BR112017015292B1 - Motor de superfície, sistema de acionamento superior modular e método para a operação de um sistema de acionamento superior modular - Google Patents

Abstract

MOTOR DE SUPERFÍCIE, SISTEMA DE ACIONAMENTO SUPERIOR MODULAR E MÉTODO PARA A OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE ACIONAMENTO SUPERIOR MODULAR. Um sistema de acionamento superior modular para a construção de uma abertura de poço inclui uma unidade de motor. A unidade de motor inclui: um corpo de acionamento; um motor de acionamento tendo um estator conectado ao corpo de acionamento; um carro para conectar o corpo de acionamento a um trilho de uma plataforma de perfuração; e um anel de acionamento torsionalmente conectado a um rotor do motor de acionamento e tendo um perfil de travamento para seletivamente conectar um dos: uma unidade de perfuração, uma unidade de alojamento e uma unidade de cimentação a unidade de motor.

Description

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

[001] De uma maneira geral, a presente invenção refere-se a um sistema de acionamento superior modular.

Descrição da Técnica Correlacionada

[002] Uma abertura de poço é formada para acessar formações contendo hidrocarboneto (por exemplo, óleo bruto e/ou gás natural) ou para a geração de energia geotérmica por intermédio do uso de perfuração. A perfuração é realizada por intermédio da utilização de uma broca de perfuração que é montada sobre a extremidade de uma coluna de perfuração. Para perfurar no interior de uma abertura de poço até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração é frequentemente rotada por intermédio de um motor de superfície em uma plataforma de superfície. Depois da perfuração até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração e a broca de perfuração são removidas e uma seção de revestimento é abaixada na abertura de poço. Uma coroa anular é assim formada entre a coluna de revestimento e a formação. A coluna de revestimento é pendurada a partir do cabeçote de poço. Uma operação de cimentação é então conduzida com o objetivo de encher a coroa anular com cimento. A coluna de revestimento é cimentada na abertura de poço por intermédio da circulação de cimento na coroa anular definida entre a parede externa do revestimento e o orifício de poço. A combinação de cimento e de revestimento fortalece a abertura de poço e facilita o isolamento de certas áreas da formação por trás do revestimento para a produção de hidrocarboneto.

[003] Os motores de superfície são equipados com um motor para rotar a coluna de perfuração. O eixo oco do motor de superfície é tipicamente rosqueado para a conexão a uma extremidade superior do tubo de perfuração com o objetivo de transmitir torque para a coluna de perfuração. O motor de superfície também pode ter vários acessórios para facilitar a perfuração. Para adaptar às colunas de revestimento maiores, os acessórios de perfuração são removidos a partir do motor de superfície e um cabeçote de amarração é adicionado ao motor de superfície. O cabeçote de amarração tem um adaptador rosqueado para a conexão com o eixo oco e amarraduras para o engate com uma extremidade superior da coluna de revestimento. Esta mudança/desvio/movimento do motor de superfície entre os modos de perfuração e revestimento consume muito tempo e é perigosa requerendo com que o pessoal da plataforma trabalhe em alturas. A conexão rosqueada entre o eixo oco e o cabeçote de amarração também limita de forma desnecessária a capacidade de carga do motor de superfície no modo de revestimento. Sumário da Invenção

[004] Geralmente, a presente invenção refere-se a um sistema de acionamento superior modular. Uma realização proporciona um motor de superfície compreendendo um corpo de acionamento, um motor de acionamento, em que um estator do motor de acionamento está conectado ao corpo de acionamento, e um anel de acionamento torsionalmente acoplado a um rotor do motor de acionamento, em que o anel de acionamento tem um perfil de travamento interno para seletivamente receber uma ferramenta.

[005] Outra realização proporciona um sistema de acionamento superior modular compreendendo uma unidade de motor, uma estrutura e uma unidade de manipulação. A unidade de motor inclui um corpo de acionamento, um motor de acionamento em que um estator do motor de acionamento está conectado ao corpo de acionamento, e um anel de acionamento torsionalmente acoplado a um rotor do motor de acionamento, em que o anel de acionamento tem um perfil de travamento interno para seletivamente receber uma ferramenta. A estrutura inclui um local de armazenamento para receber a ferramenta. A unidade de manipulação recupera a ferramenta a partir da prateleira/estante e libera a ferramenta para a unidade de acionamento.

[006] Outra realização proporciona um método para a operação de um sistema de acionamento superior modular. O método inclui o alinhamento de um perfil de travamento de uma ferramenta com um perfil de travamento interno formado sobre um anel de acionamento de uma unidade de motor, a inserção da ferramenta na unidade de motor, e o engate do perfil de travamento para conectar a ferramenta a unidade de motor.

[007] Em uma realização, um sistema de acionamento superior modular para a construção de uma abertura de poço inclui uma unidade de motor. A unidade de motor inclui: um corpo de acionamento, um motor de acionamento tendo um estator conectado ao corpo de acionamento; um carro para a conexão do corpo de acionamento a um trilho de uma plataforma de perfuração; e um anel de acionamento torsionalmente conectado a um rotor do motor de acionamento e tendo um perfil de travamento para seletivamente conectar um dos: unidade de perfuração, uma unidade de alojamento, e uma unidade de cimentação a unidade de motor.

[008] Em outra realização, um método para a operação de um sistema de acionamento superior modular inclui: a recuperação de uma unidade de perfuração a partir de uma unidade de prateleira/estante; a elevação da unidade de perfuração recuperada até o ou acima do piso da plataforma; a liberação da unidade de perfuração recuperada a unidade de motor conectada a um trilho da plataforma de perfuração. O alinhamento de um perfil de travamento da unidade de motor com um perfil de travamento da unidade de perfuração; a inserção da unidade de perfuração na unidade de motor; e o engate do perfil de travamento, desta forma conectando a unidade de perfuração a unidade de motor. Breve Descrição dos Desenhos

[009] Para que da maneira pela qual as características aqui acima mencionadas da presente invenção sejam compreendidas em detalhes, uma descrição mais particular da invenção, aqui acima brevemente sumarizada, pode ser conseguida por intermédio da referência as realizações, algumas das quais são ilustradas nos desenhos apensados. Todavia, deve ser aqui observado e notado que os desenhos apensados ilustram apenas realizações típicas desta invenção e, portanto, não devem ser consideradas como algo limitante do seu escopo, uma vez que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficientes. Nos desenhos:

[010] a Figura 1A ilustra um sistema de acionamento superior modular, de acordo com uma realização da presente invenção. A Figura 1B ilustra uma unidade de prateleira/estante de o motor de acionamento modular;

[011] a Figura 2A ilustra uma unidade de motor de o sistema de acionamento superior modular. A Figura 2B ilustra uma unidade de perfuração de o sistema de acionamento superior modular. A Figura 2C ilustra uma unidade de alojamento de o sistema de acionamento superior modular. A Figura 2D ilustra uma unidade de cimentação do sistema de acionamento superior modular;

[012] a Figura 3 é um diagrama de controle de o sistema de acionamento superior modular em um modo de perfuração;

[013] as Figuras 4A-4M ilustram a mudança de o sistema de acionamento superior modular a partir de um modo de espera para o modo de perfuração;

[014] as Figuras 5 a-5H ilustram a extensão de uma coluna de perfuração usando o sistema de acionamento superior modular no modo de perfuração. A Figura 5I ilustra a perfuração de uma abertura de poço usando a coluna de perfuração se estendida e o sistema de acionamento superior modular;

[015] a Figura 6A ilustra mudança de o sistema de acionamento superior modular a partir do modo de perfuração para o modo de revestimento. As Figuras 6B-6F ilustram a extensão de uma coluna de revestimento usando o sistema de acionamento superior modular no modo de revestimento. A Figura 6G ilustra o percurso da coluna de revestimento se estendida na abertura de poço usando o sistema de acionamento superior modular;

[016] a Figura 7 ilustra a cimentação da unidade de revestimento usando o sistema de acionamento superior modular em um modo de cimentação;

[017] a Figura 8 ilustra o sistema de acionamento superior modulçar em um modo de carga;

[018] as Figuras 9A e 9B ilustram um sistema de acionamento superior modular alternativo, de acordo com outra realização da presente invenção;

[019] as Figuras 10A e 10B ilustram uma unidade de prateleira/estante alternativa para o sistema de acionamento superior modular, de acordo com outra realização da presente invenção. A Figura 10C ilustra uma segunda unidade de prateleira/estante alternativa para o sistema de acionamento superior modular, de acordo com outra realização da presente invenção;

[020] as Figuras 11A-11C ilustram um unidade de manipulação alternativo para o sistema de acionamento superior modular, de acordo com outra realização da presente invenção;

[021] a Figura 12 ilustra um sub acessório de torque para o sistema de acionamento superior modular, de acordo com outra realização da presente invenção;

[022] as Figuras 13A e 13B ilustram, esquematicamente, uma unidade de acionamento superior tendo um perfil de travamento móvel de acordo com uma realização da presente invenção.

Descrição Detalhada da Realização Preferida

[023] A Figura 1A ilustra um sistema de acionamento superior modular 1, de acordo com uma realização da presente invenção. O sistema de acionamento superior modular 1 pode incluir um membro de acionamento linear 1a (Figura 4L), uma unidade de alojamento 1c, uma unidade de perfuração 1d, um manipulador de tubo 1p, uma unidade estrutura 1k, uma unidade de motor 1m, um trilho 1r, uma unidade de cimentação 1s, e um unidade de manipulação 1u. a unidade de manipulação 1u pode incluir um coluna 2, uma articulação deslizante 3, um braço 4, um membro de suporte 5, uma base 6, e um ou mais membros de acionamento (não mostrado).

[024] O sistema de acionamento superior modular 1 pode ser montado como parte de uma plataforma de perfuração 7 por intermédio da conexão de uma extremidade inferior do trilho 1r a um piso 7f da plataforma e uma extremidade superior do trilho a uma torre de poço de petróleo 7d da plataforma de tal maneira que uma parte frontal do trilho seja adjacente a uma abertura de uma coluna de perfuração no piso da plataforma. O trilho 1r pode ter um comprimento suficiente para o sistema de acionamento de superfície 1 manipular canos de equilíbrio 8s de dois a quatro juntas do tubo de perfuração 8p. deveria ser aqui observado e notado que o trilho 1r pode ter um comprimento do sistema de acionamento superior 1 para manipular mais juntar do tubo de perfuração 8p. O comprimento do trilho pode ser maior do que ou igual a vinte e cinco metros e menor do que ou igual a cem metros.

[025] Alternativamente, o sistema de acionamento superior modular 1 pode incluir trilhos duplos ao invés de monotrilhos 1. Alternativamente, a extremidade inferior do trilho 1r pode ser conectada a torre de poço de petróleo 7 ao invés do piso 7f.

[026] A base 6 pode montar a coluna 2 sobre ou adjacente a uma estrutura da plataforma de perfuração 7, tal como uma estrutura de sub piso, tal como uma passarela (não mostrada) ou um amortecedor. Alternativamente, a base 6 pode ser uma estrutura independente/autônoma. A unidade de prateleira/estante 1k também pode ser localizada sobre ou adjacente a estrutura da plataforma. A coluna 2 pode se estender verticalmente a partir da base 6 até uma altura acima do piso da plataforma 7f de tal maneira que a unidade de manipulação 1u possa recuperar qualquer uma das unidades 1c, d, s a partir da prateleira/estante 1k e entregar a unidade recuperada para a unidade de motor 1m.

[027] O braço 4 pode ser conectado a articulação deslizante 3, tal como por intermédio de retenção. A articulação deslizante 3 pode ser transversalmente conectada a coluna 2, tal como que por intermédio de uma junta deslizante, enquanto sendo livre para mover longitudinalmente ao longo da coluna. Alternativamente, a articulação deslizante 3 pode ser conectada à coluna 2 por intermédio de qualquer estrutura adequada, por exemplo, por intermédio de um suporte de fricção ou um suporte de rolimã. A articulação deslizante 3 também pode ser conectada de forma pivotante a um de acionamento linear (não mostrado), tal como que por intermédio de retenção. A articulação deslizante 3 pode suportar longitudinalmente o braço 4 a partir do de acionamento linear enquanto permitindo que o braço seja pivotante em relação à coluna 2. A unidade de manipulação 1u pode, adicionalmente, incluir um motor giratório elétrico, pneumático ou hidráulico (não mostrado) para a ação pivotante do braço 4 acerca da articulação deslizante 3.

[028] O membro de acionamento linear pode ter uma extremidade inferior conectada de forma pivotante a base 6 e uma extremidade superior conectada de forma pivotante a articulação deslizante 3. O de acionamento linear pode incluir um cilindro e um pistão dispostos em um orifício do cilindro. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de elevação e uma câmara de rebaixamento e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com um tubo de distribuição 60m de uma unidade de energia hidráulica (HPU) 60 (ambas na Figura 3) via uma linha de controle (não mostrada). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de elevação pode mover a articulação deslizante 3 e o braço 4 em um sentido para cima até o piso da plataforma 7f. A alimentação de fluido hidráulico para o portal de rebaixamento pode mover a articulação deslizante 3 e o braço 4 em um sentido para baixo em um sentido a base 6.

[029] Alternativamente, o de acionamento linear pode incluir um de acionamento linear eletromecânico, tal como um motor e um parafuso de guia ou pinhão e haste de engrenagem, ao invés do conjunto de pistão e de cilindro. Por exemplo, uma haste de engrenagem conectada à coluna 2 pode ser mesclada com um motor com engrenagens na localização da articulação deslizante 3. Alternativamente, uma Cord apode ser usada para mover a articulação deslizante 3 para cima e para baixo ao longo da coluna 2.

[030] O braço 4 pode incluir um antebraço, um braço traseiro e uma junta articulada, tal como um cotovelo, conectando os segmentos do braço. O suporte 5 pode ser conectado de forma liberada ao antebraço, tal como que por intermédio de retenção. O braço 4 pode adicionalmente incluir um de acionamento (não mostrado) para seletivamente enrolar e se estender o antebraço em relação ao braça colunarior/traseiro. O de acionamento de braço pode ter uma extremidade conectada de forma pivotante ao antebraço e outra extremidade conectada de forma pivotante ao braça colunarior/traseiro. O de acionamento de braço pode incluir um cilindro e um pistão dispostos em um orifício do cilindro. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de extensão e uma câmara de enrolamento e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com ao tubo de distribuição 50m da HPU via uma linha de controle (não mostrada). A alimentação de fluido hidráulico para os respectivos portais pode articular o antebraço e o suporte 5 em relação ao braço traseiro em um sentido as respectivas posições.

[031] Alternativamente, o de acionamento de braço pode incluir um de acionamento linear eletromecânico, tal como um motor e um parafuso de guia ou pinhão ou haste de engrenagens, ao invés do conjunto de pistão e de cilindro. Alternativamente, a junta articulada pode ser uma junta telescópica ao invés de um cotovelo. Alternativamente, o braço 4 pode incluir mais de dois segmentos de braços, ajuntados por intermédio de juntas lineares, juntas telescópicas, ou uma combinação de juntas telescópicas e lineares. Adicionalmente, o suporte 5 pode incluir um travamento de segurança para ali reter qualquer uma das unidades 1c, d, s depois do engate do suporte para prevenir a liberação não intencional das unidades durante a manipulação das mesmas. Adicionalmente, o suporte 5 pode incluir um freio para torsionalmente ali conectar qualquer uma das unidades 1c, d, s depois do engate do suporte para facilitar a conexão a unidade de motor 1m.

[032] Com referência a Figura 4L, o manipulador de tubo 1p pode incluir um elevador de tubo de perfuração 9d (ver a Figura 5A) ou um elevador de revestimento 9C (por favor refira-se a Figura 6C) e adaptadores (não mostrados), um par de vazadores 10, uma declive de ligação 11, e uma articulação deslizante 12. A articulação deslizante 12 pode ser conectada transversalmente ao trilho 1 r tal como que por intermédio de uma junta deslizante, enquanto estando livre para mover longitudinalmente ao longo do trilho. Cada um dos vazadores 10 pode ter um ilhó formado em cada uma das extremidades longitudinais ali formadas. Um ilhó de cima de cada um dos vazadores 10 pode ser recebido por intermédio de um respectivo par de juntas articuladas da articulação deslizante 12 e ali conectada de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção. No modo de perfuração, os adaptadores podem ser removidos a partir dos ilhós de inferiores e um ilhó inferior de cada um dos vazadores 10 pode ser recebido por intermédio de uma orelha respectiva do elevador de tubo de perfuração 9d e ser ali conectado de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção. Alternativamente, um adaptador conectado ao vazador 10 pode ser usado para fornecer uma posição de conexão para o elevador de revestimento 9c. O ajuste de largura pode ser proporcionado pela inclinação lateral dos vazadores 10.

[033] No modo de revestimento, cada um dos adaptadores pode ser inserido no respectivo ilhó inferior e conectado ao respectivo vazador 10. Cada um dos adaptadores pode incluir uma base, um colar superior, um colar inferior, e uma ligadura. O colar superior pode incluir um par de bandas disposto ao redor de uma porção do respectivo vazador 10 adjacente ao ilhó inferior. As bandas podem ser conectadas juntamente e uma das bandas pode ser conectada a base, tal como que por intermédio de retenção. O colar inferior pode se estender ao redor de uma parte debaixo do respectivo ilhó inferior e ser conectado a base, tal como que por intermédio de retenção. A base pode ser disposta através do respectivo ilhó e ter um formato combinando com o interior do mesmo. A ligadura pode incluir um par de braços triangulares conectados de forma pivotante a uma porção superior da base, tal como que por intermédio de retenção. A ligadura pode adicionalmente incluir um braço reto conectado de forma pivotante aos braços triangulares e conectados de forma pivotante a base, tal como que por intermédio de retenção. O braço reto pode ter uma pluralidade de orifícios ali formados e a base pode ter uma fenda ali formada para receber o braço reto em várias posições para proporcionar um ajuste adequado para vários elevadores de revestimento 9c. Uma porção inferior dos braços triangulares pode receber uma orelha respectiva do elevador de revestimento 9c e ser ali conectada de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção.

