BRPI0923505B1

BRPI0923505B1 - DEVICE TO SUPPORT EQUIPMENT ON THE SEA BED

Info

Publication number: BRPI0923505B1
Application number: BRPI0923505-1A
Authority: BR
Inventors: Hosøy Øyvind; Lien Eldar
Original assignee: Neodrill As
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2024-05-14

Abstract

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA FUNDAÇÃO DE EQUIPAMENTO NO FUNDO DO MAR A presente invenção esta correlacionada a um dispositivo para uma fundação a ser colocada no fundo do mar, compreendendo uma construção em forma de saia confinada e descendentemente aberta, estabelecida para colocação no fundo do mar, dita construção compreendendo uma parte de topo e a parte de topo compreendendo um corpo estendido oco (140), que se prolonga por uma distancia no interior da construção. A invenção é caracterizada pelo fato de que a extensão do tubo interno é menor ou maior do que a extensão da cobertura. Quando o tubo interno é menor, a extensão é da ordem de 10-90% da extensão da saia (10), preferivelmente, de 25 a 60%, mais preferivelmente, de 50%. Quando o tubo interno é maior, sua extensão é mais de 100% e até 300% da extensão da cobertura externa (10), preferivelmente, de 150 a 200%, mais ainda preferivelmente, de 300%. A invenção também descreve um método e diferentes aplicações da mesmaDEVICE AND METHOD FOR FOUNDING EQUIPMENT ON THE SEA BED The present invention relates to a device for a foundation to be placed on the sea bottom, comprising a confined and downwardly open skirt-shaped construction established for placement on the sea bottom, said construction comprising a top part and the top part comprising a hollow extended body (140), which extends for a distance inside the construction. The invention is characterized by the fact that the extension of the inner tube is smaller or greater than the extension of the cover. When the inner tube is smaller, the extension is in the order of 10-90% of the extension of the skirt (10), preferably 25 to 60%, more preferably 50%. When the inner tube is larger, its extension is more than 100% and up to 300% of the extension of the outer cover (10), preferably 150 to 200%, more preferably 300%. The invention also describes a method and different applications thereof.

Description

[0028] De acordo com a invenção, a fundação de sucção compreende um tubo interno permanentemente encaixado (140), que substitui a abertura central anterior (22) no suspensor do tubo condutor (28) no tampo superior (18). O tubo se estende para baixo, internamente, através da fundação (100). O tubo interno (140) pode ser aberto na base, de modo que o tubo interno também seja cheio com o material do fundo do mar.[0028] According to the invention, the suction foundation comprises a permanently fitted inner tube (140), which replaces the previous central opening (22) in the conductor tube hanger (28) on the top cover (18). The tube extends downward internally through the foundation (100). The inner tube (140) can be opened at the base so that the inner tube is also filled with seabed material.

[0029] Essas figuras 3-5 mostram a situação onde a construção de fundação (100) foi forçada com a metade de percurso descendente, através da massa (14), pelo seu próprio peso. Pode ser observado que é formado um espaço anular (50) no interior da fundação, que é definido pela parte superior da massa, parede interna da fundação, lado exterior do tubo interno e lado inferior do tampo (18). Esse espaço é normalmente cheio com a água do mar. Quando o lado inferior (142) do tubo (140) é forçado para baixo dentro da massa (15), esse espaço anular (50) é completamente isolado e a água deve ser bombeada para fora, de modo que a fundação seja capaz de ser colocada completamente dentro da superfície da massa. O bombeamento é realizado de modo que a água é sugada para fora, através do tubo de sucção (21), com a ajuda de adequado equipamento de bombeamento acoplado ao tubo. Assim, a construção da fundação irá lentamente afundar dentro da posição que é mostrada na figura 7.[0029] These figures 3-5 show the situation where the foundation construction (100) was forced halfway downwards, through the mass (14), by its own weight. It can be seen that an annular space (50) is formed inside the foundation, which is defined by the upper part of the mass, inner wall of the foundation, outer side of the inner tube and lower side of the top (18). This space is normally filled with sea water. When the lower side (142) of the tube (140) is forced down into the mass (15), this annular space (50) is completely isolated and the water must be pumped out so that the foundation is capable of being placed completely within the surface of the dough. Pumping is carried out in such a way that the water is sucked out, through the suction tube (21), with the help of suitable pumping equipment coupled to the tube. Thus, the foundation building will slowly sink into the position that is shown in figure 7.

