de suportar os esforços de tração e as pressões interna ou externa a que for submetido. O suspensor de coluna inferior fica alojado na cabeça de poço. A ele conecta-se a coluna de produção (ou injeção). Sua função é sustentar o peso da coluna e transferi-lo para a cabeça de poço e, daí, para o solo marinho. Ele possui, em seu orifício principal (ou de produção), um perfil de assentamento, com arame, de válvulas de segurança ou tampões mecânicos. Possui também, em seu orifício secundário, um perfil de instalação de válvulas de duplo sentido de vedação. O suspensor de coluna superior fica alojado dentro do corpo da árvore de natal molhada. Sua função é fazer o direcionamento dos fluidos: em poços produtores, do interior do poço para o exterior, encaminhando-os para as válvulas de controle de fluxo existentes no corpo da árvore de natal; em poços injetores, no sentido inverso, ou seja, do exterior, para dentro do poço. A bipartição horizontal do suspensor de coluna confere ao sistema uma flexibilidade de operações de instalação e retirada da coluna e da árvore de natal. Assim sendo, a coluna pode ser instalada tanto antes quanto depois da instalação da árvore de natal. A retirada dos equipamentos também é independente, permitindo a retirada da árvore mantendo-se a coluna no poço, bem como a retirada da coluna, mantendo-se a árvore no poço.Between the lower column hanger and the upper column hanger there is an interlocking and sealing system, so that, in addition to being able to work separately and independently, they also work as a single equipment, capable of withstanding the efforts of traction and internal or external pressure to which it is subjected. The lower column hanger is housed in the wellhead. The production (or injection) column is connected to it. Its function is to support the weight of the column and transfer it to the wellhead and, from there, to the marine soil. It has, in its main (or production) orifice, a laying profile, with wire, of safety valves or mechanical plugs. It also has, in its secondary orifice, a profile for installing double-sealing valves. The upper column hanger is housed within the body of the wet Christmas tree. Its function is to direct the fluids: in producing wells, from inside the well to the outside, directing them to the flow control valves in the body of the Christmas tree; in injection wells, in reverse, that is, from the outside, into the well. The horizontal split of the column hanger gives the system flexibility of installation and removal of the column and the Christmas tree. Therefore, the column can be installed both before and after the installation of the Christmas tree. The removal of the equipment is also independent, allowing the removal of the tree keeping the column in the well, as well as the removal of the column, keeping the tree in the well.

BREVE DESCRICAO DOS DESENHOS A invenção objeto do presente relatório será melhor descrita a partir dos desenhos que o acompanham, sendo que: A figura 1 apresenta uma representação esquemática ilustrativa de uma árvore de natal molhada vertical presente no estado da técnica. A figura 2 apresenta uma representação esquemática ilustrativa de uma árvore de natal molhada horizontal presente no estado da técnica. A figura 3 apresenta uma representação esquemática de uma árvore de natal molhada com suspensor de coluna horizontalmente bipartido, de acordo com a presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention covered in this report will be better described from the accompanying drawings, as follows: Figure 1 shows a schematic illustration illustrating a vertical wet Christmas tree present in the state of the art. Figure 2 shows a schematic illustration illustrating a horizontal wet Christmas tree present in the prior art. Figure 3 shows a schematic representation of a wet Christmas tree with horizontally split column hanger, according to the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Trata a presente invenção de um sistema de completação submarina composto por uma árvore de natal molhada e por um suspensor de coluna horizontalmente bipartido, e dos métodos de instalação e retirada deste sistema.The present invention deals with an underwater completion system composed of a wet Christmas tree and a horizontally split column hanger, and the methods of installing and removing this system.

Um dos objetivos da presente invenção é oferecer uma completa independência entre a instalação e a retirada da árvore de natal molhada e do suspensor de coluna horizontalmente bipartido.One of the objectives of the present invention is to offer complete independence between the installation and removal of the wet Christmas tree and the horizontally split column hanger.

Outro objetivo é permitir a instalação da árvore de natal molhada tanto antes quanto depois da instalação da coluna de produção ou injeção.Another objective is to allow the installation of the wet Christmas tree both before and after the installation of the production or injection column.

