BRPI1104364B1

BRPI1104364B1 - método para acionar um riser e montagem de riser

Info

Publication number: BRPI1104364B1
Application number: BRPI1104364-4A
Authority: BR
Inventors: Stephen P. Fenton; Ian Calder; Robert Lee; Stewart Christie
Original assignee: Vetco Gray, Inc.
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2020-04-07
Also published as: GB2486520B; NO20111412A1; US20120103622A1; BRPI1104364A2; CN102562009A; GB2486520A; SG180141A1; NO344733B1; GB201118749D0; US8657012B2; MY154521A; AU2011239287A1; CN102562009B

Abstract

método para acionar um riser e montagem de riser. um riser 10 para uso em operações submarinas que é posto em repouso e acionado conforme necessário sobre cabeças de poço 38 dispostas próximas onde o riser 10 está em repouso. uma base 12 ancorada no solo marinho 14 fornece um pedestal para repousar o riser 10. o riser 10 emite um sinal de sinalização 32 de forma que possa ser localizado quando necessário. quando em repouso, o riser 10 pode ser mantido em uma orientação vertical por um módulo de flutuação 28 montado sobre uma porção superior do riser 10. um barco de trabalho 44, ou outra embarcação, se prende ao riser em repouso 10 e o posiciona sobre uma cabeça de poço designada 38. uma extensão 48 conecta o riser 10 a uma plataforma 52 ou outra embarcação acima da superfície marítima 46

Description

“MÉTODO PARA ACIONAR UM RISER E MONTAGEM DE RISER” Campo da Invenção [001] Esta invenção se refere em gera à produção de poços de óleo e gás e em particular a um dispositivo e método para acionar um riser submarino. Mais particularmente, a presente invenção se refere a repousar um riser submarino e mover o riser para uma cabeça de poço adjacente para operações em cabeça de poço.

Antecedentes Da Invenção [002] Os risers submarinos são membros tubulares que se estendem a partir da superfície marinha até o solo marinho. Uma opção quando se envolve uma coluna de perfuração durante a perfuração de um poço submarino, um riser tipicamente se estende entre uma plataforma de perfuração para uma cabeça de poço submarina montado sobre o solo marinho. O riser normalmente permanece acoplado à cabeça de poço submarina até após o poço ser completado. Os fluidos produzidos a partir do poço de forma geral fluem da cabeça de poço em uma linha de fluxo que descarrega em um coletor conectado às linhas de fluxo de outras cabeças de poço. Os fluidos que convergem no coletor são entregues para acima da superfície marinha por meio de uma linha de fluxo principal. Com o tempo, um poço produtor tipicamente passa por manutenção ou procedimentos de restauração que requerem que o riser seja reconectado à cabeça de poço, isto é normalmente um diâmetro menor que pode agir como um conduto para fluidos de boca de poço durante a testagem de poço ou um conduto para ferramentas e medidores etc durante as operações de restauração de poço, de forma que o poço possa ser acessado de cima da superfície marítima. Durante tais procedimentos de manutenção, o riser pode ser conectado à plataforma de perfuração ou a uma embarcação na superfície em sua extremidade superior. Em ambos os casos, o riser é reacionado a partir de um local de

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2/8 armazenamento ou instalação de produção e transportado para a cabeça de poço que está em manutenção, que é uma etapa custosa e que consome tempo.

Descrição Da Invenção [003] É revelado na presente invenção um aparelho e método para operações submarinas. Em um exemplo, um método para acionar um riser é revelado incluindo inicialmente pôr o riser em funcionamento a partir de uma embarcação convencional, plataforma de perfuração móvel, ou outro local. Em uma realização de exemplo, o riser incorpora flutuação de forma que possa ser movido de uma dada localização ou local de poço para outro local de poço ou localização. Além disso, o riser pode ser posto em repouso submerso por um período de tempo então movendo e montando o riser sobre uma cabeça de poço. Uma extremidade superior do riser pode ser então acoplada a uma instalação acima da superfície marítima e a cabeça de poço pode ser acessada de cima da superfície marítima através do riser. O método pode opcionalmente incluir fornecer um apoio de riser sobre o solo marinho em que o riser repousa. Em um exemplo alternativo, uma seção do riser pode ser presa à extremidade superior do riser. Em outra realização alternativa, uma sinalização pode ser emitida a partir do riser em repouso de forma que o riser possa ser localizado submerso. Alternativamente, o riser pode ser posto em repouso sobre uma cabeça de poço submarina. Um módulo de flutuação opcional pode ser adicionado sobre o riser para manter o riser em uma orientação substancialmente vertical. As etapas de mover o riser de uma localização de repouso para uma cabeça de poço pode ser repetida.