[0030] A figura 7 mostra uma fundação disposta no fundo do mar, com o tubo interno se estendendo para baixo dentro da massa, no interior da fundação. Um tubo condutor é adaptado através do tubo interno (140), conforme explicado acima.[0030] Figure 7 shows a foundation arranged on the seabed, with the inner tube extending downwards into the mass, inside the foundation. A conductive tube is adapted through the inner tube (140), as explained above.

[0031] A extensão dos elementos de tubo (e o diâmetro do tubo) são decididos pela exigência de verticalidade (ângulo com relação à vertical) do tubo condutor instalado, normalmente, inferior a 1,5-2,0 graus. Também, pela possibilidade de usar o próprio tubo interno como tubo condutor, dependendo da textura do solo ou quanto profundo a fundação de sucção é capaz de forçar o tubo para dentro do fundo do mar.[0031] The length of the tube elements (and the diameter of the tube) are decided by the verticality requirement (angle with respect to the vertical) of the installed conductor tube, normally less than 1.5-2.0 degrees. Also, due to the possibility of using the inner tube itself as a conductive tube, depending on the texture of the soil or how deep the suction foundation is able to force the tube into the seabed.

[0032] Referência particular é feita à figura 6, onde o tubo interno se estende para baixo por baixo da borda inferior da própria fundação de sucção. Quando essa fundação de sucção é colocada no lugar e o equipamento é abaixado através do tubo interno (140), isso irá resultar dentro da massa do fundo do mar, ainda mais abaixo da construção principal da fundação de sucção, que a manipulação que desse modo ocorre na massa do fundo do mar (15), não afete a massa superior na direção da superfície e não influencie a estabilidade da âncora de sucção de um modo negativo.[0032] Particular reference is made to figure 6, where the inner tube extends downward beneath the lower edge of the suction foundation itself. When this suction foundation is placed in place and the equipment is lowered through the inner tube (140), it will result within the mass of the seabed, even further below the main construction of the suction foundation, which the manipulation that thereby occurs in the seabed mass (15), does not affect the upper mass towards the surface and does not influence the stability of the suction anchor in a negative way.

[0033] A fundação de sucção pode apresentar diferentes seções transversais apropriadas, tais como, do tipo circular, quadrada, etc.[0033] The suction foundation can have different appropriate cross-sections, such as circular, square, etc.

[0034] O tubo interno (140) pode ser dirigido através da placa de topo (18), centralmente, conforme aqui mostrado, podendo também ser colocado através da placa (18) entre a área central e o perímetro externo da fundação.[0034] The inner tube (140) can be routed through the top plate (18), centrally, as shown here, and can also be placed through the plate (18) between the central area and the outer perimeter of the foundation.

[0035] De acordo com o primeiro aspecto, onde o tubo interno é mais curto ou menor do que a cobertura/saia externa da fundação, o comprimento do tubo interno é da ordem de 10-90% da extensão da saia (10), preferivelmente, 25-60%, mais preferivelmente, de 50%. De acordo ainda com outra modalidade preferida, o tubo interno apresenta uma extensão da ordem de 1 a 5 m, independentemente da extensão da cobertura/saia externa.[0035] According to the first aspect, where the inner tube is shorter or smaller than the outer cover/skirt of the foundation, the length of the inner tube is in the order of 10-90% of the length of the skirt (10), preferably 25-60%, more preferably 50%. According to yet another preferred embodiment, the internal tube has an extension of the order of 1 to 5 m, regardless of the extension of the external cover/skirt.

[0036] De acordo com o segundo aspecto, onde o tubo interno é maior do que a cobertura/saia externa da fundação, o comprimento do tubo interno é da ordem de acima de 100% e até 300% da extensão da saia (10), preferivelmente, 150 a 200%, mais preferivelmente, de 300%.[0036] According to the second aspect, where the inner tube is longer than the outer cover/skirt of the foundation, the length of the inner tube is in the order of above 100% and up to 300% of the length of the skirt (10) preferably 150 to 200%, more preferably 300%.

[0037] As âncoras de sucção ou âncoras de gravidade desse tipo, normalmente, apresentam um diâmetro de 5-10 metros, e uma altura (comprimento) de 5-10 metros.[0037] Suction anchors or gravity anchors of this type typically have a diameter of 5-10 meters, and a height (length) of 5-10 meters.