Um terceiro objetivo é permitir tanto a retirada da árvore de natal molhada mantendo-se a coluna de produção ou injeção no poço, quanto a retirada da coluna de produção ou injeção mantendo-se a árvore de natal molhada no poço.A third objective is to allow both the removal of the wet Christmas tree while keeping the production or injection column in the well, and the removal of the production or injection column while keeping the Christmas tree wet in the well.

Antes de se iniciar a descrição da invenção objeto do presente relatório, referência será feita às árvores de natal presentes no estado da técnica, em caráter meramente ilustrativo, as quais estão representadas nas Figuras 1 e 2, respectivamente: uma árvore de natal molhada vertical e uma árvore de natal molhada horizontal.Before starting to describe the invention that is the subject of this report, reference will be made to the Christmas trees present in the state of the art, for illustrative purposes, which are represented in Figures 1 and 2, respectively: a vertical wet Christmas tree and a wet Christmas tree horizontal.

Para que seja mantida a consistência nas referências numéricas de todos os componentes ilustrados nas Figuras 1, 2 e 3, deve ser bem entendido que os componentes que forem convencionais e comuns tanto nos tipos de árvore que serão comentados e presentes no estado da técnica, quanto da proposta da presente invenção, serão referenciados igualmente, desde que sua funcionalidade permaneça a mesma. Desta forma ficarão mais evidentes as características que revestem de novidade a presente invenção.In order to maintain consistency in the numerical references of all components illustrated in Figures 1, 2 and 3, it must be well understood that the components that are conventional and common both in the types of trees that will be commented on and present in the state of the art, and of the proposal of the present invention, will also be referenced, as long as their functionality remains the same. In this way, the characteristics that make the present invention novel will become more evident.

Na Figura 1, na qual é representada uma árvore de natal molhada vertical típica no estado da técnica, observa-se um alojador (1), que tanto pode ser da própria cabeça de poço quanto de uma base adaptadora de produção pré-instalada nesta cabeça de poço.In Figure 1, in which a typical vertical wet Christmas tree is represented in the state of the art, there is an accommodation (1), which can be either from the wellhead itself or from a production adapter base pre-installed on this head well.

Neste alojador (1) é instalado o suspensor de coluna (2), ao qual foi conectada à coluna de produção (ou de injeção) (3), e cujo peso é descarregado, peto suspensor de coluna (2), diretamente no alojador (1) e daí, transferido para o solo marinho. Este suspensor de coluna (2) possui um sistema de travamento (T1) e um sistema de vedação (V1) contra o alojador (1).In this housing (1) the column hanger (2) is installed, to which it was connected to the production (or injection) column (3), and whose weight is discharged, by the column hanger (2), directly in the housing ( 1) and from there, transferred to the marine soil. This column hanger (2) has a locking system (T1) and a sealing system (V1) against the housing (1).

Sobre todo o conjunto alojador (1 )/suspensor de coluna (2) é instalado o corpo da árvore de natal molhada vertical (4), que também possui um sistema de travamento (T2) e um sistema de vedação (V2) contra o alojador (1). No corpo da árvore de natal molhada vertical (4), verticalmente sobre o eixo longitudinal do poço, localizam-se válvulas de controle de fluxo (5) dos fluidos que entram ou saem do poço. Também se localizam no corpo da árvore de natal molhada vertical (4), terminais de fluxo (6) aos quais são conectadas as linhas submarinas, pelo interior das quais escoam os fluidos entre o poço e a planta de processamento localizada na plataforma de produção.The vertical wet Christmas tree body (4) is installed over the entire housing (1) / column hanger (2), which also has a locking system (T2) and a sealing system (V2) against the housing (1). In the body of the vertical wet Christmas tree (4), vertically on the longitudinal axis of the well, there are flow control valves (5) of the fluids that enter or leave the well. Also located on the body of the vertical wet Christmas tree (4), flow terminals (6) to which the underwater lines are connected, through which fluids flow between the well and the processing plant located on the production platform.