[034] O declive de ligação 11 pode incluir um par de conjuntos de pistão e de cilindro para oscilar qualquer um dos elevadores 9c, d (ver as Figuras 6C, 5A) em relação a articulação deslizante 12. Cada um dos conjuntos de pistão e de cilindro pode ter um acoplamento, tal como uma articulação de junta articulada, formada em uma cada uma das extremidades da mesma. Uma junta articulada de articulação superior de cada um dos conjuntos de pistão e de cilindro pode ser recebida por intermédio de uma respectiva alheta de elevação da articulação deslizante 12 e ser ali conectada de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção. Uma junta articulada de articulação inferior de cada um dos PCA pode ser recebida por uma junta articulada de articulação complementar do respectivo vazador 10 e ser ali conectada de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção. Um pistão de cada um dos conjuntos de pistão e de cilindro pode ser disposto em um orifício do respectivo cilindro. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de elevação e uma câmara de rebaixamento e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60 m da HPU via uma respectiva linha de controle 66b, c (ver a Figura 3). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de elevação pode elevar qualquer um dos elevadores 9c, d (ver as Figuras 6C e 5A) por intermédio do aumento de um ângulo de inclinação (medido a partir de um eixo longitudinal do trilho 1r). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de rebaixamento pode rebaixar qualquer um dos elevadores 9c, d (ver as Figuras 6D e 5C) por intermédio da redução do ângulo de inclinação.

[035] O elevador de tubo de perfuração 9d pode ser manualmente aberto e fechado ou o manipulador de tubo 1p pode incluir um membro de acionamento (não mostrado) para abrir e para fechar o elevador. O membro de acionamento pode ser localmente ou remotamente controlado. O elevador de tubo de perfuração 9d pode incluir uma bucha tendo um perfil, tal como um gargalo, complementar a algo subvertido formado em uma superfície externa de uma junta do tubo de perfuração 8p adjacente ao acoplamento rosqueado da mesma. A bucha pode receber o tubo de perfuração 8p para guinchar uma ou mais das juntas da mesma, tal como o estrado/apoio 8s. A bucha pode permitir a rotação do apoio 8s em relação ao manipulador de tubo 1p. O manipulador de tubo 1p pode levar o apoio 8s para uma coluna de perfuração 8 (ver a Figura 5A) onde o apoio 8s pode ser ali montado para se estender a coluna de perfuração durante uma operação de perfuração. Quando conectado a unidade de motor 1m, o manipulador de tubo 1p pode ser capaz de suportar o peso da coluna de perfuração 8 (em oposição a um elevador de junta simples o qual é apenas capaz de suportar o peso do apoio 8s), para agilizar o acionamento da coluna de perfuração.

[036] O elevador de revestimento 9c pode ser similar ao elevador de tubo de perfuração 9d exceto por ser dimensionado para manipular uma junta 90j (ver a Figura 6B) do revestimento. O manipulador de junta 1p pode ser usado para montar a junta de revestimento 90j com uma coluna de revestimento 90 (ver a Figura 6C) de uma maneira similar como a da coluna de perfuração 8, aqui acima discutida, com algumas exceções.

[037] Alternativamente, um elevador de perfuração remotamente controlado da plataforma 7 pode ser usado ao invés do manipulador de tubo 1p para a montagem ou para a desmontagem da coluna de perfuração 8 e/ou um elevador de junta simples por controle remoto da plataforma pode ser usado para montar e para desmontar a coluna de revestimento 90 ao invés do manipulador de tubo. Alternativamente, a articulação deslizante 12 e o membro de acionamento linear 1 a podem ser omitidos e o declive de ligação 11 e os vazadores 10 podem ao invés ser conectados de forma pivotante a unidade de motor 1m.

[038] Alternativamente, o elevador de tubo de perfuração 9d pode ter um pegador, tal como uma carreira e um cone, capaz de engajar uma superfície externa do tubo de perfuração 8p em qualquer localização ao longo do mesmo. Alternativamente, o elevador de revestimento 9c pode ter um pegador, tal como um,a carreira e um cone, capaz de engajar uma superfície externa da junta de revestimento 90j em qualquer localização ao longo do mesma.

[039] O membro de acionamento linear 1a pode incluir uma estrutura de engrenagem, um ou dois pinhões (não mostrado), e um ou dois motores de pinhão (não mostrado). O membro de acionamento linear 1a pode incluir mais do que dois pinhões e motores de pinhão. A estrutura de engrenagem pode ser uma barra tendo uma porção superior engrenada e uma porção inferior plana. A estrutura de engrenagem pode ter uma junta articulada formada na parte debaixo da mesma para uma conexão de forma pivotante com uma alheta elevadora da articulação deslizante 12, tal como que por intermédio de retenção. Cada um dos pinhões pode ser engrenado com a porção superior engrenada e conectado torsionalmente a um rotor do respectivo motor de pinhão. Um estator de cada um dos motores de pinhão pode ser conectado a unidade de motor 1m e estar em comunicação elétrica com um de acionamento de motor 61 via um cabo 67b (ambos mostrados na Figura 3). Os motores de pinhão podem compartilhar um cabo via uma junção (não mostrada). Cada um dos motores de pinhão pode ser reversível e a rotação do respectivo pinhão em uma primeira direção, tal como no sentido anti-horário, pode elevar a articulação deslizante 12 em relação a unidade de motor 1m e a rotação do respectivo pinhão em uma segunda direção oposta, tal como no sentido horário, pode abaixar a articulação deslizante em relação a unidade de motor. Cada um dos motores de pinhão pode incluir um freio (não mostrado) para travar a posição da articulação deslizante uma vez que os motores de pinhão sejam desligados. O freio pode ser desengajado por intermédio da alimentação de eletricidade aos motores de pinhão e, engajados por intermédio do desligamento da eletricidade para os motores de pinhão.

[040] O membro de acionamento linear 1a pode ser capaz de guinchar o apoio 8s e a junta de revestimento 90j. Um percurso do membro de acionamento linear 1a pode ser suficiente para estabilizar um acoplamento superior do apoio 8s em um eixo oco 37 da unidade de motor 1m e suficiente para estabilizar uma porção superior da junta de revestimento 90j em uma lança 40 da unidade de alojamento 1c.

[041] Alternativamente, os motores de pinhão e o freio podem ser hidráulicos ou pneumáticos ao invés de elétricos. Alternativamente, o membro de acionamento linear 1 a pode incluir um sistema de frenagem separado a partir do motor de pinhão e ter uma linha de controle separada para a operação do mesmo, tal como um freio deslizante ou como uma ponta de estrutura de engrenagem transversa se estendida até o engate com a estrutura de engrenagem. Alternativamente, o membro de acionamento linear 1a pode incluir uma caixa de engrenagem conectando torsionalmente cada um dos motores de pinhão ao respectivo pinhão.

[042] A Figura 1B ilustra a unidade de estrutura 1k. A unidade de estrutura 1k pode incluir uma base 13b, uma viga 13m, duas ou mais (três são mostradas) colunas 13c conectando a base a viga, tal como que por intermédio de soldagem ou retenção, e um local de armazenamento 14 para cada uma das unidades 1c, d, s (quatro pontos, locais, são mostrados). Alternativamente, a unidade de estrutura 1k pode incluir uma ou mais colunas 13c. Um comprimento das colunas 13c pode corresponder a um comprimento da mais longa das unidades 1c, d, s, tal como sendo levemente maior do que o comprimento mais longo. As colunas 13c podem ser espaçadas e afastadas para formar uma local de armazenamento (quatro são mostradas) entre as colunas adjacentes. As unidades 1c, d, s podem ser suspensas a partir da viga por intermédio do engate do local de armazenamentos 14 com o respectivo acoplamento 15 das unidades. Cada um das porcas de rodas de estacionamento 14 pode incluir uma abertura formada através da viga 13m, uma engrenagem de anel 14g, e um motor 14m. Cada uma das engrenagens de anel 14g pode ser suportada a partir de e transversalmente conectada a viga 13b por intermédio de um suporte (não mostrado) de tal maneira que a engrenagem de anel possa rotar em relação à viga 13b. Cada um dos suportes pode ser capaz de suportar o peso de qualquer uma das unidades 1c, d, s e o posicionamento de uma unidade particular em uma local de armazenamento particular 14 podem ser arbitrários. Em uma realização, cada uma das locais de armazenamento 14 da unidade de estrutura 1k pode incluir um perfil de travamento que é o mesmo de um perfil de travamento 23b na unidade de acionamento superior 1m. Em uma realização, a unidade de estrutura 1k pode incluir um manipulador de ferramenta integrado. O manipulador de ferramenta integrado pode ser usado para levar uma ferramenta para e/ou receber uma ferramenta a partir da unidade de manipulação 1u.

[043] Cada um dos motores 14m pode incluir um estator conectado a viga 13m e estar em comunicação elétrica com um de acionamento de motor 61 (ver a Figura 3) via um cabo (não mostrado). Um rotor de cada um dos motores 14m pode ser engrenado com a respectiva engrenagem de anel 14g para a rotação do mesmo entre uma posição desengatada (ver a Figura 4A) uma posição engatada. Cada uma das engrenagens de anel 14g pode ter um perfil de travamento interno, tal como um perfil de baioneta, e cada um dos acoplamentos 15 pode incluir um cabeçote 15h tendo um perfil de travamento externo, tal como um perfil de baioneta. Os perfis de baioneta podem cada um deles, ter uma ou mais pontas (três são mostradas) e caminhos de ponta espaçados ao redor das respectivas engrenagens de anel 14g e cabeçotes 15h com intervalos regulares. Quando as pontas dos respectivos perfis de baioneta são alinhadas, as pontas externas dos cabeçotes 15h podem ser engatadas com as pontas internas das respectivas engrenagens de anel 14g, desta forma suportando as unidades 1c, d, as partir da viga 13m. Quando as pontas externas dos cabeçotes 15h são alinhadas com os caminhos de pontas internos das engrenagens de anel 14g (e vice e versa), os cabeçotes podem ser liberados para passar através das respectivas engrenagens de anel.

[044] Alternativamente, os motores de engrenagens de anel podem ser pneumáticos ou hidráulicos ao invés de elétricos.

[045] Cada um dos acoplamentos 15 pode adicionalmente incluir um pescoço 15n se estendendo a partir do cabeçote 15h e ter um diâmetro reduzido relativo a um diâmetro externo máximo do cabeçote para se estender através da respectiva abertura de viga e respectiva engrenagem de anel 14g. cada um dos acoplamentos 15 pode, adicionalmente, incluir um acostamento elevatório 15s conectado a uma extremidade inferior do pescoço 15n e tendo um diâmetro maior em relação ao diâmetro reduzido do pescoço e um torso 15r se estendendo a partir do acostamento elevatório 15s e tendo um diâmetro reduzido em relação ao diâmetro aumentado do acostamento elevatório. O torso 15r pode ter um comprimento correspondendo a um comprimento do pegador 5 para receber o mesmo e uma parte inferior do acostamento elevatório 15s pode repousar em uma parte superior do pegador para transportar a partir da unidade de estrutura 1k até a unidade de motor 1m.

[046] A unidade de estrutura 1k pode, adicionalmente, incluir uma barra lateral 13r para segurar um ou mais acessórios para a conexão ao antebraço ao invés do pegador 5, tal como um gancho de carga 16 e um grampo de tubo 17. A barra lateral 13 também pode segurar o pegador 5 quando a unidade de manipulação 1u estiver equipado com um dos acessórios.

[047] Vantajosamente, a unidade de estrutura 1k pode ser usada para carregar ou para descarregar qualquer uma das unidades 1c, d, s a partir de qualquer um dos lados da mesma. As unidades 1c, d, s podem ser inicialmente carregadas por sobre a estrutura 1k, tal como por intermédio de uma empilhadeira (não mostrada).

[048] Alternativamente, os acessórios podem ser armazenados em uma estrutura separada. Alternativamente, a unidade de manipulação 1u, a barra lateral 13r, e/ou a estrutura de acessório separada podem incluir um sistema de conexão rápida automatizado para conectar qualquer um dos pegadores 5, gancho de carga 16, e grampo de tubo 17 ao braço 4 e para a liberação dos membros do mesmo e o sistema de conexão rápida pode ser remotamente operado por intermédio de um técnico para mudar os membros.

[049] A Figura 2A ilustra a unidade de motor 1m. A unidade de motor 1m pode incluir um ou mais de motores de acionamento (um par é mostrado) 18, um esteio 19, um bocal de mangueira 20, um anel de amarração de lama 21, um corpo de acionamento 22, um anel de acionamento, tal como uma engrenagem 23, um carro 24 (ver a Figura 3), um compensador de roscas 25, um controle, tal como um controle hidráulico, um anel de amarração 26, um mancal de empuxo inferior 27, um mancal de empuxo para cima 28, um chave de boca de back-up 29 (ver a Figura 4L), uma estrutura de anel de amarração 30, um retentor de suporte 31, uma engrenagem de motor 32 (Ver a Figura 3), e uma tranca 57 (ver a Figura 3). O corpo de acionamento 22 pode ser retangular, pode ter câmaras de empuxo ali formadas, pode ter uma nervura interna dividindo as câmaras de empuxo, e pode ter uma abertura central formada através do mesmo e em comunicação com as câmaras. A engrenagem de motor 23 pode ser cilíndrica, pode ter um orifício através da mesma, pode ter um flange externa 23f formada em uma extremidade superior da mesma, pode ter uma rosca externa formada em uma extremidade inferior da mesma, pode ter um perfil de travamento interno 23k formado em uma extremidade superior da mesma, e pode ter um perfil de travamento interno, tal como um perfil de baioneta 23b, formado de forma adjacente abaixo do perfil de travamento. O perfil de baioneta interno 23b pode ser similar ao perfil de baioneta interno da engrenagem de anel 14g exceto por ter uma espessura substancialmente maior para sustentar o peso de qualquer uma das: coluna de revestimento 90 ou coluna de perfuração 8. O retentor de suporte 31 pode ter uma rosca interna engatada com a rosca externa da engrenagem de motor 23, desta forma conectando os dois membros.

[050] O de acionamento de motor 18 pode ser elétrico (mostrado) ou hidráulico (não mostrado) e ter um rotor e um estator. Um estator de cada um dos motores de acionamento 18 pode ser conectado ao carro 24, tal como que por intermédio de retenção, e estar em comunicação elétrica com o de acionamento de motor 61 via um cabo 67c (ver a Figura 3). Os motores 18 podem ser operáveis para rotar o rotor em relação ao estator, o qual também pode torsionalmente operar asa respectivas engrenagens de motor 32. As engrenagens de motor 32 podem ser conectadas aos respectivos rotores e mescladas com a engrenagem de motor 23 para torsionalmente operar os mesmos.

[051] Alternativamente, a unidade de motor 1m pode ao invés ser uma unidade de acionamento direta tendo o motor de acionamento 18 centralmente localizado. Alternativamente, o anel de amarração hidráulico 26 pode ser pneumático, elétrico ou combinações dos mesmos.

[052] Cada um dos mancais de empuxo 27, 28 pode incluir uma arruela de eixo, uma gaiola e uma pluralidade de rolos se estendendo através das respectivas aberturas formadas na gaiola. A arruela de eixo do mancal de empuxo inferior 27 pode ser conectada a engrenagem de motor 23 adjacente a uma parte inferior do flange da mesma. A arruela de alojamento do mancal de empuxo inferior 27 pode ser conectada ao corpo de acionamento 22 adjacente a uma parte superior da nervura do mesmo. A gaiola e os rolos do mancal de empuxo inferior 27 podem ser presos entre as arruelas dos mesmos, desta forma suportando a rotação da engrenagem de motor 23 em relação ao corpo de acionamento 22. O mancal de empuxo inferior 27 pode ser capaz de sustentar o peso de qualquer uma das: coluna de perfuração 8 ou da coluna de revestimento 90 durante a rotação do mesmo. A arruela de eixo do mancal de empuxo para cima 28 pode ser conectada a engrenagem de motor 23 adjacente ao retentor de suporte 31. A arruela de alojamento do mancal de empuxo para cima 28 pode ser conectada ao corpo de acionamento 22 adjacente a uma parte inferior da nervura do mesmo. A gaiola e os rolos do mancal de empuxo para cima 28 podem ser presos entre as arruelas dos mesmos. O mancal de empuxo para cima 28 funciona para pré-carregar a conexão, assim sendo evitando ruídos ao longo da direção vertical. O mancal de empuxo para cima 28 também transfere uma carga em um sentido para baixo a partir da unidade de motor 1m para a coluna operacional.

[053] O carro 24 pode ser conectado a uma parte de trás do corpo de acionamento 22, tal como que por intermédio de retenção. O carro 24 pode ser transversalmente conectado ao trilho 1r e pode percorrer ao longo do trilho, desta forma torsionalmente restringindo o corpo de acionamento 22 enquanto permitindo o movimento vertical da unidade de motor 1m com o bloco de percurso 73t (ver a Figura 5A) de um guincho de plataforma 73. O esteio 19 pode ser conectado ao corpo de acionamento 22, tal como que por intermédio de retenção, e o esteio 19 pode receber um gancho do bloco de percurso 73t para suspender a unidade de motor 1m a partir da torre de poço de petróleo 7d.

[054] O bocal de mangueira 20 pode ser conectado ao anel de amarração de lama 21 e receber uma extremidade de uma mangueira de lama (não mostrada). A mangueira de lama pode levar fluido de perfuração 87 (ver a Figura 5A a partir de um cano de equilíbrio 59 (ver a Figura 5A) para o bocal de mangueira 20. O anel de amarração de lama 21 pode ter um tambor não rotativo externo 21o conectado ao bocal de mangueira 20 e um tambor rotativo interno 21n. O anel de amarração de lama 21 pode ter um suporte (não mostrado) e uma vedação dinâmica (não mostrada) para a acomodação da rotação do tambor rotativo em relação ao tambor não rotativo. A parte externa do tambor não rotativo 21o pode ser conectada a uma parte superior da estrutura de anel de amarração 30, tal como que por intermédio de retenção. A estrutura de anel de amarração 30 pode ser conectada a uma parte superior do corpo de acionamento 22, tal como que por intermédio de retenção. O tambor rotativo interno 21n pode ter uma porção superior disposta no tambor não rotativo externo 21o e uma porção de agulha se estendendo a partir dali, através do anel de amarração hidráulico 26, e através do compensador 25. Uma extremidade inferior da porção de agulha pode carregar uma vedação de golpe de faca para o engate com um receptáculo de vedação interna 15b de cada acoplamento 15 quando a respectiva unidade 1c, d, s estiver conectada a unidade de motor 1m, desta forma vedando uma interface formada entre as unidades.