[0038] Mediante implementação da presente invenção, as seguintes vantagens, economias e possibilidades são obtidas - tanto com a instalação, como com a operação.[0038] By implementing the present invention, the following advantages, savings and possibilities are obtained - both with installation and operation.

[0039] Uma fundação de sucção (100) com um tubo integrado (140) pode ser sugada para baixo, sem uma vedação separada do tubo na forma de um tampo central, tampão ou elemento similar, como são dificultadas as soluções conhecidas que são mostradas na figura 1. A extensão mínima para se alcançar isso é mostrada, a princípio, na figura 3.[0039] A suction foundation (100) with an integrated tube (140) can be sucked downwards without a separate tube seal in the form of a central cap, plug or similar element, as are the known solutions shown. in figure 1. The minimum extension to achieve this is shown, in principle, in figure 3.

[0040] Quando a fundação tiver sido penetrada, com a ajuda de seu próprio peso, a abertura inferior do tubo (140) deve se dispor em contato com o solo ou massa (15) ou que a extremidade seja envolvida pelo solo, de modo que possa ser aplicada uma sucção através de (20)/(21), para retirada da água e lama formada, que podem se dispor acima da superfície da massa.[0040] When the foundation has been penetrated, with the help of its own weight, the lower opening of the tube (140) must be placed in contact with the soil or mass (15) or the end is surrounded by the soil, so that that suction can be applied through (20)/(21), to remove the water and mud formed, which may be located above the surface of the mass.

[0041] Uma fundação de sucção (100) com um tubo (140) que se estende, preferivelmente, para baixo, a partir da borda da saia (141) da fundação, ou mesmo, ainda com mais profundidade, apresenta a mesma capacidade de suportar cargas e resistir às instalações que uma fundação que é completamente vedada no topo. Essa capacidade de carregamento/vedação é mantida por todo o período em que o poço é estabelecido e operado.[0041] A suction foundation (100) with a tube (140) that extends, preferably, downwards, from the edge of the skirt (141) of the foundation, or even, even deeper, presents the same capacity of Withstand loads and withstand installations than a foundation that is completely sealed at the top. This loading/sealing capacity is maintained throughout the period the well is established and operated.

[0042] O furo central (22) pode ser mantido aberto durante todas as fases da instalação (montagem, abaixamento e penetração). Dessa forma, o furo (22) pode ser usado para insuflamento do ar e água deslocados internamente, sem ter que realizar operações submarinas, tais como, encaixe e remoção dos tampos e tampões.[0042] The central hole (22) can be kept open during all installation phases (assembly, lowering and penetration). In this way, the hole (22) can be used to inflate internally displaced air and water, without having to carry out underwater operations, such as fitting and removing caps and plugs.

[0043] O insuflamento central através de um tubo “curto”, ver a figura 3, contribui para a verticalidade seja mantida quando a fundação penetra com a ajuda de seu próprio peso. Um insuflamento central através de um tubo (140) que, preferivelmente, é terminado na borda da saia (141), contribui para que os movimentos verticais durante o abaixamento não provoquem um excesso de pressão ou um colchão de água sob a fundação (100), um pouco antes dela se dispor no fundo do mar (12). Tal colchão de água pode resultar em um posicionamento menos preciso e na inclinação da fundação.[0043] The central inflation through a “short” tube, see figure 3, helps maintain verticality when the foundation penetrates with the help of its own weight. A central inflation through a tube (140) which, preferably, is terminated at the edge of the skirt (141), helps to ensure that vertical movements during lowering do not cause excess pressure or a water cushion under the foundation (100). , just before it settled on the bottom of the sea (12). Such a waterbed may result in less accurate positioning and tilting of the foundation.