Sobre o corpo da árvore de natai molhada vertical (4) conecta-se a capa de árvore (7), que faz o fechamento do poço e efetua as conexões com as linhas de controle das funções hidráulicas e elétricas (não representadas) da árvore de natal molhada vertical e de equipamentos instalados dentro do poço. A capa de árvore (7) possui um sistema de travamento (T3) e um sistema de vedação (V3) contra a árvore de natai molhada vertical. Não é difícil concluir que não há como retirar a coluna de produção (ou de injeção) (3) sem, antes, efetuar a retirada da árvore de natal molhada vertical.On the body of the vertical wet swimming tree (4), the tree cover (7) is connected, which closes the well and makes connections with the control lines for the hydraulic and electrical functions (not shown) of the tree. vertical wet Christmas and equipment installed inside the well. The tree cover (7) has a locking system (T3) and a sealing system (V3) against the vertical wet swimming tree. It is not difficult to conclude that there is no way to remove the production (or injection) column (3) without first removing the vertical wet Christmas tree.

Na figura 2, na qual é representada uma árvore de natai molhada horizontal, observa-se um alojador (1) idêntico ao da figura 1, que tanto pode ser da própria cabeça de poço quanto de uma base adaptadora de produção pré-instalada nesta cabeça de poço.In figure 2, in which a horizontal wet swimming tree is represented, there is a housing (1) identical to that in figure 1, which can be either the wellhead itself or a production adapter base pre-installed on this head well.

Sobre este alojador (1) é instalado o corpo da árvore de natal molhada horizontal (24), que possui um sistema de travamento (T4) e um sistema de vedação (V4) contra o alojador (1). No corpo da árvore de natal molhada horizontal (24), horizontalmente em relação ao eixo longitudinal do poço, localizam-se válvulas de controle de fluxo (25) dos fluidos que entram ou saem do poço. Também se localizam no corpo da árvore de natal molhada horizontal (24) os terminais de fluxo (26) aos quais são conectadas as linhas submarinas que fazem o escoamento dos fluidos entre o poço e a planta de processamento localizada na plataforma de produção.The horizontal wet Christmas tree body (24) is installed on this housing (1), which has a locking system (T4) and a sealing system (V4) against the housing (1). In the body of the horizontal wet Christmas tree (24), horizontally in relation to the longitudinal axis of the well, there are flow control valves (25) of the fluids that enter or leave the well. Also located in the body of the horizontal wet Christmas tree (24) are the flow terminals (26) to which the submarine lines are connected that flow the fluids between the well and the processing plant located on the production platform.

No corpo da árvore de natal molhada horizontal (24) é instalado o suspensor de coluna (2), ao qual foi conectada a coluna de produção (ou injeção) (3), e cujo peso é descarregado, por este suspensor de coluna (2), no corpo da árvore de natal molhada horizontal (24), de onde é transferido para a cabeça de poço, e daí para o solo marinho. Este suspensor de coluna (2) possui um sistema de travamento (T5) e um sistema de vedação (V5) contra a árvore de natal molhada horizontal. No orifício principal do suspensor de coluna (2) há um perfil de assentamento (27), onde é assentado um tampão mecânico ou válvula de segurança.In the body of the horizontal wet Christmas tree (24) the column hanger (2) is installed, to which the production (or injection) column (3) has been connected, and whose weight is discharged, by this column hanger (2 ), in the body of the horizontal wet Christmas tree (24), from where it is transferred to the wellhead, and from there to the marine soil. This column hanger (2) has a locking system (T5) and a sealing system (V5) against the wet horizontal Christmas tree. In the main hole of the column hanger (2) there is a seating profile (27), where a mechanical plug or safety valve is seated.

Sobre o corpo da árvore de natal molhada horizontal (24) conecta-se a capa da árvore de natal molhada horizontal (28), que faz o fechamento do poço e efetua as conexões com as linhas de controle das funções hidráulicas e elétricas da árvore de natal molhada horizontal e de equipamentos instalados dentro do poço. A capa possui possui um sistema de travamento (T6) e um sistema de vedação (V6) contra a árvore de natal molhada horizontal. Não é difícil concluir que não há como retirar a árvore de natal molhada horizontal sem, antes, efetuar a retirada da coluna de produção (ou injeção) (3).The horizontal wet Christmas tree cover (28) is connected to the body of the horizontal wet Christmas tree (24), which closes the well and makes connections with the control lines for the hydraulic and electrical functions of the tree. horizontal wet Christmas season and equipment installed inside the well. The cover has a locking system (T6) and a sealing system (V6) against the horizontal wet Christmas tree. It is not difficult to conclude that there is no way to remove the wet Christmas tree without first removing the production column (or injection) (3).