[055] O anel de amarração hidráulico 26 pode incluir um tambor interno não rotativo e um tambor externo rotativo. O tambor interno pode ser conectado a estrutura de anel de amarração 30 e o tambor externo podem ser suportados a partir do tambor interno por intermédio de um ou mais suportes. O tambor externo pode ter portais hidráulicos (seis são mostrados) formados através de uma parede do mesmo, cada um dos portais em comunicação fluida com uma respectiva passagem hidráulica formada através do tambor interno (apenas duas passagens são mostradas). Uma interface entre cada um dos portais e passagem pode ser escanchada por intermédio de vedações dinâmicas para o isolamento da mesma. As passagens do tambor interno podem estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m da unidade de energia hidráulica (HPU) via as linhas de controle 64a-c (ver a Figura 3) e os portais de tambor externo podem estar em comunicação fluida tanto com o membro de acionamento linear 33 ou o anel de travamento 34 via cabos elétricos (não mostrados). Os portais de tambor externo podem ser dispostos ao longo do tambor externo. O tambor interno pode ter uma porção de mandril se estendendo ao longo do tambor externo e uma porção de cabeçote se estendendo acima do tambor externo. A porção de cabeçote pode conectar a estrutura de anel de amarração 30 e ter os portais hidráulicos se estendendo ao redor da mesma.

[056] O compensador 25 pode incluir um membro de acionamento linear 33, o anel de t por favor, refira-se 34, e um ou mais (tal como três, mas apenas um é mostrado) de pinos de travamento 35. O anel de travamento 34 pode ter um flange externo 34f formado em uma extremidade superior do mesmo, um orifício formado através do mesmo, uma ou mais câmaras alojando os pinos de travamento 35, formada em uma superfície interna do mesmo, um perfil de travamento 34k formado em uma extremidade inferior do mesmo, membros tais como machos 34m, de um controle, tal como uma junção, hidráulica 36 (ver a Figura 4J) formados na extremidade inferior do mesmo, e cabos ou passagens, tais como passagens hidráulicas (duas são mostradas), formadas através de uma parede do mesmo. O perfil de travamento 34k pode incluir uma porca de roda para cada caminho de ponta dos perfis de baioneta externos dos cabeçotes 15h.

[057] Cada um dos pinos de travamento 35 pode ser um pistão dividindo a respectiva câmara em: uma porção de extensão e uma porção de retração, e o anel de travamento 34 pode ter passagens formadas através da parede do mesmo para as porções de câmara. Cada uma das passagens pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m de HPU via uma respectiva linha de controle 64a (ver a Figura 3, apenas uma é mostrada). Os pinos de travamento 35 podem dividir uma linha de controle de extensão e uma linha de controle de retração via um divisor (não mostrado). A alimentação de fluido hidráulico para as passagens de extensão pode mover o pino de travamento 35 para uma posição engatada (ver a Figura 4J) onde o pino se estende na respectiva ranhura 15t formada no caminho de ponta dos cabeçotes 15h, desta forma longitudinalmente conectando o pino de travamento 34 a uma respectiva unidade 1c, d, s. A alimentação de fluido hidráulico para as passagens de retração pode mover os pinos de travamento 35 para uma posição de liberação (mostrada) onde os pinos são contidos nas respectivas câmaras do anel de travamento 34. Alternativamente, um ou mais membros de travamento de outra forma podem ser usados no lugar dos pinos de travamento 35. Por exemplo, uma catraca pode ser usada no lugar dos pinos de travamento 35 para segurar o pino de travamento 23 e um acoplamento em uma unidade 1c, d,s.

[058] O membro de acionamento linear 33 pode incluir um ou mais, tal como três, conjuntos de pistão e de cilindro 33a, b para mover verticalmente o anel de travamento 34 em relação à engrenagem de motor 23 entre uma posição para içar inferior (ver a Figura 4J) e uma posição pronta superior (mostrada). Uma parte inferior do flange de anel de travamento 34f poder ser assentada contra uma parte de cima do flange de engrenagem de motor 23f na posição para içar de tal maneira que o peso de coluna carregado por intermédio de tanto o módulo de perfuração 1d ou o módulo de revestimento 1c possa ser transferido para a engrenagem de motor 23 via os flanges e não para o membro de acionamento linear 23 o qual pode ser capaz de apenas suportar o peso do cano de equilíbrio ou o peso conjunto. O peso de coluna pode ser cem vezes (ou mais) aquele do peso do cano de equilíbrio ou do peso conjunto. Um pistão de cada um dos conjuntos 33a,b pode ser assentado contra o respectivo cilindro na posição pronta.

[059] Cada um dos cilindros do membro de acionamento linear 33 pode ser disposto em um respectivo soquete periférico formado através do flange de anel de travamento 34f e ser conectado ao anel de travamento 34, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. Cada um dos pistões do membro de acionamento linear 33 pode se estender na respectiva endentação formada em uma parte de cima do flange de engrenagem de motor 23f e ser conectada a engrenagem de motor 23, tal como que por intermédio der acoplamentos rosqueados. Cada um dos soquetes do flange de anel de travamento 34f pode ser alinhado com a respectiva porca de roda do perfil de travamento 34k e cada uma das endentações do flange de engrenagem de motor 23f pode ser alinhada com um receptáculo do perfil de travamento 23k de tal maneira que a conexão do membro de acionamento linear 33 ao anel de travamento 34 e a engrenagem de motor 33 assegure o alinhamento dos perfis de travamento.

[060] Cada um dos pistões do membro de acionamento linear 33 pode ser disposto em um orifício do respectivo cilindro. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara elevatória e uma câmara de rebaixamento e o cilindro pode ter portais (apenas um é mostrado) formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m via uma respectiva linha de controle 64b (apenas uma é mostrada na Figura 3). A alimentação de fluido hidráulico no portal elevatório pode levantar o anel de travamento 34 em um sentido a posição pronta. A alimentação de fluido hidráulico no portal de rebaixamento pode derrubar o anel de travamento 34 em um sentido a posição de içamento. Um comprimento de percurso do compensador linear 25 entre a posição pronta e a posição de içamento pode corresponder a, tal como sendo igual ou levemente maior do que, um comprimento de montagem do tubo de perfuração 8p e/ou da junta de revestimento 90j. Uma vantagem do compensador linear 25 é que o compensador linear 25 é mais sensível do que uma compensação de motor de superfície porque o compensador linear 25 apenas compensa o peso do cano de equilíbrio e da ferramenta e a massa do motor de superfície não tem impacto. Alternativamente, a compensação do motor de superfície e a compensação de conexão podem ser combinadas. Por exemplo, a compensação do motor de superfície alimenta o percurso enquanto a compensação de conexão reduz os impactos. Adicionalmente, a compensação de conexão pode enviar um sinal para a compensação de motor de superfície quando a compensação de conexão estiver próxima a uma posição final. A compensação de motor de superfície pode se estender ou retrair depois de receber o sinal a partir da compensação de conexão.

[061] Alternativamente, o membro de acionamento linear 33 pode ser elétrico ou pneumático ao invés de hidráulico. Alternativamente, a junção 36 pode ser elétrica ou pneumática ao invés de hidráulica. Alternativamente o pino de travamento 35 pode ser ativado elétrica ou pneumaticamente.

[062] Cada um dos acoplamentos 15 podem, adicionalmente, incluir membros de combinação, tais como fêmeas 15f, da junção 36 formados em uma parte de cima das pontas do cabeçote 15h. Cada um dos membros machos 34m podem ter um bocal para receber um respectivo cabo para chupeta/broca a partir do anel de amarração hidráulico 26, uma agulha, e uma passagem conectando o bocal e o agulha. Cada um dos aguilhões pode carregar uma respectiva vedação. O membro fêmea 15f pode ter um receptáculo de vedação para receber a respectiva agulha. Os membros de junção 34m, 15f podem ser arranjados assimetricamente para assegurar que o membro macho 34m seja estabilizado no membro fêmea correto 15f.

[063] Com referência a Figura 4L, uma chave de boca de back-up 29 pode incluir uma articulação 29h, uma lingueta 29t, um guia 29g, um braço 29a, um de acionamento de lingueta (não mostrado), um membro de acionamento de inclinação (não mostrado), e um membro de acionamento linear (não mostrado). A lingueta 29t pode ser transversalmente conectada ao braço 29a enquanto sendo longitudinalmente móvel em relação ao mesmo, sujeita ao engate com um acostamento de parada do mesmo. A articulação 29h pode conectar de forma pivotante o braço 29a a uma parte inferior do corpo de acionamento 22. A articulação 29h pode incluir um par de juntas articuladas, presa ou soldada no corpo de acionamento 22 e um pino se estendendo através das juntas articuladas e um furo formado através de uma parte de cima do braço 29a. O membro de acionamento de inclinação pode incluir um conjunto de pistão e de cilindro tendo uma extremidade superior conectada de forma pivotante a parte debaixo do corpo de acionamento 22 e uma extremidade inferior conectada de forma pivotante a uma parte traseira do braço 29a. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de ativação e uma câmara de armazenamento e o cilindro pode ter portais (apenas um é mostrado) formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição de HPU 60m via uma respectiva linha de controle (não mostrada). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de ativação pode causar a lingueta 29t uma ação pivotante acerca da articulação 29h em um sentido ao eixo oco 37. A alimentação de fluido hidráulico para o portal de armazenamento pode causar a lingueta 29t uma ação pivotante acerca da articulação 29h em um sentido se afastando do eixo oco 37.

[064] A lingueta 29t pode incluir um alojamento tendo uma abertura ali formada e um par de mordentes (não mostrado) e o membro de acionamento de lingueta pode mover um dos mordentes radialmente em um sentido a ou se afastando a partir do outro mordente. O guia 29g pode ser um cone conectado a uma extremidade inferior do alojamento de lingueta, tal como que por intermédio de retenção, para receber um acoplamento rosqueado, tal como uma caixa, do tubo de perfuração 8p. O eixo oco 37 pode se estender na abertura da lingueta para estabilizar na caixa do tubo de perfuração. Uma vez estabilizado, o membro de acionamento de lingueta pode ser operado para engajar o mordente móvel com a caixa de tubo de perfuração, desta forma torsionalmente conectando a caixa de tubo de perfuração ao corpo de acionamento 22. O membro de acionamento de lingueta pode ser hidráulico e operado por intermédio da HPU 60 via uma linha de controle 66d (ver a Figura 3).

[065] A chave de boca de back-up do membro de acionamento linear pode incluir uma estrutura de engrenagem (não mostrada) formada ao longo de uma porção inferior reta do braço 29a, um ou dois pinhões (não mostrados), e um ou dois motores de pinhões (não mostrados). O braço 29a pode ter uma porção superior desviada engatada com a articulação 29h. Cada um dos pinhões pode ser engrenado com a estrutura de engrenagem do braço 29a e torsionalmente conectado a um rotor do respectivo motor de pinhão. Um estator de cada um dos motores de pinhão pode ser conectado ao alojamento da lingueta 29t e estar em comunicação elétrica com o de acionamento de motor 61 via um cabo 67a (ver a Figura 3). Os motores de pinhão podem compartilhar um cabo via um encaixe (não mostrado). Cada um dos motores de pinhão pode ser reversível e a rotação do respectivo pinhão em uma primeira direção, tal como que no sentido anti-horário, pode erguer a lingueta 29t ao longo do braço 29 a e a rotação do respectivo pinhão em uma segunda direção oposta, tal como no sentido horário, pode rebaixar a lingueta ao longo do braço. Cada um dos motores de pinhão pode incluir um freio (não mostrado) para a posição de travamento da lingueta 29t uma vez que os motores de pinhão sejam desligados. O freio pode ser desengajado por intermédio da alimentação de eletricidade aos motores de pinhão e engajado pelo desligamento de eletricidade aos motores de pinhão.

[066] Alternativamente, os motores de pinhão e o freio podem ser hidraulicamente ou pneumaticamente operados ao invés de eletricamente. Alternativamente, o membro de acionamento linear pode incluir um sistema de frenagem separado a partir do motor de pinhão e ter uma linha de controle separada para a operação do mesmo, tal como freio deslizante ou como um perno transverso de estrutura de engrenagem, extensível até um engate com a estrutura de engrenagem. Alternativamente, o membro de acionamento linear pode incluir uma caixa de engrenagem torsionalmente conectando cada um dos motores de pinhão ao respectivo pinhão.

[067] Com referência a Figura 3, a tranca 57 pode incluir uma ou mais unidades (um par é mostrado) dispostas nos lados do corpo de acionamento 22. Cada uma das unidades de tranca pode incluir uma porca de roda conectada, tal como que por intermédio de retenção ou de soldagem, ao corpo de acionamento 22 e se estendendo a partir de uma parte debaixo do mesmo, um retentor/prendedor, tal como um pino, e um membro de acionamento. Cada uma das porcas de roda pode ter um furo formado através da mesma e alinhado com um respectivo membro de acionamento. Cada uma das juntas articuladas interiores da articulação deslizante 12 pode ter um furo formado através da mesma para receber o respectivo pino de tranca. Cada um dos membros de acionamento pode incluir um cilindro e um pistão (não mostrado) conectado ao pino de tranca e disposto em um orifício do cilindro. Cada um dos cilindros pode ser conectado ao corpo de acionamento 22, tal como que por intermédio de retenção, adjacente a respectiva porca de roda. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de extensão e uma câmara de retração e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com um tubo de distribuição 60m de HPU via uma linha de controle 66a (ver a Figura 3 que mostra apena uma). As unidades de tranca podem compartilhar uma linha de controle de extensão e uma linha de controle de retração via um divisor (não mostrado). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de extensão pode mover o pino para uma posição engatada (mostrado) onde o pino se estende através do respectivo furo da porca de roda e o respectivo furo da junta articulada inferior da articulação deslizante 12, desta forma conectando o manipulador de tubo 1p ao corpo de acionamento 22. A alimentação de fluido hidráulico para o portal de retração pode mover o pino até uma posição de liberação (não mostrada) onde o pino fica livre da junta articulada interior da articulação deslizante.

[068] A Figura 2B ilustra uma unidade de perfuração 1d. A unidade de perfuração 1d pode, adicionalmente, incluir o eixo oco 37, um ou mais dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP) 38, e uma ou mais, tal como quatro (apenas uma é mostrada), passagens hidráulicas 39. O eixo oco 37 pode ser um eixo, pode ter uma extremidade superior conectada ao torso 15r, pode ter um furo formado através do mesmo, pode ter um acoplamento rosqueado, tal como um pino, formado em uma extremidade inferior do mesmo.

[069] O dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP) 38 pode incluir uma manga interna 38v e uma ou mais válvulas de bloqueio 38 u,b. cada uma das válvulas de bloqueio 38 u,b pode ser conectada a manga 38v e a manga pode ser recebida em uma porção com recesso do eixo oco 37 e/ou acoplamento 15. Os membros de acionamento de válvula de dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP) podem ser dispostos em soquetes formados através de uma parede do eixo oco 37 e/ou acoplamento 15 e podem, cada um deles, incluir um portal de abertura e/ou um portal de fechamento e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m de unidade de energia hidráulica (HPU) via uma respectiva passagem hidráulica 39, respectivos membros macho 34m e fêmea 15f, respectivas brocas, o anel de amarração hidráulico 26 e as respectivas linhas de controle 64c (apenas uma é mostrada na Figura 3).

[070] Alternativamente, cada uma das válvulas de dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP) 38 u,b pode ter um membro de acionamento elétrico ou pneumático ao invés do membro de acionamento hidráulico. O dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP) 38 pode ser localizado sobre a unidade motor 1m, na unidade de perfuração 1d, ou em ambos.

[071] A Figura 2C ilustra a unidade de alojamento 1c. A unidade de alojamento 1c pode adicionalmente incluir um grampo, tal como uma lança 40, um adaptador 48, uma ou mais, tal como duas (apenas uma é mostrada), passagens hidráulicas 49, e uma ferramenta de enchimento 50. O adaptador 48 pode ter um orifício formado através do mesmo, pode ter uma extremidade superior conectada ao torso 15r, e pode ter um rosqueado externo e um receptáculo interno formado em uma extremidade inferior do mesmo.

[072] A lança 40 pode incluir um membro de acionamento linear 41, um amortecedor 42, um colar 43, um mandril 44, um conjunto de membros de suporte, tal como rampas 45, uma junta de vedação 46 e uma manga 47. O colar 43 pode ter um rosqueado interno formado em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo. O rosqueado superior do colar pode ser engajado com o rosqueado externo do adaptador 48, desta forma conectando os dois membros. O rosqueado inferior do colar pode ser engajado com um rosqueado externo formado em uma extremidade superior do mandril 44 e o mandril pode ter um flange externo formado adjacente ao rosqueado externo e engajado com uma parte debaixo do colar 43, desta forma conectando os dois membros.

[073] A junta de vedação 46 pode incluir o tambor interno, um tambor externo, e uma porca. O tambor interno pode ter um rosqueado externo engajado com uma porção rosqueada do receptáculo de eixo e uma porção externa carregando uma vedação engatada com uma porção de orifício de vedação do receptáculo de eixo. O mandril 44 pode ter um orifício ali formado e um receptáculo interno formado em uma porção superior do mesmo e em comunicação com o orifício. O receptáculo do mandril pode ter uma porção cônica superior, uma porção média rosqueada, e uma porção inferior com recesso. O tambor externo pode ser disposto na porção com recesso do mandril 44 e ali presa por intermédio do engate de um rosqueado externo da porca com a porção média rosqueada do receptáculo do mandril. O tambor externo pode ter um orifício de vedação formado através do mesmo e uma porção inferior do tambor interno pode ser ali disposta e carregar uma vedação de estabilização ali engatada.

[074] O membro de acionamento linear 41 pode incluir um alojamento, um flange superior, uma pluralidade de conjuntos de pistão e de cilindro, e um flange inferior. O alojamento pode ser cilíndrico, pode incluir os cilindros dos conjuntos, e pode ser conectado ao flange superior, tal como que por intermédio de retenção. O colar 43 também pode ter um rosqueado externo na extremidade superior do mesmo. O flange superior pode ter um rosqueado interno engajado com o rosqueado externo do colar, desta forma conectando os dois membros. Cada um dos flanges pode ter um par de porcas de roda para cada um dos conjuntos de pistão e de cilindro ali conectados, tal como que por intermédio de retenção ou soldagem, e se estendendo a partir de superfícies opostas dos mesmos.

[075] Cada um dos cilindros do membro de acionamento linear 41 pode ter um acoplamento, tal como uma junta articulada de articulação, formado em uma extremidade superior do mesmo. A junta articulada de articulação superior de cada um dos cilindros pode ser recebida por intermédio de um respectivo par de porcas de rodas do flange superior e pode ser ali conectado de forma pivotante, tal como que por intermédio de retenção. Cada um dos pistões do membro de acionamento linear 41 pode ter um acoplamento, tal como uma junta articulada de articulação, formada em uma extremidade inferior da mesma. Cada um dos pistões do membro de acionamento linear 41 pode ser disposto em um orifício do respectivo cilindro. Cada um dos pistões pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara elevatória e uma câmara de rebaixamento e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara.