[0044] Um tubo interno estendido e integrado com “excesso” de extensão, conforme visto na figura 5, irá funcionar como um guia para a fundação durante a penetração inicial, quando a verticalidade é consolidada, e antes de a sucção começar. Desse modo, a verticalidade pode ser também estabelecida e consolidada antes que a saia da fundação penetre no fundo do mar. Portanto, será também mais fácil o reposicionamento da fundação, até que a desejada verticalidade seja obtida. Após a instalação do tubo condutor, a fundação pode ser submetida a um excesso de pressão, para forças o topo da âncora para fora do fundo do mar, até que um permanente contato no ponto de suspensão do tubo condutor seja garantido e verificado (ver a figura 7). Isso é particularmente importante, caso não seja possível direcionar o tubo condutor para um contato completo, ou como alternativa, deslizar ou colocar em cunhas. Isto requer que o tubo condutor seja primeiramente colocado sob tensão, por exemplo, com cabos de tração, a partir da superfície. Ao invés disso, a fundação pode ser forçada para cima, em um movimento controlado com um excesso de pressão. Mediante um tubo que se adere sob o topo da fundação e desce para dentro do solo, isso pode ser realizado sem a necessidade de primeiro vedar a abertura entre o furo central e o tubo condutor. Para tal fim, o tubo pode ser realmente mais curto do que a mínima extensão que é mostrada, principalmente, na figura 3. Embora esse ajuste vertical da fundação leve a uma maior quantidade de água sob o topo da fundação, a vedação que o tubo mantém irá garantir a capacidade carregamento com ajustes relativamente pequenos.[0044] An extended and integrated inner tube with “excess” extension, as seen in figure 5, will act as a guide for the foundation during initial penetration, when verticality is consolidated, and before suction begins. In this way, verticality can also be established and consolidated before the foundation skirt penetrates the seabed. Therefore, it will also be easier to reposition the foundation, until the desired verticality is obtained. After installation of the conductor tube, the foundation may be subjected to excess pressure to force the top of the anchor away from the seabed until permanent contact at the suspension point of the conductor tube is secured and verified (see figure 7). This is particularly important if it is not possible to direct the conductive tube into full contact, or alternatively, slide or wedge it. This requires that the conductive tube is first placed under tension, for example with pull cables, from the surface. Instead, the foundation can be forced upward in a controlled movement with excess pressure. By means of a tube that adheres under the top of the foundation and descends into the ground, this can be accomplished without the need to first seal the opening between the central hole and the conductor tube. For this purpose, the pipe can actually be shorter than the minimum length shown mainly in figure 3. Although this vertical adjustment of the foundation leads to a greater amount of water under the top of the foundation, the seal that the pipe maintains will ensure charging capacity with relatively small adjustments.

[0045] Ao realizar a mesma operação conforme descrito no parágrafo anterior, o tubo condutor pode ser colocado sob tensão, se outras condições no poço exigirem.[0045] When performing the same operation as described in the previous paragraph, the conductor tube can be placed under tension if other conditions in the well require it.

[0046] Nas situações em que o fundo do mar e, desse modo, a fundação, pode afundar no decorrer do tempo, devido à saída de fluido/drenagem do reservatório subjacente (poço de hidrocarboneto), será possível para a fundação manter e reiniciar a sua função mediante realização da mesma operação que aquela descrita acima.[0046] In situations where the seabed, and thereby the foundation, may sink over time due to fluid outflow/drainage from the underlying reservoir (hydrocarbon well), it will be possible for the foundation to maintain and restart its function by carrying out the same operation as that described above.

[0047] Para um poço em que o tubo condutor é fechado em relação à fundação e numa situação em que um afundamento no fundo do mar faz com que a fundação transfira seu peso e resistência para tracionamento do tubo condutor, o aumento de carga axial no sistema de tubo condutor/revestimento pode ser controlado/eliminado mediante realização da mesma operação que aquela descrita acima.[0047] For a well in which the conductor tube is closed in relation to the foundation and in a situation in which a sinking into the seabed causes the foundation to transfer its weight and resistance to the tension of the conductor tube, the increase in axial load in the conductor tube/casing system can be controlled/eliminated by carrying out the same operation as that described above.

[0048] Um tubo interno que, preferivelmente, se estende para baixo da borda da saia da fundação ou além da mesma, irá, durante a perfuração ou fundição ou colocação das estacas do furo condutor, evitar que a fundição ou colocação das estacas da fundação sejam minadas ou sejam deslocadas do solo interno.[0048] An inner tube which preferably extends below the edge of the foundation skirt or beyond it will, during drilling or casting or placing the driver hole piles, prevent the casting or placing of the foundation piles. are undermined or displaced from internal soil.

[0049] Um tubo estendido (ver a figura 5) que penetra suficientemente de modo profundo ou que proporciona um satisfatório contato com o solo pode substituir um tubo condutor padrão/tradicional. Um tubo de revestimento de 20” (com o BOP em mm) pode ser diretamente suspenso na fundação ou ser fundido ao tubo interno permanente.[0049] An extended tube (see figure 5) that penetrates sufficiently deeply or that provides satisfactory contact with the ground can replace a standard/traditional conductive tube. A 20” casing pipe (with BOP in mm) can be directly suspended from the foundation or fused to the permanent inner pipe.