Na figura 3 encontra-se ilustrado o sistema de completação molhada segundo a presente invenção que compreende uma árvore de natal molhada e um suspensor de coluna horizontalmente bipartido que, por sua vez compreendem: - um corpo da árvore (31), o qual fica instalado sobre o alojador (1), que tanto pode ser da própria cabeça de poço quanto de uma base adaptadora de produção pré-instalada nesta cabeça de poço; a fixação da árvore de natal molhada se dá através de um sistema de travamento (T7) e um sistema de vedação (V7), capazes de suportar os esforços de tração e as pressões interna ou externa a que a mesma for submetida. - uma válvula mestra de controle de fluxo (32) dos fluidos que entram ou que saem do poço, a qual é uma válvulas de gaveta, com acionamento hidráulico do tipo “normalmente fechada” e com um sistema reserva para acionamento mecânico, através de mergulhador ou robô submarino, fica em posição horizontal em relação ao eixo longitudinal do poço. - uma válvula lateral de controle de fluxo (33) dos fluidos que entram ou que saem do poço, a qual é uma válvulas de gaveta, com acionamento hidráulico do tipo “normalmente fechada” e com um sistema reserva para acionamento mecânico, através de mergulhador ou robô submarino, fica em posição horizontal em relação ao eixo longitudinal do poço. - um suspensor de coluna inferior (34), fica inteiramente instalado dentro do alojador (1), com seu topo faceando com o topo deste alojador (1). Possui um sistema de travamento (T8) e um sistema de vedação (V8) contra o alojador (1). A ele conecta-se a coluna de produção (ou injeção) (3), cujo peso é transferido diretamente para a cabeça de poço e daí descarregado no solo marinho. No orifício principal do suspensor de coluna inferior (35) existe um perfil de assentamento primário (36), onde podem ser instalados, tampões mecânicos e válvulas de segurança. No orifício secundário do suspensor de coluna inferior (37) existe um perfil de assentamento secundário (38), onde podem ser instaladas válvulas de duplo sentido de vedação. - um suspensor de coluna superior (39), fica instalado dentro do corpo da árvore de natal molhada (31). Ele possui sistemas de travamento (T9) e de vedação (V9) contra o suspensor de coluna inferior (33), capazes de suportar os esforços de tração e as pressões interna ou externa atuantes. - uma capa da árvore (40) fica instalada sobre o corpo da árvore de natal molhada (31) e possui sistemas de travamento (T10) e vedação (V10) contra o corpo da árvore de natal molhada (31). Ela faz o fechamento do poço e efetua as conexões com as linhas de controle das funções hidráulicas e elétricas da árvore de natal molhada e de equipamentos instalados dentro do poço. Durante as intervenções com sonda, a mesma é retirada para a conexão da ferramenta de reentrada no poço. O orifício principal do suspensor de coluna superior (41) transpassa axialmente toda a extensão do suspensor de coluna superior (39), sendo uma extensão do orifício principal do suspensor de coluna inferior (35) e, por conseguinte, da coluna de produção (ou de injeção) (3). Possui uma saída lateral, em sentido radial ao eixo do orifício, por onde se dá o escoamento dos fluidos, entre a coluna de produção (ou de injeção) (3) e as válvulas mestra (32) e lateral (33) controladoras de fluxo da linha principal. Acima da saída lateral existe um perfil de assentamento (42), para instalação, com arame, de tampões mecânicos ou válvulas de segurança. O orifício secundário do suspensor de coluna superior não é contínuo, mas dividido entre uma parte inferior (43) e uma parte superior (44). A parte inferior (43) é uma extensão do orifício secundário do suspensor de coluna inferior (37) e possui uma saída lateral, em sentido radial ao eixo do orifício, por onde se dá o escoamento dos fluidos, entre o espaço anular do poço e uma válvula mestra controladora de fluxo da linha secundária (45). A parte superior também possui uma saída lateral, em sentido radial ao eixo do orifício, por onde se dá, durante as intervenções com sonda, o fluxo entre a sonda (após a conexão das tubulações entre a sonda de intervenção e a árvore de natal molhada) e a válvula anular de intervenção (46). A válvula lateral da linha secundaria (47) permite a interrupção do fluxo entre o espaço anular do poço e a linha de escoamento para a plataforma de produção. O suspensor de coluna horizontalmente bipartido permite, graças aos sistemas de travamento (T9) e de vedação (V9) entre as partes inferior e superior, que, além de poderem funcionar separada e independentemente, os mesmos também funcionem como um equipamento único, capaz de suportar os esforços de tração e as pressões interna ou externa a que for submetido. Assim sendo, ele dá a flexibilidade que o sistema precisa, de modo que a instalação e a retirada tanto da árvore de natal molhada quanto do suspensor de coluna