[076] Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m de unidade de energia hidráulica (HPU) via uma respectiva passagem hidráulica 49, respectivos membros macho 34m e fêmea 15f, respectivas brocas, o anel de amarração hidráulico 26, e as respectivas linhas de controle. A alimentação de fluido hidráulico para o portal elevatório pode elevar o flange inferior até uma posição retraída (mostrado). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de rebaixamento pode derrubar o flange inferior em um sentido a uma posição se estendida (não mostrado). Os conjuntos de pistão e de cilindro podem compartilhar uma linha de controle de extensão e uma linha de controle de retração via um divisor (não mostrado).

[077] A manga 47 pode ter um acostamento externo formado em uma extremidade superior da mesma entre os retentores superior e inferior. Uma arruela pode ter um acostamento interno formado em uma extremidade inferior da mesma engatada com uma parte inferior do retentor inferior. A arruela pode ser conectada ao flange inferior, tal como que por intermédio de retenção desta forma conectando longitudinalmente a manga 47 ao membro de acionamento linear 41. A manga 47 também pode ter um ou mais (um par é mostrado) de fendas formadas através de uma parede da mesma em uma porção superior da mesma. O amortecedor 42 pode ser conectado ao mandril, tal como que por intermédio de um ou mais prendedores rosqueados, cada um dos prendedores rosqueados se estendendo através de um orifício do mesmo, através de uma respectiva fenda da manga 47, e em um respectivo soquete rosqueado formado em uma superfície externa do mandril 44, desta forma também torsionalmente conectando a manga ao mandril ao passo que permitindo um movimento longitudinal limitado da manga em relação ao mandril para acomodar a operação das rampas 45. Uma porção inferior da lança 40 pode ser estabilizada na junta de revestimento 90j (ver a Figura 6E) até que o amortecedor engate uma parte de cima da junta de revestimento. O amortecedor 42 amortece o impacto com a parte de cima da junta de revestimento 90j para evitar danos a mesma.

[078] A manga 47 pode se estender ao longo da superfície externa do mandril a partir do flange inferior do membro de acionamento linear 41 para as rampas 45. Uma extremidade inferior da manga 47 pode ser conectada as porções superiores de cada uma das rampas 45, tal como que por intermédio de uma conexão de flange (por exemplo, flange em T, fenda em T). Cada uma das rampas; carreiras 45 podem ser radialmente móveis entre uma posição se estendida e uma posição retraída por intermédio do movimento longitudinal da manga 47 em relação às rampas. Um receptáculo de rampa pode ser formado em uma superfície externa do mandril 44 para receber as rampas 45. O receptáculo de rampa pode incluir um bolso para cada uma das rampas 46, cada um dos bolsos recebendo uma porção inferior da respectiva rampa. O mandril 44 pode ser conectado a porções inferiores das rampas 45 por intermédio da recepção das mesmas nos bolsos. Cada um dos bolsos de rampas pode ter uma ou mais (três são mostradas) superfícies inclinadas formadas em uma superfície externa do mandril 44 para a extensão da respectiva rampa. Uma porção inferior de cada uma das rampas 46 pode ter uma ou mais (três são mostradas) superfícies internas inclinadas correspondendo às superfícies inclinadas de bolsos de rampas.

[079] O movimento em um sentido para baixo da manga 47 em um sentido as rampas 45 pode empurrar as rampas ao longo das superfícies inclinadas, desta forma calçando as rampas em um sentido a posição se estendida. A porção inferior de cada uma das rampas 46 também pode ter um perfil de guia, tal como abas, se estendendo a partir dos lados da mesma. Cada um dos bolsos de rampa também pode ter um perfil de guia combinado, tal como ranhuras, para retrair as rampas 45 quando a manga 47 mover em um sentido para cima se afastando a partir das rampas. Cada uma das rampas 46 pode ter dentes formados ao longo de uma superfície externa da mesma; Os dentes podem ser feitos a partir de um material duro, tal como aço de ferramenta, cerâmica, ou, liga de cerâmica e metal para engajar e para penetrar uma superfície interna da junta de revestimento 90j, desta forma ancorando a lança 40 na junta de revestimento.

[080] A ferramenta de enchimento 50 pode incluir um tubo de fluxo, uma vedação de estabilização, tal como uma vedação de taça, uma válvula de alívio, e uma válvula poupadora de lama. A vedação de taça pode ter um diâmetro externo levemente maior do que o diâmetro interno da junta de revestimento para engajar a superfície interna da mesma durante a estabilização da lança 40 na mesma. A vedação de taça pode ser direcional e orientada de tal maneira que a pressão no orifício de revestimento energiza a vedação em um engate com a superfície interna de junta de revestimento. Uma extremidade superior do tubo de fluxo pode ser conectada a uma extremidade inferior do mandril 44, tal como que por intermédio de acoplamento rosqueado. A válvula poupadora de lama pode ser conectada a uma extremidade inferior do tubo de fluxo, tal como que por intermédio de acoplamento rosqueado. A vedação de taça e a válvula de alívio podem ser dispostas ao longo do tubo de fluxo e presas entre uma parte debaixo do mandril e uma parte de cima da válvula poupadora de lama.

[081] A lança 40 pode ser capaz de suportar o peso da coluna de revestimento 90. O peso da coluna pode ser transferido para o esteio (rosca de calço) 19 via as rampas 45, o mandril 44, o colar 43, o adaptador 48, o acoplamento 15, o perfil de baioneta 23b, o mancal de empuxo inferior 27, o corpo de acionamento 22. O fluido pode ser injetado na coluna de revestimento 90 via o bocal de mangueira 20, o anel de amarração de lama 21, o acoplamento 15, o adaptador 48, a junta de vedação 46, o mandril 44, o tubo de fluxo, e uma válvula poupadora de lama. Assim sendo, a lança 40 tem uma trajetória de carga separado a partir da trajetória de fluxo na interface entre o adaptador 48 e o colar 43 e na interface entre o colar e o mandril 44. Esta separação permite conexões mais robustas entre o adaptador 48 e o colar 43 e entre o colar e o mandril 44 do que se as conexões entre os mesmos tivessem que servir e funcionar para ambas as funções de carga e de isolamento.

[082] Alternativamente, o grampo pode ser um cabeçote de torque ao invés da lança 40. O cabeçote de torque pode ser similar a lança exceto por ali receber uma porção superior da junta de revestimento 90 e ter apenas os membros de suporte para engajar uma superfície externa da junta de revestimento ao invés da superfície interna da junta de revestimento. Alternativamente, o compensador 25 pode ser configurado para a compensação do tubo de perfuração 8p e a unidade de alojamento 1c pode incluir um compensador adicional configurado para a compensação das juntas de revestimento 90j.

[083] A Figura 2D ilustra a umidade de cimentação 1s. A unidade de cimentação 1s pode adicionalmente incluir o eixo oco 37, o IBOP 38, as passagens hidráulicas (não mostrado) e um cabeçote de cimentação 51. O cabeçote de cimentação 51 pode incluir um anela de amarração de cimentação 53, um lançador 54, e uma porca de roda de liberação, tal como um dardo 55.

[084] O anel de amarração de cimentação 53 pode incluir um alojamento torsionalmente conectado ao corpo de acionamento 22, tal como que por intermédio de uma barra 52. O anel de amarração de cimentação 53 pode adicionalmente incluir um mandril e suportes para suportar o alojamento a partir do mandril enquanto acomodando a rotação do mandril. Uma extremidade superior do mandril pode ser conectada a uma extremidade inferior do eixo oco 37, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O anel de amarração de cimentação 53 pode adicionalmente incluir uma entrada formada através de uma parede do alojamento e em comunicação fluida com um portal formado através do mandril e um conjunto de vedação para isolar a comunicação do portal de entrada. O portal do mandril pode proporcionar comunicação fluida entre um orifício do cabeçote de cimentação 51 e a entrada do alojamento.

[085] O lançador 54 pode incluir um corpo, um defletor, uma vasilha, um portão, o membro de acionamento, e um adaptador. O corpo pode ser tubular e pode ter um orifício através do mesmo. Uma extremidade superior do corpo pode ser conectada a uma extremidade inferior do anel de amarração de cimentação 53, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados, e uma extremidade inferior do corpo podem ser conectadas ao adaptador, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. A vasilha e o defletor podem cada um deles, ser disposto no orifício do corpo. O defletor pode ser conectado ao mandril de anel de amarração de cimentação, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. A vasilha pode ser longitudinalmente móvel em relação ao corpo. A vasilha pode ser tubular e pode ter nervuras formadas ao longo e acerca de uma superfície externa da mesma. Passagens de desvio (apenas uma é mostrada) podem ser formadas entre as nervuras. Adicionalmente, a vasilha pode ter um acostamento de aterrissagem formado em uma extremidade inferior da mesma para o recebimento de um acostamento de aterrissagem do adaptador. O defletor pode ser operável para desviar fluido recebido a partir de uma linha de cimento 92 (ver a Figura 7), afastando-o de um orifício da vasilha e em um sentido as passagens de desvio. O adaptador pode ter um acoplamento rosqueado, tal como um pino rosqueado, formado em uma extremidade inferior do mesmo para a conexão com uma coluna operacional 91 (ver a Figura 7).

[086] O dardo 55 pode ser disposto no orifício da vasilha. O dardo 55 pode ser feito de um ou mais materiais de perfuração e inclui uma vedação de aleta e mandril. O mandril pode ser feito a partir de um metal ou liga metálica e pode ter um acostamento de aterrissagem e carregar uma vedação de aterrissagem para o engate com a sede e o orifício de vedação de um limpador de porca de roda (não mostrado) da coluna operacional 91.

[087] O portão do lançador 54 pode incluir um alojamento, um êmbolo, e um eixo. O alojamento pode ser conectado a uma respectiva porca de roda formada em uma superfície externa do corpo, tal como que por intermédio de acoplamento rosqueado. O êmbolo pode ser radialmente móvel em relação ao corpo entre uma posição de captação e uma posição de liberação. O êmbolo pode ser movido entre as posições por intermédio de uma ligação, tal como que por intermédio de um macaco de rosca, com o eixo. O eixo pode ser conectado a e ser rotativo em relação ao alojamento. O membro de acionamento pode ser um motor hidráulico operado para rotar o eixo em relação ao alojamento. O membro de acionamento pode incluir um reservatório (não mostrado) para receber o fluido hidráulico gasto ou o cabeçote de cimentação 51 pode incluir um segundo membro de acionamento de anel de amarração e conduto hidráulico (não mostrado) para retornar o fluido hidráulico para a unidade de energia hidráulica (HPU) 60.

[088] Em operação, quando for desejado lançar o dardo 55, o console 62 (ver a Figura 3) pode ser operado para alimentar fluido hidráulico ao membro de acionamento lançador via uma linha de controle 56 se estendendo até o anel de amarração hidráulico 256 e uma linha de controle se estendendo a partir do anel de amarração hidráulico até o tubo de distribuição 60m. O membro de acionamento de lançador pode então mover o êmbolo para a posição de liberação. A vasilha e o dardo 55 podem então mover em um sentido para baixo em relação ao corpo lançador até que os acostamentos de aterrissagem engatem. O engate dos acostamentos de aterrissagem pode fechar as passagens de desvio da vasilha, desta forma forçando fluido cinzelador 98 (ver a Figura 7) fluir no orifício da vasilha. O fluido cinzelador 98 pode então impulsionar o dardo 55 a partir do orifício da vasilha, descendo um orifício do adaptador e em um sentido através da coluna operacional 91.

[089] Alternativamente, o anela de amarração membro de acionamento 52 e o membro de acionamento lançador podem ser pneumáticos ou elétricos. Alternativamente, o membro de acionamento lançador pode ser linear, tal como um pistão e cilindro. Alternativamente, o lançador 54 pode incluir um corpo principal tendo um orifício principal e um orifício lateral paralelo, com ambos os orifícios sendo integralmente manufaturados no corpo principal. O dardo 55 pode ser localizado no orifício principal, e a válvula liberadora de dardo pode ser proporcionada abaixo do dardo para manter o mesmo na posição de captura. A válvula liberadora de dardo pode ser montada lateralmente e externamente e se estender através do corpo principal. Um portal na válvula liberadora de dardo pode proporcionar comunicação fluida entre o orifício principal e o orifício lateral. Em uma posição de desvio, o dardo 55 pode ser mantido no orifício principal com a válvula liberadora de dardo fechada. Fluido pode fluir através do orifício lateral e no orifício principal abaixo do dardo via o portal de comunicação fluida na válvula liberadora de dardo. Para levar o dardo 55, a válvula liberadora de dardo pode ser virada, tal como por noventa graus, desta forma fechando o orifício lateral e abrindo o orifício principal através da válvula liberadora de dardo. O fluido cinzelador 98 pode então entra no orifício principal atrás do dardo 55, desta forma propulsionando o dardo na coluna operacional 91.

[090] A Figura 3 é um diagrama de controle de o sistema de acionamento superior modular 1 no modo de perfuração. A unidade de energia hidráulica (HPU) 60 pode incluir uma bomba 60p, uma válvula de checagem 60k, um acumulador 60a, um reservatório 60r de fluido hidráulico, e o tubo de distribuição 60m. O de acionamento de motor 61pode ser uma ou mais (três são mostradas) fases e inclui um retificador 61r e um inversor 61i. O inversor 61i pode ser capaz de controlar a velocidade dos motores de acionamento 18, tal como sendo um modulador de largura de pulso. Cada um dos tubos de distribuição 60m de HPU e de acionamento de motor 61 pode estar em comunicação de dados com o console de controle 62 para controlar as várias funções de o sistema de acionamento superior modular 1. O sistema de acionamento superior modular 1 pode, adicionalmente, incluir uma unidade monitora de vídeo 63 tendo uma câmera de vídeo 63c e uma fonte de luz 63g tal para que um técnico (não mostrado) possa visualizar a operação de monitoramento do mesmo a partir do piso da plataforma 7f ou sala de controle (não mostrada) especialmente durante a mudança dos modos. A unidade monitora de vídeo 63 pode ser montada sobre a unidade de motor 1m.

[091] As linhas de controle de manipulador de tubo 66b, c podem ser linhas de controle flexíveis de tal maneira que o manipulador de tubo 1p permaneça ali conectado em qualquer posição do mesmo.

[092] A unidade de motor 1m pode adicionalmente incluir um sensor de proximidade 68 conectado a estrutura de anel de amarração 30 para monitorar uma posição do flange de anel de travamento 34f. O sensor de proximidade 68 pode incluir uma bobina de transmissão, uma bobina de recepção, um inversor para energizar a bobina de transmissão, e um circuito detector conectado a bobina de recepção. Um campo magnético gerado por intermédio da bobina de transmissão pode induzir contracorrente nas viradas das engrenagens do flange de anel de travamento 34f as quais podem ser feitas a partir de um metal ou liga de metais eletricamente condutivos. O campo magnético gerado por intermédio da contracorrente pode ser medido por intermédio do circuito detector e alimentado ao console de controle 62 via a linha de controle 65.

[093] Alternativamente, o sensor de proximidade 68 pode ser de efeito Hall de ultra-som ou ótico.

[094] Alternativamente, a unidade de motor 1m e/ou unidade de alojamento 1c tem um tubo de distribuição hidráulica ao invés do tubo de distribuição 60m sendo parte da HPU 60 e o anel de amarração 26 e/ou um anel de amarração da unidade de alojamento pode adicionalmente incluir energia sem fio e/ou acoplamento de dados para a operação do tubo de distribuição. Os anéis de amarração podem ser hidráulicos, pneumáticos, ou uma combinação de hidráulico e pneumático. Em uma realização, linhas pneumáticas dos anéis de amarração podem ser usadas para transferir sinais.

[095] Alternativamente, o anel de amarração 26 pode ter acoplamentos hidráulicos e/ou pneumáticos adicionais para uma funcionalidade adicional do revestimento 1c, da perfuração 1d e/ou da unidade de cimentação 1s. Por exemplo, a unidade de alojamento 1c pode ter um dispositivo de prevenção de explosão interno (IBOP).

[096] A Figuras 4A-4M ilustram a mudança de o sistema de acionamento superior modular 1 a partir de um modo de espera para o modo de perfuração. Com referência especialmente as Figuras 1 e 4A, a unidade de manipulação 1u pode ser operado para engajar o membro de suporte 5 com o torso 15r da unidade de perfuração 1d. Uma vez engajado, o braço 4 pode ser elevado levemente para mudar o peso da unidade de perfuração 1d a partir da unidade de estrutura 1k para o membro de suporte 5. O respectivo motor 14m pode então ser operado para rotar a respectiva engrenagem de anel 14g até que as pontas externas do respectivo cabeçote 15h sejam alinhadas com as trajetórias de ponta interna da engrenagem de anel (e vice e versa), desta forma liberando o cabeçote para passar através da engrenagem de anel. O braço 4 pode então ser abaixado, desta forma passando a unidade de perfuração 1d através da respectiva engrenagem de anel 14g.

[097] Com referência especialmente a Figura 4B, a unidade de manipulação 1u pode ser operado para mover a unidade de perfuração 1d se afastando a partir da unidade de estrutura 1k até que a unidade de perfuração esteja livre da estrutura da unidade. Com referência especialmente a Figura 4C, o braço 4 pode ser elevado para levantar a unidade de perfuração 1d acima do piso da plataforma 7f. Com referência especialmente a Figura 4D, a unidade de manipulação 1u pode ser operado para horizontalmente mover a unidade de perfuração 1d até um alinhamento com a unidade de motor 1m.