[0050] Antes da instalação, o tubo interno pode ser hermeticamente tampado na extremidade inferior, de modo que nesse caso, se possível, ele pode compactar o solo envolvente. Um tubo fechado desse modo pode ser mais fácil de ser dirigido para baixo (sugado para baixo) do que um tubo aberto, pelo fato de que o atrito interno contribui para resistir à penetração.[0050] Before installation, the inner tube can be hermetically capped at the lower end, so that in this case, if possible, it can compact the surrounding soil. A pipe closed in this way may be easier to drive down (suck down) than an open pipe, due to the fact that internal friction helps to resist penetration.

[0051] Antes da instalação, o tubo interno pode ser hermeticamente tampado na sua extremidade inferior, de modo que seja possível instalar um poço aberto, disposto livre do solo, desse modo, simplificando a instalação do tubo condutor ou primeiro tubo de revestimento.[0051] Before installation, the inner tube can be hermetically capped at its lower end, so that it is possible to install an open well, arranged free from the ground, thereby simplifying the installation of the conductor tube or first casing tube.

[0052] Para o estabelecimento de um poço sísmico, o tubo interno pode ser hermeticamente tampado na sua extremidade inferior, de modo que será possível estabelecer um poço aberto, no qual um recurso sísmico pode ser colocado no fundo do tubo. Tal posicionamento irá resultar em uma conexão profunda e forte com o meio subterrâneo, que deve ser examinado com a ajuda de formação de imagem sísmica. Ao mesmo tempo, o tubo irá proporcionar uma fundação bastante estável para o próprio recurso, que, desse modo, poderá ser instalada sem quaisquer substanciais limitações de tamanho/capacidade.[0052] To establish a seismic well, the inner tube can be hermetically capped at its lower end, so that it will be possible to establish an open well, in which a seismic resource can be placed at the bottom of the tube. Such positioning will result in a deep and strong connection with the subsurface environment, which must be examined with the help of seismic imaging. At the same time, the pipe will provide a very stable foundation for the feature itself, which can therefore be installed without any substantial size/capacity limitations.

[0053] As características da invenção descritas nos últimos dois parágrafos oferecem a possibilidade de estabelecer um poço geotécnico em uma formação subterrânea, com hidrocarbonetos ou com bolsões de gás, a partir de um vaso de perfuração geotécnico padrão. Para tal finalidade, o grau de vedação em volta do tubo interno pode ser combinado com um BOP (Blowout Preventer - preventor de erupção) relativamente leve.[0053] The characteristics of the invention described in the last two paragraphs offer the possibility of establishing a geotechnical well in an underground formation, with hydrocarbons or with gas pockets, from a standard geotechnical drilling vessel. For this purpose, the degree of seal around the inner tube can be combined with a relatively light BOP (Blowout Preventer).

Claims

1. Device for supporting equipment on the seabed (12), comprising a downwardly open foundation (10) adapted for subsidence on the seabed (12) comprising a skirt-shaped construction (100) and a plate (18) , and a tube (140) projecting downwardly from said plate (18), characterized in that said tube (140) is permanently fitted to said plate (18), the extension of said tube (140) is smaller than the length of said skirt-shaped construction (100), and whose tube (140) is open at least at its upper end.

2. Device according to claim 1, characterized by the fact that said tube (140) is open at both ends.

3. Device according to claim 1, characterized by the fact that said tube (140) is open at its upper end and closed at its lower end.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that said tube (140) extends downwardly from said plate (18) with an extension of the order of 10-90% of the extension of the skirt-shaped construction (100).

5. Device according to claim 4, characterized in that said tube (140) extends downwardly from said plate (18) with an extension of the order of 25-60% of the extension of the construction in the form of a exit (100).

6. Device according to claim 5, characterized in that said tube (140) extends downwardly from said plate (18) with an extension of the order of 50% of the extension of the skirt-shaped construction ( 100).

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized by the fact that said skirt-shaped construction (100) has a circular section.

8. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized by the fact that said skirt-shaped construction (100) has a square section.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that said tube (140) is centrally mounted on said plate (18).

10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said foundation (10) has an opening through which seawater can be pumped.

11. Device according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that a coating extends inside said tube (140).