bipartido possam ser feitas de maneira completamente independente. Com isto, existem quatro métodos para se fazer a instalação e a retirada da árvore de natal molhada e da coluna de produção (ou de injeção) (3).Figure 3 illustrates the wet completion system according to the present invention, which comprises a wet Christmas tree and a horizontally split column hanger, which in turn comprise: - a tree body (31), which is installed on the housing (1), which can be either the wellhead itself or a production adapter base pre-installed on this wellhead; the wet Christmas tree is fixed using a locking system (T7) and a sealing system (V7), capable of withstanding the traction efforts and the internal or external pressures to which it is subjected. - a master flow control valve (32) for fluids entering or leaving the well, which is a gate valve, with hydraulic actuation of the “normally closed” type and with a reserve system for mechanical actuation, through a diver or submarine robot, is in a horizontal position in relation to the longitudinal axis of the well. - a side flow control valve (33) for fluids entering or leaving the well, which is a gate valve, with hydraulic actuation of the “normally closed” type and with a reserve system for mechanical actuation, through a diver or submarine robot, is in a horizontal position in relation to the longitudinal axis of the well. - a lower column hanger (34), is entirely installed inside the housing (1), with its top facing the top of this housing (1). It has a locking system (T8) and a sealing system (V8) against the housing (1). The production (or injection) column (3) is connected to it, the weight of which is transferred directly to the wellhead and then discharged into the seabed. In the main hole of the lower column hanger (35) there is a primary seating profile (36), where mechanical plugs and safety valves can be installed. In the secondary orifice of the lower column hanger (37) there is a secondary seating profile (38), where double-sealing valves can be installed. - an upper column hanger (39) is installed inside the body of the wet Christmas tree (31). It has locking (T9) and sealing (V9) systems against the lower column hanger (33), capable of withstanding the traction efforts and the acting internal or external pressures. - a tree cover (40) is installed over the body of the wet Christmas tree (31) and has locking (T10) and sealing (V10) systems against the body of the wet Christmas tree (31). It closes the well and makes connections to the control lines for the hydraulic and electrical functions of the wet Christmas tree and equipment installed inside the well. During interventions with a probe, it is removed to connect the reentry tool to the well. The main orifice of the upper column hanger (41) runs axially through the entire length of the upper column hanger (39), being an extension of the main orifice of the lower column hanger (35) and, therefore, of the production column (or injection) (3). It has a lateral outlet, radial to the orifice axis, through which the flow of fluids takes place, between the production (or injection) column (3) and the master (32) and lateral (33) flow control valves the main line. Above the side outlet there is a seating profile (42), for installing, with wire, mechanical plugs or safety valves. The secondary hole of the upper column hanger is not continuous, but is divided between a lower part (43) and an upper part (44). The lower part (43) is an extension of the secondary orifice of the lower column hanger (37) and has a lateral outlet, radially to the axis of the orifice, through which the flow of fluids occurs, between the annular space of the well and a secondary line flow control valve (45). The upper part also has a lateral outlet, in a radial direction to the axis of the orifice, through which, during the interventions with the probe, the flow between the probe takes place (after connecting the pipes between the intervention probe and the wet Christmas tree ) and the annular intervention valve (46). The side valve of the secondary line (47) allows interruption of the flow between the annular space of the well and the flow line to the production platform. The horizontally split column hanger allows, thanks to the locking (T9) and sealing (V9) systems between the lower and upper parts, which, in addition to being able to operate separately and independently, they also function as a single equipment, capable of withstand traction efforts and internal or external pressure to which it is subjected. As such, it gives the system the flexibility it needs, so that installation and removal of both the wet Christmas tree and the bipartite column hanger can be done completely independently. With this, there are four methods for installing and removing the wet Christmas tree and the production (or injection) column (3).