[098] Com referência especificamente as Figuras 4E-4G, o braço 4 pode então ser elevado para levantar a unidade de perfuração 1d até que o respectivo cabeçote 15h esteja adjacente a parte de baixo da engrenagem de acionamento 23. Os motores de acionamento 18 então podem ser operados para rotar a engrenagem de acionamento 23 até que as pontas externas do respectivo cabeçote 15h sejam alinhadas com as trajetórias de ponta interna do perfil de baioneta 23b e em uma correta orientação de tal maneira que quando a engrenagem de acionamento é rotada para engajar o perfil de baioneta com o respectivo cabeçote 15h, os perfis assimétricos da junção hidráulica 36 serão alinhadas. A engrenagem de acionamento 23 pode ter características de alinhamento visíveis (não mostrado) sobre a parte de baixo da mesma para facilitar o uso da câmera 63c para obter o alinhamento e a orientação. Uma vez alinhado e orientado, o braço 4 pode ser elevado para levantar o acoplamento 15 da unidade de perfuração 1 na engrenagem de acionamento 23 até que o respectivo cabeçote 15 seja alinhado com o perfil de travamento 23k do mesmo. O anel de travamento 34 pode estar em uma posição inferior, tal como uma posição de içamento, de tal maneira que a parte de cima do respectivo cabeçote 15h contate o anel de travamento e empurre o anel de travamento em um sentido para cima. O sensor de proximidade 68 pode então ser usado para determinar o alinhamento do respectivo cabeçote 15h com o perfil de travamento 23k por intermédio da medição do deslocamento vertical do anel de travamento 34. Uma vez que o alinhamento tenha sido conseguido e alcançado, o de acionamento de compensador 33 pode ser operado para mover o anel de travamento 34 para a posição pronta.

[099] Com referência especialmente as Figura 4H e 4I, os motores de acionamento 18 podem ser operados para rotar a engrenagem de acionamento 23 até que os lados das pontas externas do respectivo cabeçote 15h engatem as respectivas porcas de roda de parada dos perfis de travamento 23k, desta forma alinhando as pontas externas do respectivo cabeçote com as pontas interna do perfil de baioneta 23b e corretamente orientando os perfis da junção hidráulica.

[100] Com referência especialmente as Figura 4J e 4K, o membro de acionamento de compensador 33 pode então ser operado para mover o anel de travamento 34 para a posição de içamento, desta forma movendo as porcas de roda do perfil de travamento 34k nas trajetórias de ponta externa do respectivo cabeçote 15h e alinhando os pinos de trava 35 com as respectivas ranhuras 15t. O movimento do anel de travamento 34 também estabiliza os membros machos 34m nos respectivos membros fêmeos 15f, desta forma formando a junção hidráulica 36. O sensor de proximidade 68 pode outra vez ser monitorado para assegurar que os perfis de baioneta 23b foram apropriadamente engajados e não estejam emperrados. Fluido hidráulico pode então ser alimentado as porções de extensão das câmaras alojando os pinos de trava 35 via a linha de controle 64 a, desta forma movendo os pinos de trava radialmente em um sentido para dentro e nas respectivas ranhuras 15t. O perfil de travamento 23k pode ter um comprimento suficiente para manter uma conexão por torção entre a unidade de perfuração 1d e a engrenagem de acionamento 23 nas e entre as posições de pronta e de içar do compensador 25. A unidade de perfuração 1d está agora longitudinalmente e torsionalmente conectada a engrenagem de acionamento 23, desta forma formando um motor de superfície.

[101] Com referência especialmente as Figuras 4L e 4M, o membro de acionamento de inclinação da chave de boca de back-up 29 pode então ser operado para posicionar o braço 29a e a lingueta 29t de forma pivotante acerca da articulação 29h e em alinhamento com a unidade de perfuração 1d. O membro de acionamento linear da lingueta de apoio 29 pode então ser operado via o cabo 67a para mover a lingueta 29t ao longo do braço 29 a até que a lingueta seja posicionada adjacente ao eixo oco 37. O sistema de acionamento superior modular 1 está agora no modo de perfuração.

[102] Alternativamente, a lingueta 29t pode estar em alinhamento com o eixo oco 37 durante a instalação e a remoção da unidade de perfuração 1d e o membro de acionamento de inclinação usado apenas para a instalação e para a remoção da unidade de alojamento 1c. Alternativamente, a unidade de manipulação 1u pode elevar a unidade de perfuração 1d até o piso da plataforma 7f e o manipulador de tubo 1p pode levar a unidade de perfuração para a unidade de motor 1m.

[103] As Figuras 5A-5H ilustram a extensão da coluna de perfuração 8 usando o sistema de acionamento superior modular 1 no modo de perfuração. Com referência especificamente a Figura 5A, a plataforma de perfuração 7 pode ser parte de um sistema de perfuração. O sistema de perfuração pode adicionalmente incluir um sistema de manuseio de fluido 70, um dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 71, uma cruz de fluxo 72 e a coluna de perfuração 8. A plataforma de perfuração 7 pode adicionalmente incluir um guincho 73, uma mesa rotativa 74, e uma aranha 75. O piso da plataforma 7f pode ter uma abertura através da qual a coluna de perfuração 8 se estende em um sentido para baixo através da cruz de fluxo 72, dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 71, e um cabeçote de poço 76h, e em uma abertura de poço 77.

[104] O guincho 73 pode incluir os recolhedores/arrasto operacional 73d, corda de fiação 73w, um bloco de coroa 73c, e um bloco de percurso 73t. O bloco de percurso 73t pode ser suportado por intermédio de corda de fiação 73w conectada na sua extremidade superior ao bloco de coroa 73c. A corda de fiação 73w pode ser entrelaçada através de roldanas dos blocos 73c, t, e se estender até os recolhedores 73d para ali enrolar, desta forma elevando ou rebaixando o bloco de percurso 73t em relação a torre de poço de petróleo 7d.

[105] O sistema de manuseio de fluido 70 pode incluir uma bomba de lama 78, o cano de suporte/de equilíbrio 79, uma linha de retorno 80, um separador, tal como um misturador de xisto 81, uma cova 82 ou tanque, uma linha de alimentação 83 e um medidor de pressão 84. Uma primeira extremidade da linha de retorno 80 pode ser conectada a cruz de fluxo 72 e uma segunda extremidade da linha de retorno podem ser conectadas a uma entrada do misturador 81. Uma extremidade inferior do cano de suporte/de equilíbrio 79 pode ser conectada a uma saída da bomba de lama 78 e uma extremidade superior do cano de suporte/de equilíbrio pode ser conectada a mangueira de lama. Uma extremidade inferior da linha de alimentação 83 pode ser conectada a uma saída da cova 82 e uma extremidade superior da linha de alimentação pode ser conectada a uma entrada da bomba de lama 78.

[106] O cabeçote de poço 76h pode ser montado sobre um tubo condutor 76c. O dispositivo de prevenção de explosão (BOP) 71 pode ser conectado ao cabeçote de poço 76h e a cruz de fluxo 72 pode ser conectada ao dispositivo de prevenção de explosão (BOP), tal como que por intermédio de conexões de flange. A abertura de poço 77 pode ser terrestre (mostrada) ou submarina (não mostrada). Se terrestre, o cabeçote de poço 76h pode ser localizado em uma superfície 85 da terra e a plataforma de perfuração 7 pode ser disposta sobre um suporte/algo acolchoado adjacente ao cabeçote de poço. Se submarino, o cabeçote de poço 76h pode ser localizado sobre o leito do mar ou adjacente a linha d’água e a plataforma de perfuração 7 pode ser localizada em uma unidade de perfuração offshore ou uma plataforma adjacente ao cabeçote de poço.

[107] A coluna de perfuração 8 pode incluir um conjunto de fundo de poço (BHA) 8b e uma haste. A haste pode incluir juntas do tubo de perfuração 8p conectadas conjuntamente, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O conjunto de fundo de poço (BHA) 8b pode ser conectado a haste, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados, e incluir uma broca de perfuração e um ou mais colares de perfuração (não mostrado) ali conectados, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. A broca de perfuração pode ser rotada por intermédio da unidade de motor 1m via a haste e/ou o conjunto de fundo de poço (BHA) 8b pode adicionalmente incluir um motor de perfuração (não mostrado) para rotar a broca de perfuração. O conjunto de fundo de poço (BHA) 8b pode adicionalmente incluir uma instrumentação submarina (não mostrada), tal como um submarino de medição enquanto perfurando (measurement while drilling = MWD) e/ou um submarino de registro enquanto perfurando (logging while drilling = LWD).

[108] A coluna de perfuração 8 pode ser usada para se estender a abertura de poço 77 através de uma formação superior 86 e/ou uma formação inferior (não mostrada). A formação superior pode ser não produtiva e a formação inferior pode ser um reservatório contendo hidrocarboneto. Durante a operação de perfuração, a bomba de lama 78 pode bombear o fluido de perfuração 87 a partir da cova 82, através do cano de suporte/de equilíbrio 79 e a mangueira de lama para a unidade de motor 1m. o fluido de perfuração pode incluir um líquido de base. O líquido de base pode ser óleo refinado ou sintético, água, salmoura, e/ou uma emulsão de água/óleo. O fluido de perfuração 87 pode adicionalmente incluir material sólido dissolvido ou suspenso no líquido de base, tal como argila organofílica, lignita, e/ou asfalto, desta forma formando lama.

[109] O fluido de perfuração 87 pode fluir a partir do cano de suporte/equilíbrio 79 na coluna de perfuração 8 via o motor 1m e as unidades de perfuração 1d. Este fluido de perfuração 87 pode ser bombeado para baixo através da coluna de perfuração 8 e sair pela broca de perfuração, onde o fluido pode circular as aparas para fora da broca e retornar as aparas para cima por uma coroa anular formada entre uma superfície interna da abertura de poço 77 e uma superfície externa da coluna der perfuração 8. O fluido de perfuração 87 mais as aparas, coletivamente material de retorno 88 (Ver a Figura 5I), podem fluir para cima pela coroa anular para o cabeçote de poço 76h e sair via a linha de retorno 80 no misturador de xisto 81. O misturador de xisto 81 pode processar o material de retorno para remover as aparas e descartar o fluido processado na cova de lama 82, desta forma completando um ciclo. Conforme o fluido de perfuração 87 e o material de retorno 88 circulam, a coluna de perfuração 8 pode ser rotada por intermédio da unidade de motor 1m e rebaixada por intermédio do bloco de percurso 73t, desta forma se estendendo a abertura de poço 77.

[110] Também com referência a Figura 5B, durante a perfuração da abertura de poço 77, uma vez que uma parte de cima da coluna de perfuração 8 atinge o piso da plataforma 7f, a coluna de perfuração deve ser se estendida para continuar a perfuração. A perfuração pode ser paralisada por intermédio de uma parada da rotação da unidade de motor 1m, paralisando o rebaixamento do bloco de percurso 73t, paralisando a injeção do fluido de perfuração 87 e removendo o peso a partir da broca de perfuração. A aranha 75 pode então ser instalada na mesa rotativa 74, desta forma suportando longitudinalmente a coluna de perfuração 8 a partir do piso da plataforma 7f. O membro de acionamento de lingueta do chave de boca de back-up 29 pode ser operado via a linha de controle 66d para engajar a lingueta 29t do chave de boca de back-up com um acoplamento superior da coluna de perfuração 8.

[111] O compensador 25 pode estar na posição de içamento e o membro de acionamento linear 33 do mesmo ativado enquanto os motores de acionamento 18 são operados para afrouxar e contra girar a conexão entre o eixo oco 37e o acoplamento superior da coluna de perfuração 8. O compensador 25 pode realizar um percurso a partir da posição de içamento até a posição pronta durante a ação de desparafusar a conexão entre o acoplamento superior e o eixo oco 37. Pressão hidráulica pode ser mantida no membro de acionamento linear 33 correspondente ao peso do módulo de perfuração 1d e anel de travamento 34 de tal maneira que a conexão rosqueada entre o acoplamento superior e o eixo oco 37 seja mantida em uma condição neutra durante a ação de desparafusar. Um regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode aumentar a pressão de fluido para o membro de acionamento linear 33 conforme a conexão está sendo desparafusada para manter a condição neutra enquanto o compensador percorre em um sentido para cima para acomodar o deslocamento longitudinal da conexão rosqueada.

[112] Com referência especificamente a Figura 5C, uma vez que a conexão entre o eixo oco 37 e o acoplamento superior tenha sido desparafusada, o compensador pode ser percorrido de volta para a posição de içamento e o motor 1m e as unidades 1d de perfuração e o manipulador de tubo 1p podem então ser elevados por intermédio do guincho 73 até que o elevador 9d esteja acima de uma parte superior do apoio 8s. A unidade de motor 1m pode ser posicionada em uma localização com espaço bastante para permitir operações subseqüentes. Por exemplo, a unidade de motor 1m pode ser elevada levemente em um sentido para cima se estendendo o compensador 25. A tranca 57 da unidade de motor 1m pode então ser operada via a linha de controle 66a para levar a articulação deslizante 12 a partir do corpo de acionamento 22 e o membro de acionamento linear 1a operado via o cabo 67b para abaixar a articulação deslizante até que o elevador 9d esteja adjacente a parte de cima do apoio 8s. O elevador 9d pode ser aberto (ou já está aberto) e o declive de ligação 11 operado para oscilar o elevador em um engate com o acoplamento superior do apoio 8s. O elevador 9d pode então ser fechado para agarrar seguramente o apoio 8s.

[113] Alternativamente, o apoio 8s pode ser localizado em uma rampa 7r (ver a Figura 4E), adjacente ao piso da plataforma 7f e o manipulador de tubo 1p operado para alocar o elevador 9d adjacente a parte de cima do apoio na ou através de uma porta na forma de V (não mostrada) da plataforma 7. Alternativamente, o apoio 8s pode ser suportado por intermédio de um manipulador de tubo.

[114] Com referência especialmente a Figura 5D, o motor 1m e as unidades 1d de perfuração, o manipulador de tubos 1p, e o apoio 8s podem então ser erguidos por intermédio do guincho 73 e o declive de ligação 11 operado para oscilar o apoio sobre e em alinhamento com o eixo oco 37. O compensador 25 pode então ser percorrido para a posição pronta e o sensor de proximidade 68 calibrado por intermédio de um controlador do console 62 lendo o sensor de proximidade na posição de içamento. O regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode ser operado para manter o membro de acionamento de compensador 33 em uma pressão de identificação, tal como uma levemente menor do que a pressão requerida para suportar o peso do anel de travamento 34 e a unidade de perfuração 1d, de tal maneira que o compensador 25 flutue para a posição de içamento. O membro de acionamento linear do chave de boca de backup 29 pode ser operado para elevar a lingueta 29t de tal maneira que a câmera 63c possa observar a estabilização do eixo oco 37 na parte de cima do acoplamento do apoio 8s

[115] Com referência especialmente a Figura 5E, o membro de acionamento linear 1a pode ser operado via o cabo 67b para elevar a articulação deslizante 12, o elevador 9d, e o apoio 8s até que o eixo oco 37 seja estabilizado na parte de cima do acoplamento do apoio 8s. Durante a estabilização, o sensor de proximidade 68 pode ser monitorado por intermédio do console de controle 53 para detectar percursos do compensador 25 até a posição pronta e o membro de acionamento linear 1a pode ser travado na posição pronta.

[116] Com referência especialmente a Figura 5F, o membro de acionamento linear do chave de boca de back-up 29 pode ser operado para abaixar a lingueta 29t até o alinhamento com a parte de cima do acoplamento de apoio 8s. O membro de acionamento de lingueta do chave de boca de back-up 29 pode então ser operado para engajar a lingueta 29t com a parte de cima do acoplamento do apoio 8s. Os motores de acionamento 18 podem então ser operados para girar e apertar a conexão rosqueada entre o eixo oco 37 e o apoio 8s. A pressão hidráulica pode ser mantida no membro de acionamento linear 33 correspondendo ao peso do anel de travamento 34 e a unidade de perfuração 1d de tal maneira que a conexão rosqueada é mantida em uma condição neutra durante a construção. O regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode aliviar pressão de fluido a partir do membro de acionamento linear 33 conforme o eixo oco 37 está sendo montado no apoio 8s para manter a condição neutra enquanto o compensador 25 percorre em um sentido para baixo para acomodar o deslocamento longitudinal da conexão rosqueada.

[117] Com referência especificamente a Figura 5G, o elevador 9d pode ser aberto para levar o apoio 8s e o declive de ligação 11 operado para girar o elevador até uma posição livre do apoio. O membro de acionamento de lingueta do chave de boca de back-up 29 pode então ser operado para levar a lingueta 29t a partir da parte de cima do acoplamento do apoio 8s. O membro de acionamento linear 1a pode ser operado para elevar a articulação deslizante 12 até que a articulação deslizante esteja alinhada com a tranca 57 da unidade de motor 1m. A tranca 57 da unidade de motor 1m pode então ser operada via a linha de controle 66a para prender a articulação deslizante 12 a unidade de motor 1m. Alternativamente, particularmente quando o elevador 9d não é usado para levantar a coluna, o envolvimento da tranca 57 pode ser omitido. O compensador 25 pode sofrer um percurso em um sentido para cima e o regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode ser operado parta manter o membro de acionamento de compensador 33 na segunda identificação de pressão, tal como levemente menor do que a pressão requerida para suportar o peso do anel de travamento 34, unidade de perfuração 1d, e apoio 8s, de tal maneira que o compensador 25 flutue para a posição de içamento. Alternativamente o compensador 25 pode ser operado para a posição de içamento primeiro e o regulador de pressão pode ser usado para estabelecer uma pressão na posição de içamento. O motor 1m e as unidades 1d de perfuração, o manipulador de tubo 1p, e o apoio 8s podem ser rebaixados por intermédio da operação do guincho 73 e um acoplamento inferior do apoio estabilizado na parte de cima do acoplamento da coluna de perfuração 8. Durante a estabilização, o sensor de proximidade 68 pode ser monitorado por intermédio do console de controle 53 para detectar os percursos do compensador 25 até a posição pronta e o guincho 73 pode ser travado na posição pronta.

[118] Com referência especificamente a Figura 5H, a mesa rotativa 74 pode ser travada ou uma lingueta de suporte (não mostrada) pode ser engatada com a parte de cima do acoplamento da coluna de perfuração 8 e os motores de acionamento 18 podem ser operados para girar e apertar a conexão rosqueada entre o apoio 8s e a coluna de perfuração 8. A pressão hidráulica pode ser mantida no membro de acionamento linear 33 correspondendo ao peso do anel de travamento 34, unidade de perfuração 1d, e apoio 8s de tal maneira que a conexão rosqueada é mantida em uma condição neutra durante a montagem. O regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode aliviar pressão de fluido a partir do membro de acionamento linear 33 conforme o apoio 8s está sendo montado na coluna de perfuração 8 para manter a condição neutra enquanto o compensador 25 percorre em um sentido para baixo para acomodar o deslocamento longitudinal da conexão rosqueada.

[119] Alternativamente, um girador e a lingueta operacional podem ser engajados com o apoio 8s e operados para girar e apertar a conexão rosqueada entre o apoio 8s e a coluna de perfuração 8. Alternativamente, o girador e a lingueta operacional podem ser usados para desparafusar o eixo oco 37 a partir da parte de cima do acoplamento da coluna de perfuração 8 por intermédio da flutuação da chave de boca de back-up 29 para fora do caminho.