[004] É ainda revelada uma montagem de riser que inclui um conjunto de apoio de riser no solo marinho e espaçada a parte de uma boca de poço próximo. A montagem de riser inclui uma seção de riser que tem uma extremidade inferior seletivamente em repouso sobre o suporte de a riser e

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3/8 seletivamente encaixável com uma cabeça de poço submarina posicionada sobre a boca de poço. Uma extensão do riser pode seletivamente se conectar entre uma extremidade superior da seção do riser e uma embarcação no nível do mar, de forma que quando a seção do riser estiver encaixada com a cabeça de poço e a extensão do riser estiver conectada à seção do riser, a cabeça de poço esteja acessível através da seção do riser e extensão do riser a partir da embarcação. Uma sinalização pode estar incluída na seção do riser.

Opcionalmente, um módulo de flutuação pode ser fornecido sobre a seção do riser que tem uma câmara que seletivamente contém um gás.

Breve Descrição Dos Desenhos [005] A Figura 1 é uma vista esquemática lateral de uma realização de um riser de exploração/produção submarino em concordância com a presente revelação.

[006] A Figura 2 é uma vista esquemática lateral do riser da Figura 1 sendo movido de uma posição de repouso para uma posição acionada.

[007] A Figura 3 é uma vista esquemática lateral de uma realização de exemplo do riser da Figura 2 em uma posição acionada.

Descrição de Realizações da Invenção [008] O aparelho e método da presente revelação serão agora descritos mais completamente doravante com referência aos desenhos anexos em que as realizações são mostradas. Este assunto da presente revelação pode ser, no entanto, modalizado de muitas formas diferentes e não deve ser interpretado como limitado às realizações ilustradas definidas na presente invenção; ao invés disso, essas realizações são fornecidas de forma que esta revelação será acabada e completa, e transmitirá completamente o escopo da invenção àqueles versados na técnica. Números similares se referem a elementos similares por todo este. Para conveniência na referência às figuras

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4/8 anexas, os termos direcionais são usados para referência e ilustração somente. Por exemplo, os termos direcionais tais como superior, inferior, acima, abaixo, e similares estão sendo usados para ilustrar uma localização relacional.

[009] Deve-se entender que o assunto da presente revelação não é limitado aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos ou realizações mostrados e descritos, já que modificações e equivalentes serão aparentes para um versado na técnica. Nos desenhos e relatório descritivo, foram reveladas realizações ilustrativas do assunto da revelação e, embora termos específicos sejam empregados, estes são suados em um sentido genérico e descritivo somente e não para fins de limitação. Da mesma forma, o assunto da revelação é então limitado somente pelo escopo das reivindicações anexas.

[010] Referindo-se agora Figura 1, uma realização de exemplo de uma porção de uma montagem de riser 10 é mostrada em uma vista lateral. A montagem de riser 10 é mostrada em repouso em um apoio de riser 12 que ancora no solo marinho 14. Na realização da Figura 1, o apoio de riser 12 é mostrado feito de uma base planar 16 que se encontra sobre o solo marinho 14 e um pedestal substancialmente cilíndrico 18 que se projeta para cima a partir da base 16. Em uma realização opcional, o pedestal 18 é desenhado substancialmente similar a um mandril tipicamente encontrado em uma extremidade superior de uma montagem de cabeça de poço. Um pino de âncora 20 é mostrado em um esboço tracejado que se estende no solo marinho 14 para afixar o apoio de riser 12 no lugar e fornecer um suporte estável sobre o qual a montagem de riser 10 pode ser posta em repouso. O solo marinho 14 ditará o desenho da base 16 e do pino de âncora 20, quando o solo marinho 14 é considerado macio, bordas (não mostradas) podem ser adicionadas para suporte adicional que se estende da base 16 e no solo

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5/8 marinho 14. No exemplo da Figura 1,a montagem de riser 10 é feita primariamente de uma montagem tubular e é mostrada tendo um componente de riser inferior 22 em sua extremidade mais inferior. É mostrado coaxialmente e adjacente ao componente de riser inferior 22 um componente de desconexão de emergência 24. Um corpo de riser tubular alongado 26 é mostrado montado sobre uma extremidade superior do componente de desconexão de emergência (EDP) 24. Os conectores podem estar incluídos dentro do EDP 24 que segura a montagem de riser 10 ao pedestal 18. Assim em um uso de exemplo da montagem de riser 10, o apoio de riser 12 está definido dentro do solo marinho 14 especificamente para fornecer uma fixação em que a montagem de riser 10 pode ser posta em repouso por um período de tempo antes de ser empregado para uso com operações de boca de poço. A montagem de riser 10 pode ser configurada de forma que sua extremidade superior esteja de forma segura abaixo do calado de navios e fora do caminho de embarcações marítimas. Em uma realização de exemplo, as duas ou três juntas mais superiores do riser de um riser tipicamente dimensionado poderiam ser removidas para evitar tráfego de navio. Em uma realização alternativa da montagem de riser 10 no entanto, ao menos parte da montagem de riser 10 pode estar acima da superfície marítima.