Abaixo seguem os principais passos de cada um destes métodos. Para evitar perda do foco e proporcionar uma melhor compreensão dos pontos chaves destes métodos, não há menção aos passos que são comuns a todos eles e que são intrínsecos à construção de poços submarinos, tais como (mas não limitado a) posicionamento de sondas, amortecimento de poços, testes de estanqueidade, instalação e retirada de equipamentos de segurança de cabeça de poço, instalação e retirada de “risers” de perfuração e de completação, operações com arame, indução de surgencia, etc. A seguir encontram-se os principais passos para o método de instalação da coluna de produção (ou de injeção) (3) antes da instalação da árvore de natal molhada, que compreende: - descer a coluna de produção (ou de injeção) (3) conectada apenas ao suspensor de coluna inferior (34), assentar e travar este último no alojador (1) da cabeça de poço; - descer a árvore de natal molhada , assentar e travar esta última na cabeça de poço; - descer o suspensor de coluna superior (39), instalar este último no interior do corpo da árvore de natal molhada (31) e travá-lo no suspensor de coluna inferior (34); - descer a capa da árvore de natal (40), assentar e travar esta última no corpo da árvore de natal molhada (31). A seguir encontram-se os principais passos para o método de instalação da árvore de natal molhada antes da instalação da coluna de produção (ou de injeção) (3), que compreende: - descer a árvore de natal molhada, assentar e travar esta última na cabeça de poço; - descer a coluna de produção (ou de injeção) (3) com todo o suspensor de coluna inferior (34) e o suspensor de coluna superior (39) intertravados em uma única manobra, assentar e travar o suspensor de coluna inferior (34) no alojador (1) da cabeça de poço, ao mesmo tempo em que se instala o suspensor de coluna superior (39) no interior do corpo da árvore de natal molhada (31); - descer a capa da árvore (40), assentar e travar esta última no corpo da árvore de natal molhada (31). A seguir encontram-se os principais passos para o método de Retirada da Coluna de produção (ou de injeção) (3) com a permanência da árvore de natal molhada no poço, que compreende: - destravar e retirar a capa da árvore de natal (40); - destravar o suspensor de coluna Inferior (34) do alojador (1) da cabeça de poço e retirar a coluna de produção (ou de injeção) (3) com todo o suspensor de coluna bipartido em uma única manobra; - manter a árvore de natal molhada no poço. A seguir encontrar-se-ão os principais passos para um método de retirada da árvore de natal molhada com a permanecia da coluna de produção (ou de injeção) (3) no poço, que compreende: - destravar e retirar a capa da árvore de natal (40); - destravar o suspensor de coluna superior (39) do suspensor de coluna inferior (34) e retirar o suspensor de coluna superior (39); - destravar e retirar a árvore de natal molhada da cabeça de poço; - permanecer assentado e travado na cabeça de poço o suspensor de coluna inferior (34), juntamente com a coluna de produção (ou de injeção) (3). A árvore de natal molhada com suspensor de coluna horizontalmente bipartido é apta a ser equipada com quaisquer acessórios normalmente existentes na industria do petróleo e utilizados em tipos específicos de poço, tais como (mas não limitado a): linhas hidráulicas de acionamento de equipamentos e válvulas instalados no fundo do mar ou no interior do poço; linhas elétricas, de fibra ótica ou de gases nobres para monitoramento de parâmetros de produção ou controle de equipamentos eletrônicos instalados no fundo do mar ou no interior do poço; linhas elétricas de potência para acionamento de motores, bombas, aquecedores ou separadores instalados no fundo do mar ou no interior do poço; linhas de injeção de produtos inibidores de corrosão, incrustação ou outro fenômeno químico ocorrente no fundo do mar ou no interior do poço; sem que a simples instalação de um destes acessórios configure uma modificação ou melhoramento no objeto deste pedido de patente.Below are the main steps of each of these methods. To avoid losing focus and providing a better understanding of the key points of these methods, there is no mention of the steps that are common to all of them and that are intrinsic to the construction of subsea wells, such as (but not limited to) positioning of probes, damping of wells, tightness tests, installation and removal of wellhead safety equipment, installation and removal of drilling and completion risers, wire operations, emergence induction, etc. The following are the main steps for the method of installing the production (or injection) column (3) before installing the wet Christmas tree, which comprises: - lowering the production (or injection) column (3 ) connected only to the lower column hanger (34), seat and lock the latter in the wellhead housing (1); - descend the wet Christmas tree, settle and lock the last one in the wellhead; - lower the upper column hanger (39), install the latter inside the body of the wet Christmas tree (31) and lock it on the lower column hanger (34); - lower the Christmas tree cover (40), seat and lock the latter on the body of the wet Christmas tree (31). The following are the main steps for the method of installing the wet Christmas tree before installing the production (or injection) column (3), which comprises: - descending the wet Christmas tree, setting and locking the latter at the wellhead; - lower the production (or injection) column (3) with the entire lower column hanger (34) and the upper column hanger (39) interlocked in a single maneuver, seat and lock the lower column hanger (34) in the wellhead housing (1), at the same time as the upper column hanger (39) is installed inside the body of the wet Christmas tree (31); - lower the tree cover (40), seat and lock the latter on the body of the wet Christmas tree (31). The following are the main steps for the method of removing the production column (or injection) (3) with the wet Christmas tree remaining in the well, which comprises: - unlocking and removing the Christmas tree cover ( 40); - unlock the lower column hanger (34) of the wellhead housing (1) and remove the production (or injection) column (3) with the entire two-part column hanger in a single maneuver; - keep the Christmas tree wet in the well. The following are the main steps for a method of removing the wet Christmas tree with the remaining production (or injection) column (3) in the well, which comprises: - unlocking and removing the tree cover. natal (40); - unlock the upper column hanger (39) from the lower column hanger (34) and remove the upper column hanger (39); - unlock and remove the wet Christmas tree from the wellhead; - the lower column hanger (34), together with the production (or injection) column (3), remain seated and locked in the wellhead. The wet Christmas tree with horizontally split column hanger is able to be equipped with any accessories normally existing in the oil industry and used in specific types of well, such as (but not limited to): hydraulic lines for driving equipment and valves installed on the seabed or inside the well; electrical, fiber optic or noble gas lines for monitoring production parameters or controlling electronic equipment installed on the seabed or inside the well; electric power lines to drive motors, pumps, heaters or separators installed on the seabed or inside the well; injection lines for products that inhibit corrosion, scale or other chemical phenomena occurring on the seabed or inside the well; without the simple installation of one of these accessories constituting a modification or improvement in the object of this patent application.