[120] A Figura 5I ilustra a perfuração da abertura de poço 77 usando a coluna de perfuração 8 se estendida, 8s e o sistema de acionamento superior modular 1. O tubo de distribuição 60m pode ser operado para pressionar o membro de acionamento linear 33 para exercer uma pré-carga em um sentido para baixo por sobre o anel de travamento 34. Durante a perfuração ou realização da mesma, a pré-carga pode prevenir ou mitigar vibração e/ou impacto a partir da operação de perfuração ou realização da mesma a partir de danificar a conexão de baioneta entre a unidade de perfuração 1d e a unidade de motor 1m. A aranha 75 pode então ser removida a partir da mesa rotativa 74 para levar a coluna de perfuração se estendida 8, 8s e a perfuração pode assim e ali continuar.

[121] Alternativamente, o apoio 8s pode ser conectado a coluna de perfuração 8 antes do eixo oco 37 ser conectado ao apoio, tal como que por intermédio do uso de linguetas.

[122] A Figura 6A ilustra a mudança de o sistema de acionamento superior modular 1 a partir do modo de perfuração para modo de revestimento. Uma vez que a perfuração da formação 86 tenha sido completada, a coluna de perfuração 8 pode ser retirada para fora da abertura de poço 77 por intermédio da reversão das etapas das Figura 5A-5I. Uma vez que a coluna de perfuração 8 tenha sido recuperada até a plataforma 7, a unidade de perfuração 1d pode ser liberada a partir da unidade de motor 1m e carregada por sobre a unidade de estrutura 1k por intermédio da reversão das etapas das Figuras 1A e 4A-4M. O sistema de motor de superfície 1 pode então ser mudado para o modo de revestimento por intermédio da repetição das etapas das Figuras 1A e 4A-4K para a unidade de alojamento 1c. O perfil de travamento 23k pode ter um comprimento suficiente para manter uma conexão por torção entre a unidade de alojamento 1c e a engrenagem de motor 23 na e entre as posições: pronta e de içar do compensador 25. O elevador de tubo de perfuração 9d pode ser desconectado e removido a partir dos ilhós inferiores dos vazadores 10. Cada um dos adaptadores pode então ser inserido no respectivo ilhó inferior e conectado ao respectivo vazador 10 e o elevador de revestimento 9c pode ser conectado aos adaptadores.

[123] As Figuras 6B-6F ilustram a extensão de uma coluna de revestimento 90 usando o sistema de acionamento superior modular 1n no modo de revestimento. Com referência especificamente a Figura 6B, uma vez que a unidade de alojamento 1c tenha sido conectada a unidade de motor 1m, o membro de suporte 5 pode ser desconectado a partir do braço 4 e armazenado sobre a barra lateral 13r. O grampo de tubo 17 pode então ser conectado ao braço 4m e a unidade de manipulação 1u operado para engajar o grampo de tubo com a junta de revestimento 90j. O grampo de tubo 17 pode ser manualmente atuado entre uma posição engatada e uma posição desengatada ou incluir um membro de acionamento, tal como um membro de acionamento hidráulico, para a atuação entre as posições. A coluna de revestimento 90j pode inicialmente ser localizada sobre a estrutura de sub piso e a unidade de manipulação 1u pode ser operado para elevar a junta de revestimento até o piso da plataforma 7f. O grampo de tubo 17 pode levar a junta de revestimento por sobre o piso da plataforma 7f ou segurar a junta de revestimento 90j até que o elevador de revestimento 9c seja ali engajado e então levar a junta de revestimento.

[124] Alternativamente, a junta de revestimento 90j pode ser localizada sobre a rampa 7r adjacente ao piso da plataforma 7f e o manipulador de tubo 1p operado para localizar o elevador 9c adjacente a parte de cima da junta de revestimento na ou através da porta em forma de V. Alternativamente, a unidade de manipulação 1h pode levar a junta de revestimento 90j para o piso da plataforma 7f e em alinhamento com a unidade de alojamento 1c e a unidade de manipulação 1h pode segurar a junta de revestimento enquanto a lança 40 e a ferramenta de enchimento 50 são estabilizadas na junta de revestimento, desta forma tornando óbvia a necessidade de usar o manipulador de tubo 1p para a extensão da coluna de revestimento 90.

[125] Com referência especialmente a Figura 6C, durante a mobilização da coluna de revestimento 90 na abertura de poço 77, uma vez que uma parte de cima da coluna de revestimento atinge o piso da plataforma 7f, a coluna de revestimento deve ser se estendida para continuar a mobilização. A mobilização pode ser paralisada por intermédio da paralisação da rotação da unidade de motor 1m, paralisação da injeção de fluido de perfuração 87, e a paralisação do rebaixamento do bloco de percurso 73t. A aranha 75 pode então ser instalada na mesa rotativa 74, desta forma longitudinalmente suportando a coluna de revestimento 90 a partir do piso da plataforma 7f. As carreiras da lança 45 podem ser liberadas a partir de uma junta superior da coluna de revestimento 90 por intermédio da operação do membro de acionamento linear 41. Uma vez que a lança 40 tenha sido liberada, o motor 1m e as unidades 1c de revestimento e o manipulador de tubo 1p podem então ser levantados por intermédio dói guincho 73 até que o elevador 9c esteja acima da parte de cima de junta de revestimento 90j. A tranca 57 da unidade de motor 1m pode então ser operada via a linha de controle 66 a para levar a articulação deslizante 12a partir do corpo de acionamento 22 e o membro de acionamento linear 1a operado via o cabo 67b para abaixar a articulação deslizante até que o elevador 9c esteja adjacente a parte de cima da junta de revestimento 90j. O elevador 9c pode ser aberto (ou já aberto) e o declive de ligação 11 operado para oscilar o elevador até o engate com um acoplamento superior da junta de revestimento 90j. O elevador 9c pode então ser fechado para seguramente agarrar a junta de revestimento 90j.

[126] Com referência especificamente a Figura 6D, o motor 1m e as unidades 1c de revestimento, manipulador de tubo 1p, e junta de revestimento 90j podem ser então elevados por intermédio do guincho 73 e o declive de ligação 11 operado para oscilar a junta de revestimento por sobre e em alinhamento com a lança 40. O compensador 25 pode sofrer um percurso em um sentido para cima e o regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode ser operado para manter o membro de acionamento de compensador 33 em uma pressão de identificação, tal como levemente menor do que a pressão requerida para suportar o peso do anel de travamento 34 e a unidade de alojamento 1c, de tal maneira que o compensador 25 flutue para a posição de içamento. Alternativamente, o compensador 25 pode ser dirigido primeiramente para a posição de içamento e o regulador de pressão pode ser usado para estabelecer uma pressão na posição de içamento.

[127] Com referência específica a Figura 6E, o membro de acionamento linear 1a pode ser operado via o cabo 67b para elevar a articulação deslizante 12, o elevador 9c, e a junta de revestimento 90j até que a lança 40 e a válvula de enchimento 50 sejam estabilizadas na junta de revestimento. Durante a estabilização, o amortecedor 42 pode engajar uma parte de cima da junta de revestimento 90j e o sensor de proximidade 68 pode ser monitorado por intermédio do console de controle 53 para detectar o percurso do compensador 25 até a posição de pronta. A câmera 63c também pode observar a estabilização da lança 40 na junta de revestimento 90j. Uma vez estabilizada, as carreiras de lança 45 podem ser engatadas com a junta de revestimento 90j por intermédio da operação do membro de acionamento linear 41.

[128] Com referência especificamente a Figura 6F, o elevador 9c pode ser aberto para levar a junta de revestimento 90j e o declive de ligação 11 operado para oscilar o elevador até uma posição livre da junta de revestimento. O membro de acionamento linear 1 a pode ser operado para elevar a articulação deslizante 12 até que a articulação deslizante seja alinhada com a tranca 57 da unidade de motor 1m. A tranca 57 da unidade de motor 1m pode então ser operada via a linha de controle 66a para prender a articulação deslizante 12 na unidade de motor 1m. O compensador 25 pode sofrer um percurso em um sentido para cima e o regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode ser operado para manter o membro de acionamento de compensador 33 em uma segunda pressão de identificação, tal como levemente menor do que a pressão requerida para suportar o peso do anel de travamento 34, unidade de alojamento 1c, e junta de revestimento 90j, de tal maneira que o compensador 25 oscila até a posição de içamento. Alternativamente, o compensador 25 pode ser dirigido primeiramente para a posição de içamento e o regulador de pressão pode ser usado para estabelecer uma pressão na posição de içamento. O motor 1m e as unidades 1c de revestimento, o manipulador de tubo 1p, e a junta de revestimento 90j podem ser abaixados por intermédio da operação do guincho 73 e um acoplamento inferior da junta de revestimento estabilizada na parte de cima do acoplamento da coluna de revestimento 90. Durante a estabilização, o sensor de proximidade 68 pode ser monitorado por intermédio do console de controle 53 para detectar percursos do compensador 25 até a posição pronta e o guincho 73 pode ser travado na posição pronta.

[129] A mesa rotativa 74 pode ser travada ou uma lingueta de suporte (não mostrada) pode ser engatada com a parte de cima do acoplamento da coluna de revestimento 90 e os motores de acionamento 18 podem ser operados para girar e apertar a conexão rosqueada entre a junta de revestimento 90j e a coluna de revestimento 90. A pressão hidráulica pode ser mantida no membro de acionamento linear 33 correspondendo ao peso do anel de travamento 34, unidade de alojamento 1c, e junta de revestimento 90j de tal maneira que a conexão rosqueada é mantida em uma condição neutra durante a montagem, o regulador de pressão do tubo de distribuição 60m pode aliviar pressão de fluido a partir do membro de acionamento linear 33 conforme a junta de revestimento 9oj está sendo montada na coluna de revestimento para manter a condição neutra enquanto o compensador 25 percorre em um sentido para baixo para acomodar o deslocamento longitudinal da conexão rosqueada.

[130] A Figura 6G ilustra o funcionamento da coluna de revestimento se estendida 90, 90j na abertura de poço 77 usando o sistema de acionamento superior modular 1. O tubo de distribuição 60m pode ser operado para pressionar o membro de acionamento linear 33 para exercer a pré-carga em um sentido para baixo por sobre o anel de travamento 34. A aranha 75 pode então ser removida a partir da mesa rotativa 74 para levar a coluna de revestimento se estendida 90, 90j e o funcionamento pode desta forma continuar. A injeção do fluido de perfuração 87 na coluna de revestimento se estendida 90, 90j e a rotação da mesma por intermédio dos motores de acionamento 18 permite a coluna de revestimento ser posicionada na abertura de poço 77.

[131] Alternativamente, o manipulador de tubo 1p pode permanecer conectado a unidade de motor 1m e a junta de revestimento 90j ao invés de estabilizado na coluna de revestimento 90 antes de estabilizar a lança 40 na junta de revestimento. Alternativamente, a junta de revestimento 90j pode ser liberada para o eixo central do poço por intermédio do manipulador de tubo 1p diretamente, seguro acima da coluna de revestimento 90, e estabilizado na lança 40 antes da montagem da junta de revestimento 90j na coluna de revestimento 90. Alternativamente, as etapas das Figuras 1A, 4A-4M e 5A-5I podem ser omitidas e a coluna de revestimento 90 pode ser perfurada na formação 86, desta forma simultaneamente se estendendo a abertura de poço 77 e mobilizando a coluna de revestimento na abertura de poço.

[132] A Figura 7 ilustra a cimentação da coluna de revestimento 90 usando o sistema de acionamento superior modular 1 em um modo de cimentação. Como uma sapata (não mostrada) da coluna de revestimento 90 se aproxima uma profundidade de mobilização desejada da coluna de revestimento, tal como adjacente a uma parte inferior da formação 86, a unidade de alojamento 1c e o manipulador de tubo 1p podem ser usados para montar um suspensor de revestimento 90h com a coluna de revestimento. Uma vez que o suspensor de revestimento 90h alcança o piso da plataforma 7f, a aranha 75 pode ser estabelecida.

[133] A unidade de alojamento 1c pode ser liberada a partir da unidade de motor 1m e carregada por sobre a unidade de estrutura 1k por intermédio da reversão das etapas das Figuras 1A e 4A-4M para a unidade de alojamento 1c. O sistema de motor de superfície 1 pode então ser mudado para o modo de cimentação por intermédio da repetição das etapas das Figuras 1A e 4A-4K para a unidade de cimentação 1s. O manipulador de tubo 1p (não mostrado) pode então ser usado para conectar uma coluna operacional 91 ao suspensor de revestimento 90h e se estender a coluna operacional até que o suspensor de revestimento 90h repouse no cabeçote de poço 76h.

[134] A coluna operacional 91 pode incluir um conjunto de mobilização de revestimento (Casing Deployment Assembly = CDA) 91d e uma haste operacional 91s, tal como uma das uma ou mais juntas do tubo de perfuração 8p conectadas conjuntamente, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade superior do CDA 91d pode ser conectada a uma extremidade inferior da haste operacional 91s, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O CDA 91d pode ser conectado ao suspensor de revestimento 90h, tal como que por intermédio do engate de uma porca de roda de baioneta (não mostrada) com um perfil de baioneta correspondente (não mostrado) formado no suspensor de revestimento. O CDA 91d pode incluir uma ferramenta de funcionamento, um sistema de liberação de porca de roda (não mostrado), e um conjunto de adensamento. O sistema de liberação de porca de roda pode incluir uma válvula de equalização e um limpador de porca de roda. O limpador de porca de roda pode ser liberadamente conectado a válvula de equalização, tal como que por intermédio de um prendedor de cisalhamento.

[135] Uma vez que o suspensor de revestimento 90h tenha sido sediado no cabeçote de poço 76h, uma extremidade superior da linha de cimento 92 pode ser conectada a uma entrada de um anel de amarração de cimento 53. Uma extremidade inferior da linha de cimento 92 pode ser conectada a uma saída de uma bomba de cimento 93. Uma válvula de fechamento de cimento 92v e um medidor de pressão de cimento 92g podem ser montadas como uma parte da linha de cimento 92. Uma extremidade superior de uma linha de alimentação de cimento 94 pode ser conectada a uma saída de um misturador de cimento 95 e uma extremidade inferior da linha de alimentação de cimento pode ser conectada a uma entrada da bomba de cimento 93.

[136] Uma vez que a linha de cimento 92 tenha sido conectada ao anel de amarração de cimento 53, o IBOP 38 pode ser fechado e os motores de acionamento 18 podem ser operados para rotar a coluna operacional 91 e a coluna de revestimento 90 durante a operação de cimentação. A bomba de cimento 93 pode então ser operada para injetar condicionador 96 a partir do misturador 95 e em um sentido para baixo da coluna de revestimento 90 via a linha de alimentação 94, a linha de cimento 92, o cabeçote de cimentação 51, e um orifício da coluna operacional 91. Uma vez que o condicionador 96 tenha circulado através da abertura de poço 77, pasta fluida de cimento 97 pode ser bombeada a partir do misturador 95 no anel de amarração de cimentação 53 por intermédio da bomba de cimento 93. A pasta fluida de cimento 97 pode fluir no lançador 54 e ser desviada passando pelo dardo 55 (não mostrado) via o desviador e as passagens de desvio. Uma vez que a quantidade desejada de pasta fluida de cimento 97 tenha sido bombeada, o dardo 55 pode ser liberado a partir do lançador 54 por intermédio da operação do membro de acionamento de lançador. O fluido cinzelador 98 pode ser bombeado no anel de amarração de cimentação 53 por intermédio da bomba de cimento 93. O fluido cinzelador 98 pode fluir no lançador 54 e ser forçado atrás do dardo 55 por intermédio do fechamento das passagens de desvio, desta forma lançando o dardo.

[137] O bombeamento de fluido cinzelador 98 por intermédio da bomba de cimento 93 pode continuar até que cimento residual na linha de cimento 92 tenha sido expurgado. O bombeamento do fluido cinzelador 98 pode então ser transferido para a bomba de lama 78 (não mostrada) por intermédio do fechamento da válvula 92v e a abertura do IBOP 38. O dardo 55 e a pasta fluida de cimento 97 podem ser dirigidos através do orifício da coluna operacional por intermédio do fluido cinzelador 98. O dardo 55 pode aterrissar por sobre o limpador da porca de roda e o bombeamento contínuo do fluido cinzelador 98 pode aumentar a pressão no orifício da coluna operacional contra o dardo sediado 55 até que uma pressão de liberação é atingida, desta forma fraturando o prendedor de cisalhamento. O bombeamento contínuo do fluido cinzelador 98 pode dirigir o dardo 55, o limpador de porca de roda, e a pasta fluida de cimento 97 através do orifício de revestimento. A pasta fluida de cimento 97 pode fluir através de um colar flutuante (não mostrado) e da sapata da coluna de revestimento 90, e em um sentido para cima até a coroa anular.

[138] O bombeamento do fluido cinzelador 98 pode continuar a dirigir a pasta fluida de cimento 97 na coroa anular até que o limpador de porca de roda colida com o colar flutuante. O bombeamento do fluido cinzelador 98 pode então ser paralisado e a rotação da coluna de revestimento 90 também pode ser paralisada. O colar flutuante pode fechar em resposta a paralisação do bombeamento. A coluna operacional 91 pode então ser rebaixada e estabelecer um conjunto do suspensor de revestimento 90h. . A conexão de baioneta pode ser liberada e a coluna operacional 91 pode ser recuperada para a plataforma 7.

[139] Adicionalmente, o cabeçote de cimentação 51 pode incluir um segundo lançador localizado abaixo do lançador 54 e tendo um dardo inferior e o sistema de liberação de porca de roda pode incluir um limpador de porca de roda inferior localizado abaixo do limpador de porca de roda e tendo um tubo de rompimento. O dardo inferior pode ser lançado imediatamente antes do bombeamento da pasta fluida de cimento 97 e levar a o li8mpador de porca de roda inferior. Uma vez que o limpador de porca de roda inferior colida com o colar flutuante, o tubo de rompimento pode romper desta forma permitindo com que a pasta fluida de cimento 97 desvie da porca de roda inferior sediada. Em outra adição a esta alternativa, um terceiro dardo e um terceiro limpador de porca de roda, cada um deles similar ao dardo inferior e a porca de roda inferior, podem ser empregados para bombear uma porca de roda do fluido espaçador imediatamente antes do bombeamento da pasta fluida de cimento 97.