[011] Um módulo de flutuação 28 é ainda mostrado fornecido com a montagem de riser 10 sobre uma porção do corpo do riser 26. O módulo de flutuação 28 é para manter a montagem de riser 10 em uma orientação substancialmente vertical enquanto está na posição de repouso, e pode incluir substância que têm uma densidade inferior à densidade a água do mar. No exemplo da Figure 1, uma câmara 30, mostrada em esboço tracejado, é fornecida dentro do módulo de flutuação 28. Alternativamente, o módulo de flutuação 28 pode conter múltiplas câmaras 30 ou ser completamente ou parcialmente preenchido com substâncias tais como espuma ou constituintes

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6/8 que têm densidades menores que da água do mar. Enquanto em repouso, deve ser tomado cuidado enquanto se gira o módulo de flutuação 28 de forma que a força para cima exercida pelo módulo de flutuação 28 sobre a montagem de riser 10 seja suficiente para manter a montagem de riser 10 vertical, enquanto não puxa o apoio de riser 12 do solo marinho 14. De forma que a montagem de riser 10 possa ser localizada enquanto submersa e após ter sido repousada por um período de tempo, uma sinalização 32 é mostrada emitindo um sinal ou sinais. Os sinais, em uma realização de exemplo, podem ser um sinal único contínuo ou sinais discretos que são usados para localizar a montagem de riser 10.

[012] São ilustradas na Figura 1 montagens de cabeça de poço 34 sobre o solo marinho 14 e em uma localização próxima ao apoio de riser 12. As linhas de fluxo 36 presas às montagens de cabeça de poço 34 e são encanadas ao longo do solo marinho 14 para um coletor 38. O fluido de produção das bocas de poço 40 debaixo das montagens de cabeça de poço 34 é direcionado para instalação de produção através das linhas de fluxo 36 do coletor 38. O acionamento inicial da montagem de riser 10 pode ser a partir de uma plataforma de perfuração ou outra embarcação adequada. Alternativamente, o acionamento inicial pode ser rebocado por uma embarcação menor de oportunidade, em seções de nominalmente 150 a 300m ou mais (com um quadro de acionamento adequado e suportes de flutuação) e completamente montado in situ com suporte ROV da mesma embarcação que é também então usada para efetuar operações de intervenção, sem a necessidade, por exemplo, de uma torre de perfuração ou manipulação.

[013] É mostrado na Figura 2 um exemplo do barco de trabalho 44 na superfície marítima 46 que transporta a montagem de riser 10A do apoio de riser 12 e em direção a uma das montagens de cabeça de poço 34. Neste exemplo, uma extensão ou seção do riser tubular 48 é

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7/8 presa à extremidade superior do corpo do riser 26 em que, a extensão do riser 48 é suspensa a partir de uma linha 49 dependendo do barco de trabalho 44. Opcionalmente, a linha 49 pode depender de uma embarcação outra que não um barco de trabalho 44. Em uma alternativa, a linha 49 pode se prender diretamente à extremidade superior do corpo do riser 26. No exemplo da Figura 2, uma junta de conexão 50 fornece conexão entre o corpo do riser 26 e a extensão do riser 48. Em uma realização de exemplo, a junta de conexão 50 é uma junta do tensionador de riser. Um exemplo de uma junta do tensionador é descrito em Fraser, Jr., et al., Patente N° U.S. 6.017.168, que é designada ao cessionário do presente pedido.