As descrições até aqui feitas do sistema de completação submarina, assim como dos métodos de instalação e retirada devem ser consideradas apenas como possíveis concretizações, e quaisquer características que possam ter sido interpretadas como particulares, devem ser entendidas apenas como algo que foi descrito para facilitar a compreensão. Assim, não podem de forma alguma serem consideradas como limitantes da invenção, a qual está apenas limitada ao escopo das reivindicações que seguem.The descriptions made so far of the submarine completion system, as well as the installation and removal methods, should be considered only as possible embodiments, and any characteristics that may have been interpreted as particular, should be understood only as something that has been described to facilitate the understanding. Thus, they cannot in any way be considered as limiting the invention, which is only limited to the scope of the claims that follow.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1- Submarine completion system for the construction of underwater wells for the exploitation of oil and gas fields located under the ocean floor, characterized by a wet Christmas tree and a horizontally split column hanger, which in turn include: - a tree body (31), which is installed on the housing (1), which can be either the wellhead itself or a production adapter base pre-installed on this wellhead; the wet Christmas tree is fixed using a locking system (T7) and a sealing system (V7), capable of withstanding the traction efforts and the internal or external pressure to which it is subjected, - a valve flow control master (32) of fluids entering or leaving the well, which is a gate valve, with hydraulic actuation of the “normally closed” type and with a reserve system for mechanical actuation, through a diver or underwater robot , is in a horizontal position in relation to the longitudinal axis of the well, - a side flow control valve (33) for fluids entering or leaving the well, which is a gate valve, with “normally closed” hydraulic actuation ”And with a reserve system for mechanical activation, through a diver or submarine robot, it is in a horizontal position in relation to the longitudinal axis of the well, - a lower column hanger (34), which is the fully installed inside the housing (1), with its top facing the top of this housing (1), has a locking system (T8) and a sealing system (V8) against the housing (1), connected to it if the production column (or injection) (3), the weight of which is transferred directly to the wellhead and then discharged into the marine soil and, in the main hole of this lower column hanger (35), there is a primary settlement profile (36 ), where mechanical plugs and safety valves can be installed, as well as in the secondary orifice of this lower column hanger (37) there is a secondary seating profile (38), where double sealing valves can be installed, - a upper column hanger (39), which is installed inside the body of the wet Christmas tree (31), has locking (T9) and sealing (V9) systems against the lower column hanger (33), capable of supporting traction efforts and pressures internal or external actuations, - a tree cover (40), which is installed over the body of the wet Christmas tree (31) and has locking (T10) and sealing (V10) systems against the body of the wet Christmas tree (31), closes the well and makes connections with the control lines of the hydraulic and electrical functions of the wet Christmas tree and equipment installed inside the well and, during interventions with a probe, it is removed for connection a reentry tool in the well, - the main hole of the upper column hanger (41) axially passes through the entire length of the upper column hanger (39), is an extension of the main hole of the lower column hanger (35) and, therefore, from the production (or injection) column (3), it has a lateral outlet, radially to the orifice axis, through which the flow of fluids occurs, between the production (or injection) column (3 ) and month valves (32) and side (33) main line flow controllers and, above the side outlet, there is a seating profile (42), for installing, with wire, mechanical plugs or safety valves, - the secondary orifice of the upper column hanger is not continuous, but divided between a lower part (43) and an upper part (44), the lower part (43) is an extension of the secondary orifice of the lower column hanger (37) and has a side outlet , in a radial direction to the orifice axis, through which the flow of fluids occurs, between the annular space of the well and a secondary flow control master valve (45), the upper part also has a lateral outlet, in a radial direction the orifice axis, where, during the interventions with the probe, the flow between the probe and the annular intervention valve (46) and the side valve of the secondary line (47) allows the interruption of the flow between the annular space of the powder and the flow line to the production platform.