[140] Alternativamente, o dardo 55 e o sistema de liberação de porca de roda podem ser omitidos, a haste operacional 91s pode ser feita de revestimento ao invés do tubo de perfuração, e o limpador de porca de roda pode ser disposto no lançador 54. Em ainda outra variante desta alternativa, o anel de amarração membro de acionamento 53 pode ser omitido e o lançador pode ter um membro de acionamento manual, tal como um pino de liberação, ao invés de um pino hidráulico.

[141] Alternativamente, para uma operação de revestimento (não mostrado) ou uma operação de revestimento submarino, a unidade de perfuração 1d pode ser usada outra vez depois do revestimento ou coluna de revestimento ter sido montada para a montagem de uma coluna operacional (não mostrada) usada para mobilizar o revestimento montado ou a coluna de revestimento na abertura de poço. O sistema de motor de superfície 1 pode ser mudado de volta para o modo de perfuração para a montagem da coluna operacional. A coluna operacional pode incluir um revestimento ou um conjunto de mobilização de revestimento e uma haste operacional do tubo de perfuração 8p de tal maneira que a unidade de perfuração 1d possa ser empregada para a montagem da haste operacional por intermédio da repetição sãs etapas das Figuras 5A- 5H. A etapa de perfuração da Figura 5I pode ser repetida para o posicionamento do revestimento ou da coluna de revestimento na abertura de poço.

[142] A Figura 8 ilustra o sistema de acionamento superior modular 1 em um modo de carga. No evento da carga 100 precisar ser transportada a partir da estrutura de sub piso para o piso da plataforma 7f, o membro de suporte 5 ou o grampo de tubo 17 podem ser desconectados a partir do braço 4 e armazenados sobre a barra lateral 13r. O gancho de carga 16 pode então ser conectado ao braço 4 e a unidade de manipulação 1u operado para engajar o gancho de carga com uma tipóia embrulhada acerca da carga 100. a unidade de manipulação 1u pode então ser operado para erguer a carga até o piso da plataforma 7f. a unidade de manipulação 1u pode então ser operado para levar a carga 100 por sobre o piso da plataforma 7f. A carga 100 pode ser peças de substituição para a unidade de motor 1m.

[143] As Figuras 9A e 9B ilustram um sistema de acionamento superior modular 101 alternativo, de acordo com outra realização da presente invenção. O sistema de acionamento superior modular 101 alternativo pode ser similar ao sistema de acionamento superior modular exceto por ter uma unidade de motor 101m alternativa e acoplamentos alternativos 102 para cada um dos: revestimento, perfuração, e unidade de cimentação. A unidade de motor alternativa 101m pode incluir os motores de acionamento 18, o esteio (rosca de calço) 19, o bocal de mangueira 20, o anel de amarração de lama 21, o corpo de acionamento 22, a engrenagem de motor 23, o carro 24, um compensador de roscas alternativo 103, o anela de amarração hidráulico 26, o mancal de empuxo inferior 27, o mancal de empuxo para cima 28, um chave de boca de back-up 29, a estrutura de anel de amarração 30, o retentor de suporte 31, a engrenagem de motor 32, e a tranca 57.

[144] Cada um dos acoplamentos alternativos 102 pode incluir um cabeçote 102h tendo um perfil de travamento externo, tal como um perfil de baioneta, um controle alternativo, tal como um membro de junção hidráulico, tal como uma parte de cima cônica macho 105m, a ranhura 15t (não mostrada) e as passagens hidráulicas 39/49. Cada um dos acoplamentos alternativos pode, adicionalmente, incluir o pescoço/gargalo 15n, o acostamento elevatório 15s, e o torso 15r. O compensador alternativo 103 pode incluir o membro de acionamento linear 33, um anel de travamento 104 alternativo, um membro de junção hidráulico alternativo, tal como um membro fêmea 105f, e os pinos de trava 35 (não mostrados). O anel de travamento 104 alternativo pode ter o flange externo 34f formado em uma extremidade superior do mesmo, um orifício formado através do mesmo, uma ou mais câmaras (não mostradas) alojando os pinos de trava 35 formados em uma superfície interna do mesmo, o perfil de travamento 34k formado em uma extremidade inferior do mesmo, e passagens formadas através de uma parede do mesmo para as câmaras. O membro de junção fêmea 105f pode ser conectado ao anel de travamento 104 alternativo tal como que por intermédio de retenção.

[145] O membro de junção fêmea 105f alternativo pode ter uma superfície cônica interna para corresponder com a parte de cima cônica 105m do respectivo acoplamento 102 alternativo, desta forma formando uma junção hidráulica alternativa 105m, f. O membro fêmea 105f alternativo pode ter bocais roscados para receber as respectivas brocas a partir do anel de amarração hidráulico 26 e as passagens conectando os bocais roscados e a superfície cônica interna. A parte de cima cônica 105m pode ter vedações dispostas ao longo da mesma para escanchar as passagens 39/49 e, quando da correspondência, as passagens 39/49 podem ser alinhadas com as respectivas passagens do membro fêmea 105f. A junção hidráulica alternativa 105m, f torna óbvia a necessidade para a orientação quando comparado a junção hidráulica 36.

[146] As Figuras 10A e 10B ilustram uma unidade de estrutura 106 alternativa para o sistema de acionamento superior modular 1, de acordo com outra realização da presente invenção. A unidade de estrutura 106 alternativa pode ser um carrossel e pode incluir uma plataforma/prato giratório inferior, um disco superior, um eixo conectando a plataforma/prato giratório e o disco, e um motor (não mostrado) para rotar a plataforma/prato giratório. Um comprimento do eixo pode corresponder a um comprimento da mais longa das unidades 1c, d, s, tal como sendo levemente maior do que o comprimento mais longo. O disco pode ter porcas de rodas de estacionamento (oito são mostradas), ali formadas para receber as unidades 1c, d,s. Cada uma das unidades 1c, d, s pode ser suspensa a partir do disco por intermédio do engate de uma porca de rodas de estacionamento com o respectivo acoplamento 15. A estrutura de carrossel 106 pode permitir que uma das unidades 1c, d, s esteja em uma posição de manutenção/ carga inicial sobre um lado traseiro da estrutura de carrossel enquanto outra das unidades esteja em uma posição de mobilização sobre um lado frontal da estrutura de carrossel de frente para a unidade de manipulação 1u.

[147] Alternativamente, a plataforma/prato giratório inferior pode ser uma base fixa e o disco superior pode ser uma plataforma/prato giratório ao invés.

[148] Adicionalmente, a unidade de estrutura 106 alternativa pode incluir um portal 109 para cada uma das locais de armazenamento. Cada um dos portais 109 pode ser conectado ao disco superior, tal como que por intermédio de uma articulação, e pode ser ali relativa e pivotante entre uma posição aberta e uma posição fechada. A unidade de estrutura 106 alternativa pode adicionalmente incluir membros de acionamento (não mostrados) para oscilar os portais 109 entre as posições e cada um dos membros de acionamento pode ser eletricamente, hidraulicamente, mecanicamente (por exemplo, por intermédio de controle de peso), ou pneumaticamente operados. Na posição aberta, cada um dos portais 109 também pode permitir o depósito ou a remoção de uma das unidades 1c, d, s na respectiva local de armazenamento e na posição fechada, cada um dos portais pode prender a unidade depositada no interior da local de armazenamento para evitar o escape da unidade ali depositada, tal como devido a um empuxo de uma unidade de perfuração offshore. Um uma realização, cada uma das locais de armazenamento pode incluir um perfil de travamento, idêntico ou similar ao perfil de travamento no anel de tranca 23, para prender uma ferramenta no seu interior. Em uma realização, a unidade de estrutura 106 pode incluir um manipulador de ferramenta integrado. O manipulador de ferramenta integrado pode ser usado para levar uma ferramenta para e/ou para receber uma ferramenta a partir do unidade de manipulação 1u.

[149] A Figura 10C ilustra uma segunda unidade de estrutura 107 alternativa para o motor de superfície modular, de acordo com outra realização da presente invenção. A segunda unidade de estrutura 107 alternativa pode incluir uma base, uma viga, duas ou mais (três são mostradas) colunas conectando a base a viga, tal como que or intermédio de soldagem ou retenção, e um elevador de unidade. Um comprimento das colunas pode corresponder a um comprimento da mais longa das unidades 1c, d, s, tal como sendo levemente maior do que o comprimento mais longo. As colunas podem ser espaçadas e afastadas e locais de armazenamento (quatro são mostradas) podem ser formadas na viga entre colunas adjacentes. As unidades 1c, d, s podem ser suspensas a partir da viga por intermédio do engate da local de armazenamento com os respectivos acoplamentos 15 das unidades. Em uma realização, cada uma das locais de armazenamento pode incluir um perfil de travamento, idêntico ou similar ao perfil de travamento no anel de tranca 23, para prender uma ferramenta no seu interior. Em uma realização, a unidade de estrutura 107 pode incluir um manipulador de ferramenta integrado. O manipulador de ferramenta integrado pode ser usado para levar uma ferramenta para e/ou para receber uma ferramenta a partir do unidade de manipulação 1u. O elevador de unidade pode incluir um deslizador transversalmente conectado a uma das colunas, um membro de acionamento linear (não mostrado) para elevar e para rebaixar o deslizador ao longo da coluna, e uma abertura formada através da base para receber uma porção inferior de uma das unidades 1c, d, s (unidade de alojamento 1c mostrada se estendendo através da abertura). O deslizador pode ter uma local de armazenamento de tal maneira que uma das unidades 1c, d, s possa ser ali suspensa e elevada e rebaixada conforme for necessário para facilitar o acesso por intermédio de um técnico 108 (um par é mostrado) em pé sobre a base ou sobre a estrutura de sub piso. O técnico 108 pode acessar a unidade 1c, d, s para a montagem inicial da mesma ou para a manutenção da mesma.

[150] Adicionalmente, a segunda unidade de estrutura 107 alternativa também pode ter a haste lateral 13r. Alternativamente, o elevador de unidade pode ser localizado em uma estrutura separada.

[151] As Figuras 11A-11C ilustram um unidade de manipulação alternativa 110 para o sistema de acionamento superior modular 1, de acordo com outra realização da presente invenção. a unidade de manipulação 110 alternativo pode incluir o trilho 1r, um guindaste 111, uma tipóia 112, um esteio superior 113, um esteio inferior 114, e um membro de acionamento linear 115.

[152] O guindaste 11 pode incluir uma retranca, uma articulação, um guincho, e um gancho. O guincho pode incluir um alojamento, um tambor (não mostrado) tendo uma linha de carga (não mostrada) ali enrolada, e um motor (não mostrado) para rotar o tambor para enrolar e para desenrolar a linha de carga. A linha de carga pode ser uma corda de fiação. O motor do guincho pode ser elétrico, hidráulico, ou pneumático. O alojamento do guincho pode ser conectado a retranca, tal com que por intermédio de retenção. O gancho pode ser preso a um ilhó de encaixe em uma extremidade da linha de carga. A retranca pode ser conectada a articulação, tal como que por intermédio de retenção. A articulação pode ser conectada a uma parte de trás do trilho 1r, tal como que por intermédio de retenção. A articulação pode suportar longitudinalmente a retranca a partir do trilho 1r enquanto permitindo uma ação pivotante da retranca em relação ao trilho entre uma posição de espera (mostrada) e uma posição de transferência (não mostrada) mais ou menos um quarto de uma virada/volta em um sentido à unidade de motor 1m. A tipóia 112 pode incluir um esteio (rosca de calço), uma estrutura, e uma local de armazenamento similar a local de armazenamento 14.

[153] Alternativamente, a articulação pode ser conectada a torre de poço de petróleo 7d para suportar a retranca a partir da torre de poço de petróleo ao invés do trilho 1r. Adicionalmente, o guindaste 111 pode incluir um motor giratório elétrico ou hidráulico (não mostrado) para posicionar a retranca acerca da articulação de uma forma pivotante. Adicionalmente, o guindaste 111 pode incluir um trilho de guia (não mostrado) conectado tal como que por intermédio de retenção a retranca e a estrutura de tipóia pode ter uma ranhura (não mostrada) engatada com o trilho de guia, desta forma prevenindo a oscilação da tipóia 112 em relação ao guindaste.

[154] O esteio superior 113 pode incluir um membro de suporte e uma articulação. Em uma posição de espera, uma das unidades (a unidade de cimentação 1s é aqui mostrada) pode ser sediada sobre o membro de suporte livre a partir da unidade de motor 1m. O membro de suporte pode ser conectado a articulação, tal como que por intermédio de retenção. A articulação pode ser conectada a parte de trás do trilho 1r, tal como que por intermédio de retenção. A articulação pode suportar longitudinalmente o membro de suporte a partir do trilho enquanto permitindo uma ação pivotante do membro de suporte em relação ao trilho entre a posição de espera (mostrada), uma posição de carga (não mostrada) em alinhamento com a unidade de motor 1m, e uma posição de transferência na metade do caminho entre a posição de espera e a posição de carga (correspondendo a posição de transferência do guindaste). O esteio superior 113 pode, adicionalmente, incluir um motor giratório elétrico ou hidráulico (não mostrado) para realizar uma ação pivotante do membro de suporte acerca da articulação.

[155] O esteio inferior 114 pode incluir um membro de suporte e uma articulação deslizante. Na posição de espera, uma das unidades (a unidade de perfuração 1d é aqui mostrada) pode ser sediada sobre o membro de suporte livre a partir da unidade de motor 1m. O membro de suporte pode ser conectado a articulação deslizante, tal como que por intermédio de retenção. A articulação deslizante pode ser transversalmente conectada a parte de trás do trilho 1 r, tal como que por intermédio de uma junta deslizante, enquanto estando livre para mover longitudinalmente ao longo do trilho entre a posição de espera (mostrada) e uma posição de manutenção similar aquela mostrada na Figura 10B. A articulação deslizante também pode ser conectada de forma pivotante ao membro de acionamento linear 115, tal como que por intermédio de retenção. A articulação deslizante pode suportar longitudinalmente o membro de suporte a partir do trilho 115 enquanto permitindo uma ação pivotante do membro de suporte em relação ao trilho entre a posição de espera (mostrada), uma posição de carga (não mostrada) em alinhamento com a unidade de motor 1m, e uma posição de transferência na metade do caminho entre a posição de espera e a posição de carga (correspondendo a posição de transferência do guindaste). O esteio inferior 114 pode, adicionalmente, incluir um motor giratório elétrico ou hidráulico (não mostrado) para realizar uma ação pivotante do membro de suporte acerca da articulação deslizante.

[156] Alternativamente, o trilho 1r pode ser trilhos gêmeos ao invés do mono trilho 2 e cada um dos esteios 113, 114 pode ser localizado erm um espaço entre os trilhos gêmeos. Cada um dos esteios 113, 114 nesta alternativa pode ter um membro de acionamento linear ao invés da respectiva articulação. Cada um dos membros de acionamento lineares pode ser conectado aos trilhos gêmeos ou a torre de poço de petróleo 7d para suportar o respectivo membro de suporte a partir dali e se operável para transversalmente mover o respectivo membro de suporte entre uma posição online alinhada com a unidade de motor 1m e uma posição desalinhada livre da unidade de motor. O guindaste 111 nesta alternativa também pode ter um membro de acionamento linear para um movimento transversal. Alternativamente, o membro de acionamento linear pode mover de lado para lado.

[157] O membro de acionamento linear 115 pode incluir uma base conectada a parte de trás do trilho 1r, tal como que por intermédio de retenção, um cilindro (não mostrado) conectado de forma pivotante a base, e um pistão (não mostrado) conectado de forma pivotante a articulação deslizante e disposto em um orifício do cilindro. O pistão pode dividir o orifício de cilindro em uma câmara de levantamento e uma câmara de rebaixamento e o cilindro pode ter portais formados através de uma parede do mesmo e cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com uma respectiva câmara. Cada um dos portais pode estar em comunicação fluida com o tubo de distribuição 60m da HPU via uma linha de controle (não mostrada). A alimentação de fluido hidráulico para o portal de levantamento pode mover a unidade de perfuração 1d para a posição de espera. A alimentação de fluido hidráulico para o portal de rebaixamento pode mover a unidade de perfuração 1d para a posição de manutenção. O piso da plataforma 7f pode ter uma abertura formada através do mesmo para receber a porção inferior da unidade de perfuração 1d na posição de manutenção para o devido acesso por intermédio do técnico da plataforma 108.

[158] Adicionalmente, o membro de acionamento linear 115 pode ser móvel para uma segunda posição de manutenção (não mostrada) para a unidade de alojamento 1c e uma terceira posição de manutenção (não mostrada) para a unidade de cimentação 1s. Adicionalmente, o membro de acionamento linear 115 pode ser móvel para mais do que uma posição de manutenção para qualquer ou para todas as unidades: de revestimento 1c, de perfuração 1d, e de cimentação 1s e pode ser capaz de parar em cada uma das posições de manutenção. Por exemplo, quando o esteio inferior 114 está segurando a unidade de alojamento 1c, o membro de acionamento linear 115 pode ser móvel para uma posição de manutenção superior para funcionar ou para substituir uma ferramenta de enchimento 50 da unidade de alojamento, uma posição de manutenção média para funcionar ou para substituir as carreiras 45 da unidade de alojamento, e/ou uma posição de manutenção inferior para acessar um membro de acionamento linear 41 da unidade de alojamento.

[159] Alternativamente, a o membro de acionamento linear 115 pode incluir um membro de acionamento linear eletromecânico.

[160] Alternativamente o membro de acionamento linear 115 pode incluir um membro de acionamento linear eletromecânico, tal como um motor e um parafuso guia ou pinhão e uma haste de engrenagem, ao invés do conjunto de pistão e de cilindro. Alternativamente, o membro de acionamento linear 115 pode incluir um membro de acionamento linear elétrico e/ou pneumático.

[161] O guindaste 111 pode ser operável para transferir qualquer uma das unidades 1c, d, s sobre qualquer um dos esteios 113, 114 para o outro esteio por intermédio de mover o guindaste e o esteio segurando a unidade para a posição de transferência, engatando a tipóia 112 com o acoplamento 15, e levantando ou abaixando a unidade até uma posição em alinhamento com o outro esteio 113, 114. O outro esteio pode então ser movido para a posição de transferência, e a tipóia operada para levar a unidade 1c, d, s por sobre o outro esteio.