[014] Referindo-se agora à Figura 3, a montagem de riser 10A é mostrada tendo sido presa a e acionada sobre uma montagem de cabeça de poço 34. A montagem de riser 10A se estende para cima a partir da montagem de cabeça de poço 34 através do mar e se prende sem sua extremidade superior a uma plataforma 52 mostrada acima da superfície marítima 46. A plataforma 52 pode ser qualquer barco ou embarcação para conduzir operação submarina tal como uma unidade de perfuração móvel (MODU), embarcação de intervenção, instalação de produção flutuante, navio, e similares. Conforme discutido acima, a montagem de riser 10 pode ser configurada de forma que esteja a uma distancia definida abaixo da superfície marítima e abaixo do calado de navios que passam. Para tais realizações, a extensão do riser 48 poderia suprir a diferença na distância entre a montagem de riser 10 da Figura 1 e a montagem de riser 10A da Figura 3. Também conforme discutido acima, a distância da extremidade superior da montagem de riser 10 e a superfície marítima pode ser aproximadamente 30,48 metros (100 pés), o que significa que a extensão do riser 48 pode incluir cerca de duas a três juntas de riser.

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8/8 [015] Uma válvula 54 é mostrada em um tubo que se estende da montagem de cabeça de poço 34 na linha de fluxo 36. Quando se acessa a cabeça de poço 34 e a boca de poço 40, a válvula 54 pode ser fechada, assim isolando a linha de fluxo 36 e o coletor 38 das operações da boca de poço. É também ilustrada na Figura 3 uma conexão de carga 56 para seletivamente fornecer gás ou outras substancias para dentro do módulo de flutuação 28. Em um exemplo de uso, um veículo remotamente operado (ROV) 58 é mostrado submerso que pode ser uado para carregar o módulo de flutuação 28 enquanto este está debaixo da superfície marítima 46. Carregar o módulo de flutuação 28 pode ser requerido para tensão da montagem de riser 10A enquanto está é montada sobre a montagem de cabeça de poço 34. O gás recarregado pode ser fornecido com ROV 58, a partir de uma linha (não mostrada) acionada de cima da superfície marítima, ou a partir de uma embarcação (não mostrada) enviada submersa com o ROV 58.

[016] Após completar as operações através da montagem de riser 10A entre a plataforma 52 e a montagem de cabeça de poço 34 e/ou a boca de poço 40, a montagem de riser 10A pode ser removida da montagem de cabeça de poço 34. A montagem de riser 10A pode ser então movida para outra montagem de cabeça de poço ou retornada para o apoio de riser 12 conforme ilustrado na Figura 2. Mediante ou previamente a ser retornada para o apoio de riser 12, a extensão tubular do riser 48 pode ser opcionalmente removida da montagem de riser 10A. Cada realização da montagem de riser 10, 10A pode ser repousada por um período indefinido de tempo para retransporte e uso posterior.

[017] Apesar de a invenção ter sido mostrada ou descrita em somente algumas de suas formas, deve-se perceptível por aqueles versados na técnica que esta não é assim limitada, mas é suscetível a várias alterações sem afastamento do escopo da invenção.

Claims

Reivindicações

1. MÉTODO PARA ACIONAR UM RISER (10) caracterizado por compreender:

(a) repousar uma porção inferior de riser (26) submersa por um período de tempo sobre um apoio de riser (12) estabelecido no solo marinho (14) e espaçado próximo a uma cabeça de poço (38);

(b) mover a porção inferior do riser (26) da posição de repouso para a cabeça de poço (38);

(c) montar uma extremidade inferior (22) da porção inferior do riser (26) sobre a cabeça de poço (38);

(d) completar um comprimento completo do riser (10A) conectando uma extensão do riser (48) sobre uma extremidade superior da seção inferior do riser (26);

(e) acoplar uma extremidade superior do riser (10A) a uma instalação (52) acima da superfície marítima (46); e (f) acessar a cabeça de poço (38) de cima da superfície marítima (46) através do comprimento completo do riser (10A);

(g) desacoplar a extensão do riser (48) da instalação (52);

(h) desconectar a extensão do riser (48) da seção inferior do riser (26);

(i) retornar a seção inferior do riser (26) à posição de repouso;

(j) emitir uma sinalização (32) a partir da porção inferior do riser (26) da etapa (a) de forma que a porção inferior do riser (26) possa ser localizada submersa; e (k) mover a seção inferior do riser (26) da posição de repouso a uma cabeça de poço que é diferente da cabeça de poço (38) da etapa (b).
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa (a), a extremidade superior da porção inferior do riser (26) está