2- Wet completion system, according to claim 1, characterized in that the horizontally split column hanger allows, thanks to the locking (T9) and sealing (V9) systems between the lower and upper parts, which, in addition to being able to operate separately and independently, they also function as a single device, capable of withstanding the traction efforts and the internal or external pressures to which they are submitted.

3- Method of installing the production (or injection) column (3) before installing the wet Christmas tree, characterized by comprising the following steps: - lowering the production (or injection) column (3) connected only to the lower column hanger (34), seat and lock the latter in the wellhead housing (1); - descend the wet Christmas tree, settle and lock the last one in the wellhead; - lower the upper column hanger (39), install the latter inside the body of the wet Christmas tree (31) and lock it on the lower column hanger (34); - lower the Christmas tree cover (40), seat and lock the latter on the body of the wet Christmas tree (31).

4- Method of installing the wet Christmas tree before installing the production (or injection) column (3), characterized by comprising the following steps: - descend the wet Christmas tree, settle and lock the last one in the wellhead ; - lower the production (or injection) column (3) with the entire lower column hanger (34) and the upper column hanger (39) interlocked in a single maneuver, seat and lock the lower column hanger (34) in the wellhead housing (1), at the same time as the upper column hanger (39) is installed inside the body of the wet Christmas tree (31); - lower the tree cover (40), seat and lock the latter on the body of the wet Christmas tree (31).

5- Method of removing the production (or injection) column (3) with the wet Christmas tree remaining in the well, characterized by the following steps: - unlocking and removing the Christmas tree cover (40); - unlock the lower column hanger (34) from the wellhead (1) of the wellhead and remove the production (or injection) column (3) with the entire column hanger split in a single maneuver; - keep the Christmas tree wet in the well.

6- Method of removing the wet Christmas tree with the remaining of the production (or injection) column (3) in the well, characterized by comprising the following steps: - unlocking and removing the cover of the Christmas tree (40); - unlock the upper column hanger (39) from the lower column hanger (34) and remove the upper column hanger (39); - unlock and remove the wet Christmas tree from the wellhead; - the lower column hanger (34), together with the production (or injection) column (3), remain seated and locked in the wellhead.