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2/5 abaixo do calado de uma embarcação que navega sobre a superfície marítima (46).
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o riser (10) que está em repouso na etapa (a) ter um comprimento menor que uma profundidade do mar onde o riser (10) repousa.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a etapa (d) compreender ainda conectar uma seção do riser (48) à extremidade superior da porção inferior do riser (26), a seção do riser (48) tendo um comprimento menor que um comprimento da porção inferior do riser (26).
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cabeça de poço compreender uma primeira cabeça de poço, e a porção inferior do riser (26) está em repouso sobre uma segunda cabeça de poço (38) localizada submersa.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por fornecer um módulo de flutuação (28) sobre a porção inferior do riser (26) para manter o riser (10) em uma orientação substancialmente vertical.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por remover a porção inferior do riser (26) da cabeça de poço (38) e repetir as etapas (a) a (f).
8. MÉTODO, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por o apoio de riser (12) compreender um pedestal que se projeta para cima a partir do solo marinho e está em repouso em uma localização próxima à cabeça de poço (38) e uma pluralidade de cabeças de poço adicionais (34) e sendo que um conector sozinho segura a porção inferior do riser (26) ao pedestal.
9. MONTAGEM DE RISER (10), caracterizado por compreender:

um apoio de riser (12) estabelecido no solo marinho (14) e

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3/5 espaçado a parte de uma boca de poço próxima (40);

uma seção inferior do riser (26) que tem uma extremidade inferior a (22) seletivamente em repouso sobre o apoio de riser (12) e seletivamente encaixável com uma cabeça de poço submarina (38) posicionada sobre a boca de poço (40);

um conector sobre a extremidade inferior (22) da porção inferior do riser (26) que está encaixado de modo seletivo com o apoio de riser (12) para segurar a porção inferior do riser (26) ao apoio de riser (12), e que está em encaixado de modo seletivo à cabeça de poço (38) submersa posicionada sobre a boca de poço (40) para segurar a porção inferior do riser (26) à boca de poço (40) submersa;

uma sinalização (32) montada sobre a porção inferior do riser (26) de forma que a porção inferior do riser (26) possa ser localizada submersa; e uma extensão do riser (48) seletivamente conectada entre uma extremidade superior da porção inferior do riser (26) e uma embarcação (52) no nível do mar (46), de forma que quando a seção inferior do riser (26) é encaixada com a cabeça de poço (38) e a extensão do riser (48) é conectada à seção inferior do riser (26), a cabeça de poço (38) é acessível através da seção inferior do riser (26) e a extensão do riser (48) a partir da embarcação (52).
10. MONTAGEM DE RISER, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por um módulo de flutuação (28) fornecido sobre a seção inferior do riser (26) que tem uma câmara (30) que contém seletivamente um gás.
11. MONTAGEM DE RISER, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por uma conexão de carga na câmara (30) para conduzir gás para a câmara (30).
12. MONTAGEM DE RISER, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por uma junta do tensionador de riser (50) sobre a extremidade superior da seção do riser que está onde a extensão do riser (48) se conecta à

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4/5 seção do riser.
13. MONTAGEM DE RISER, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por um componente de desconexão de emergência (24) e um componente de riser inferior (22) fornecidos sobre a seção inferior do riser (26).
14. MÉTODO PARA ACIONAR UM RISER (10) caracterizado por compreender:

(a) fornecer um riser (10) que tem uma extremidade inferior (26) com um componente de desconexão de emergência (24) e um componente de riser inferior (22);

(b) repousar o riser (10) submerso por um período de tempo sobre um apoio de riser (12) estabelecido no solo marinho (14) e espaçado próximo a uma cabeça de poço (38);

(c) emitir uma sinalização (32) a partir do riser em repouso (10);

(d) localizar o riser usando a sinalização (32);

(e) mover o riser (10) da posição em repouso para a cabeça de poço (38);

(f) montar uma extremidade inferior do riser (10) sobre a cabeça de poço (38);

(g) completar um comprimento total do riser (10A) adicionando uma extensão (48) a uma extremidade superior do riser (10);

(h) acoplar uma extremidade superior do riser a uma instalação (52) acima da superfície marítima (46); e (i) acessar a cabeça de poço (38) de cima da superfície marítima (46) através do comprimento total do riser (10A).
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender adicionalmente fornecer um módulo de flutuação (28) sobre o riser (10) que compreende uma câmara (30), uma conexão de carga na câmara para conduzir gás para a câmara (30), o método ainda compreendendo

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5/5 carregar o módulo de flutuação (28) com gás.
16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o módulo de flutuação (28) ser carregado após a etapa (e).
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender adicionalmente fornecer um módulo de flutuação e sendo que a extensão (48) é acoplada acima do módulo de flutuação (28).
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por hidraulicamente fixar a extremidade inferior do riser (10) ao apoio de riser (12).
19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a etapa (a) ser para rebocar seções do riser (10) ao longo da superfície marítima (46) e montar as seções in situ com um veículo remotamente operado (58).