[162] Alternativamente, a unidade de manipulação alternativo 110 poder ser usado em conjunto com a unidade de manipulação 1u conforme aqui a seguir. Ao invés do unidade de manipulação 1u levar ou recuperar uma das unidades 1c, d, s diretamente para/a partir de um dos esteios 113, 114 e o esteio pode ser operado para levar ou recuperar a unidade para/a partir da unidade de motor. Em uma variante adicional desta alternativa, um dos esteios 113, 114 pode ser usado com a unidade de manipulação 1u conforme aqui a seguir. a unidade de manipulação 1u pode levar uma das unidades 1c, d, s para o esteio 113, 114 enquanto a unidade de motor 1m está usando outra uma das unidades. a unidade de manipulação 1h pode então recuperar a unidade usada a partir da unidade de motor 1m e levar a unidade usada para a estrutura 1k. Assim que a unidade de manipulação 1h tenha recuperado a unidade usada, o esteio 113, 114 pode ser operado para levar a unidade correntemente segura para a unidade de motor 1m.

[163] Adicionalmente, a unidade de manipulação 110 alternativo pode incluir um portal 116 para cada um dos esteios 113, 114. Cada um dos portais 116 pode ser conectado ao respectivo esteio 113, 114, tal como que por intermédio de uma articulação, e pode ser ali pivotante em relação entre uma posição aberta e uma posição fechada. a unidade de manipulação 110 alternativo pode adicionalmente incluir membros de acionamento (não mostrados) pára oscilar os portais 116 entre as posições e cada um doa membros de acionamento pode ser eletricamente, hidraulicamente, ou pneumaticamente operado. Na posição aberta, cada um dos portais 116 pode permitir o depósito ou a remoção de uma das unidades 1c, d, s no membro de suporte e na posição fechada, cada um dos portais pode prender a unidade depositada no interior do membro de suporte para assegurar a mesma contra escape da unidade ali depositada, tal como que devido a um empuxo de uma unidade de perfuração offshore.

[164] Alternativamente, cada um dos portais 116 pode ser mecanicamente operado, a articulação do mesmo pode ter uma mola de torção desviando o portal em um sentido a posição aberta, e a unidade de manipulação alternativo 110 pode incluir trancas operáveis para prender os portais na posição fechada. Cada uma das trancas pode ser liberada por intermédio de um pino sobre a unidade de motor 1m que libera a tranca se o respectivo esteio 113, 114 estiver próximo a mesma, uma ligação que é operada por rotação do respectivo esteio em um sentido a unidade motor (abre quando o esteio é alinhado com a unidade de motor) e/ou um pino sobre a tipóia 112 que libera a tranca se o respectivo esteio 113, 114 estiver ali próximo.

[165] A Figura 12 ilustra um sub acessório de torque 120 para o sistema de acionamento superior modular 1, de acordo com outra realização da presente invenção. O sub torque 120 pode incluir uma interface externa não rotativa 121, uma estrutura de interface 122, um eixo de torque interno 123, uma ou mais células de carga 124 a,t, um ou mais acoplamentos sem fio 125r, 126s, um conjunto eletrônico de eixos 127r, um conjunto eletrônico de interface 127s, um contador de giros/voltas 128, e um escudo 129.

[166] O eixo de torque 123 pode ser tubular, pode ter um orifício formado através do mesmo, e pode ter acoplamentos, tais como uma caixa ou um pino rosqueado, formados na extremidade do mesmo. O eixo de torque 123 pode ter uma porção externa de diâmetro reduzido formando um recesso em uma superfície externa do mesmo. A célula de carga 124t pode incluir um circuito com um ou mais medidores de tensão e a célula de carga 124 a pode incluir um circuito com um ou mais medidores de tensão longitudinal, cada um dos medidores de tensão fixado a uma superfície externa da porção de diâmetro reduzido, tal como que por intermédio de adesivos. Os medidores de tensão podem cada um deles, ser feito de papel alumínio metálico, semicondutor ou fibra ótica.

[167] Adicionalmente, a célula de carga 124 a pode incluir um conjunto de medidores de tensão disposto ao redor do eixo de torque 123 de tal maneira que um ou mais momentos de flexão exercidos sobre o eixo de torque possam ser determinados a partir das medições dos medidores de tensão.

[168] Os acoplamentos sem fio 125r, s 126r, s, podem incluir acoplamentos de energia sem fio 125r, s e acoplamentos de dados sem fio 126r, s. Cada um dos conjuntos de acoplamentos 125r, s, 126r, s, pode incluir um membro de eixo 125s, 126s conectado ao eixo de torque 123 e um membro de interface alojado encapsulado 130s conectado a estrutura 122. Os acoplamentos de energia sem fio 125r, s podem, cada um deles, ser bobinas indutivas e os acoplamentos de dados sem fio 126r, s podem ser, cada um deles, uma antena. Os elementos eletrônicos do eixo podem ser conectados por intermédio de cabos e o conjunto eletrônico 127r, as células de carga 124a,t, e a antena 126r podem ser encapsuladas 130r no recesso. O escudo 129 pode ser localizado adjacente ao recesso e pode ser conectado a estrutura 122 (mostrado) ou conectado ao eixo 123 (não mostrado). A estrutura 122 pode ser conectada a estrutura do motor de superfície por intermédio de um esteio (não mostrado).

[169] Alternativamente, o eixo de torque 123 pode carregar uma fonte de energia, tal como uma bateria, capacitor, e/ou indutor, e os acoplamentos de energia sem fio 125r, s podem ser omitidos ou usados apenas para carregar a fonte de energia.

[170] O conjunto de eletrônicos do eixo 127r pode incluir um micro controlador, um conversor de potência, um amperímetro e um transmissor. O conversor de potência pode receber um sinal de potência AC a partir do acoplamento de energia e converter o sinal para um sinal de potência DC para a operação dos eletrônicos do eixo. O sinal de potência DC pode ser alimentado para as células de carga 124 a,t e o amperímetro pode medir a corrente. O micro controlador pode receber as medições a partir do amperímetro e digitalmente codificar as medições. O transmissor pode receber as medições digitalmente codificadas, modulá-las por sobre o sinal transportador, e alimentar o sinal modulado para a antena 126r.

[171] A antena de interface 126s pode receber o sinal modulado e o conjunto de eletrônicos de interface 127s pode incluir um receptor para demodular o sinal. O conjunto de interface 127s pode, adicionalmente, incluir um micro controlador para digitalmente decodificar as medições e converter as medições em torque e carga longitudinal. O conjunto de interface 127s pode enviar as medições convertidas para o console de controle 62 via um cabo de dados (não mostrado). O conjunto de interface 127s pode adicionalmente incluir um conversor de potência para alimentar o acoplamento de dados de interface com o sinal de potência AC. O conjunto de interface 127s também pode ser energizado por intermédio do cabo de dados ou incluir uma bateria.

[172] O contador de giros 128 pode incluir uma base 128h torsionalmente conectada ao eixo, uma engrenagem de giros 128g conectada a base, e um sensor de proximidade 128s conectado a estrutura 122 e localizado adjacente a engrenagem de giros. A engrenagem de giros 128g pode ser feita a partir de um metal ou liga metálica eletricamente condutivos e o sensor de proximidade 128s pode ser indutivo. O sensor de proximidade 128s pode incluir uma bobina transmissora, uma bobina receptora, um inversor para energizar a bobina transmissora, e um circuito detector conectado a bobina receptora. Um campo magnético gerado por intermédio da bobina transmissora pode induzir uma contracorrente na engrenagem de giros 128g. O campo magnético gerado por intermédio da contracorrente pode ser medido por intermédio do circuito detector e alimentado para o controlador de interface. O controlador de interface pode então converter a medição em um movimento angular e/ou velocidade e alimentar a medição convertida para o console de controle 53.

[173] Alternativamente, o sensor de proximidade 128s pode ser um efeito Hall, ultrasônico, ou ótico. Alternativamente, o contador de giros 128 pode incluir uma caixa de engrenagem ao invés de uma simples engrenagem de giro 128g para intensificar resolução.

[174] Um sub torque 120 pode ser adicionado a qualquer e a todos a seguir: a unidade de perfuração 1d, a unidade de alojamento 1c, e a unidade de cimentação 1s. Se adicionado a unidade de perfuração 1d ou a unidade de cimentação 1c, o eixo de torque 123 pode ser conectado ao eixo oco 37 ou e a estrutura de interface 122 pode ser suspensa a partir da parte debaixo do corpo de acionamento 22. SDe adicionado a unidade de alojamento 1c, o eixo de torque 123 pode ser conectado entre o acoplamento 15 e o colar 43 e a estrutura de interface 122 pode ser suspensa a partir da parte de baixo do corpo de acionamento 22.

[175] Alternativamente, o sub torque 120 pode ser adicionado a unidade de motor 1m ao invés das unidades de perfuração 1d, de revestimento 1c e/ou de cimentação 1s.

[176] Durante a operação de perfuração, o sub torque 120 pode ser usado para monitorar torque, carga longitudinal, e velocidade angular no que diz respeito a instabilidade, tal como a adesão (prender) da coluna de perfuração 8 ou o colapso da formação 86. O sub torque 120 também pode ser usado para monitorar a montagem das conexões rosqueadas entre o cano de equilíbrio 8s quando da perfuração ou para uma coluna operacional. Durante a operação de revestimento, o sub torque 120 pode ser usado para monitorar torque, giros, e o derivativo de torque no que diz respeito a giros para assegurar que as conexões rosqueadas entre as juntas de revestimento 90j estão apropriadamente montadas. Durante a operação de cimentação, o sub torque 120 pode ser usado para monitorar a cura da pasta fluida de cimento 97 por intermédio da medição da resistência por torção da mesma.

[177] O perfil de travamento entre a unidade de motor e a unidade de ferramenta da presente invenção pode ser quaisquer perfis adequados. Ao invés de perfis de baioneta, perfis de travamento móveis, possibilitados por intermédio de parafusos, blocos de travamento, ou outras estruturas adequadas, podem ser usados para ligar uma unidade de acionamento superior e uma unidade de ferramenta. Em uma realização, o perfil de travamento na unidade de motor e/ou na unidade de ferramenta pode ser um perfil de travamento móvel. O perfil de travamento pode mover entre uma posição aberta para permitir a inserção e a remoção de uma ferramenta e uma posição fechada para a transferência por torção ou cargas por torção.

[178] As Figuras 13A e 13B ilustram, esquematicamente, uma unidade de acionamento superior 1m’ tendo um perfil de travamento móvel para conectar com a unidade de ferramenta 1d’. Na Figura 13A, a unidade de acionamento superior 1m’ se encontra em uma posição aberta. Na Figura 13B, a unidade de acionamento superior se encontra em uma posição fechada. A unidade de acionamento superior 1m’ pode incluir um anel de acionamento 23’. Em uma realização, o anel de acionamento 23’ pode ser conectado a um rotor de um motor de acionamento. O anel de acionamento 23’ pode incluir uma pluralidade de blocos de travamento 23l’ disposta ao longo de uma superfície interna do anel de acionamento 23’. Na posição aberta, a pluralidade de blocos de travamento 23l’ pode se encontrar em uma posição direita superior para permitir um acoplamento 15’ da unidade de ferramenta 1d’ entrar no anel de acionamento 23’. Na posição fechada, a pluralidade de blocos de travamento 23l’ pode ser inclinada radialmente em um sentido para dentro formando um perfil de travamento para travar com um perfil de travamento 15l’ do e sobre o acoplamento 15’. Em uma realização, o bloco de travamento 23l’ pode ser movido entre a posição aberta e a posição fechada por intermédio de um ou mais membros de acionamento 23p’. Em uma realização, o membro de acionamento 23p’ pode ser um membro de acionamento linear. Em uma realização, junções de controle, tais como junções hidráulicas, junções elétricas, junções pneumáticas, junções de dados, e/ou junções de sinais podem ser formadas no anel de acionamento 23’ e o acoplamento 15’ para conectar fluidos pressurizados, energia elétrica ou sinais, e/ou dados entre a unidade de acionamento superior 1m’ e a unidade de ferramenta 1d’. Em uma realização, a unidade de acionamento superior 1m’ não inclui um compensador de roscas, tal como o compensador 25 na unidade de motor 1m. Alternativamente, o compensador, similar ao compensador 25 pode ser conectado ao anel de acionamento 23’.

[179] Deveria ser notado e observado que as várias realizações para as unidades de acionamentos superiores, as unidades de estruturas, as unidades manipuladores, e as unidades de ferramentas podem ser trocadas, misturadas, e/ou combinadas para atingir os resultados desejados.

[180] Embora as realizações aqui acima descritas são relacionadas a conexão de uma ferramenta a uma unidade de acionamento superior, os perfis de travamento de acordo com a presente invenção podem ser usados para conectar quaisquer tubulares, tais como conectar uma ferramenta a dispositivos adequados ou um adaptador, conectando um adaptador a uma unidade de acionamento superior, conectar uma ferramenta a um manipulador, conectar uma ferramenta a uma unidade de armazenamento, e os similares.

[181] Uma realização da presente invenção pode incluir um motor dse superfície compreendendo um corpo de acionamento e um anel de acionamento rotativamente acoplado ao corpo de acionamento, em que o anel de acionamento tem um perfil de travamento interno para seletivamente receber uma ferramenta.

[182] Uma realização da presente invenção pode incluir um motor de superfície compreendendo um motor de acionamento, e um anel de acionamento torsionalmente acoplado a um rotor do motor de acionamento, em que o anel de acionamento tem um perfil de travamento interno para seletivamente receber uma ferramenta.

[183] Uma realização da presente invenção proporciona um sistema de acionamento superior modular para a construção de uma abertura de poço. O sistema inclui uma unidade de motor compreendendo um corpo de acionamento, um motor de acionamento tendo um estator conectado ao corpo de acionamento, um carro para conectar o corpo acionado a um trilho de uma plataforma de perfuração, e um anel de acionamento torsionalmente conectado a um rotor do motor de acionamento, e tendo um perfil de travamento para seletivamente conectar um dos seguintes: uma unidade de perfuração, uma unidade de alojamento, e uma unidade de cimentação a unidade de motor.

[184] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui um unidade de manipulação localizado sobre ou adjacente a uma estrutura da plataforma de perfuração e operável para recuperar qualquer uma das unidades de perfuração, revestimento ou cimentação a partir de uma estrutura e levar a unidade recuperada para a unidade de motor.

[185] Em uma ou mais realizações, a unidade de manipulação compreende uma base para a montagem do unidade de manipulação na estrutura de sub piso da plataforma de perfuração, um coluna se estendendo a partir da base até uma altura acima de um piso da plataforma de perfuração, uma articulação deslizante transversalmente conectada à coluna, e um braço conectado a articulação deslizante.

[186] Em uma ou mais realizações, o braço compreende um segmento de antebraço, um segmento de braço de popa, e uma junta articulada/atuada conectando os segmentos de braço, e a a unidade de manipulação adicionalmente compreende um membro de suporte conectado ao segmento de antebraço e operável para engajar um torso de cada uma das unidades de perfuração, revestimento e de cimentação.

[187] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui as unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação, cada uma das unidades tendo um acoplamento e cada um dos acoplamentos tendo um cabeçote com um perfil de travamento para corresponder com o perfil de travamento do anel de acionamento.

[188] Em uma ou mais realizações, os perfis de travamento são perfis de baioneta.

[189] Em uma ou mais realizações, os acoplamentos das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação, cada um deles, adicionalmente têm um gargalo/pescoço se estendendo a partir do cabeçote, um acostamento elevatório conectado a uma extremidade inferior do gargalo, e um torso se estendendo a partir do acostamento elevatório.

[190] Em uma ou mais realizações, nas quais a unidade de motor adicionalmente compreende um compensador de roscas. O compensador de roscas inclui um anel de travamento torsionalmente conectado ao anel de acionamento, um membro de acionamento linear para mover o anel de travamento em relação ao anel de acionamento entre uma posição pronta e uma posição de içamento, e um pino de trava para seletivamente conectar qualquer uma das unidades de: perfuração, de revestimento e de cimentação ao anel de travamento.

[191] Em uma ou mais realizações, um flange do anel de travamento está engajado com o anel de acionamento na posição de içamento, cada um dos anel de acionamento e anel de travamento tem um perfil de travamento para travar o perfil de travamento corresponde conjuntamente, e o membro de acionamento linear também é para mover a unidade seletivamente conectada para a posição pronta.

[192] Em uma ou mais realizações, o anel de travamento e cada um dos cabeçotes de acoplamento, cada um deles, tem um conector de estabilização de uma junção de controle.

[193] Em uma ou mais realizações, o compensador de rosca adicionalmente compreende um conector de estabilização de uma junca de controle conectada ao anel de travamento e tendo uma pluralidade de passagens através dali formadas, cada um dos cabeçotes de acoplamento tem um conector de estabilização da junção de controle tendo uma pluralidade de passagens através dali formada, e cada um dos conectores de estabilização ér pelo menos cônico.

[194] Em uma ou mais realizações, a unidade de motor adicionalmente compreende um sensor de proximidade conectado ao corpo de acionamento para o monitoramento de uma posição do anel de travamento.

[195] Em uma ou mais realizações, a unidade de motor adicionalmente compreende um esteio (rosca de calço) conectado ao corpo de acionamento para receber um gancho de um bloco de percurso, uma estrutura de anel de amarração conectada ao corpo de acionamento, um anel de amarração de lama compreendendo um tambor externo conectado a estrutura de anel de amarração e um tambor interno tendo uma porção superior disposta no tambor externo e uma porção de agulha para estabilizar a vedação em um receptáculo de vedação de qualquer um dos acoplamentos, um bocal conectado ao tambor externo para receber uma mangueira de lama, um mancal de empuxo inferior para suportar o anel de acionamento para a rotação em relação ao corpo de acionamento.

[196] Em uma ou mais realizações, a unidade de motor adicionalmente compreende um controle do anel de amarração, o controle do anel de amarração compreende um tambor externo e um tambor interno tendo uma porção de cabeçote conectada a estrutura de anel de amarração e uma porção de mandril se estendendo ao longo do tambor externo, e a porção de agulha do anel de amarração de lama se estende através do controle do anel de amarração.

[197] Em, uma ou mais realizações, a unidade de motor adicionalmente compreende um chave de boca de back-up, e um chave de boca de backup compreende: um braço, uma articulação conectado o braço ao corpo de acionamento, e uma lingueta conectada ao braço e móvel ao longo do braço.

[198] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui a estrutura tendo uma porca de rodas de estacionamento para cada uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação.

[199] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente compreende um unidade de manipulação localizado sobre ou adjacente a uma estrutura da plataforma de perfuração e operável para recuperar qualquer uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação a partir da estrutura e levar a unidade recuperada para a unidade de motor, e a estrutura adicionalmente compreende uma barra lateral para segurar acessórios do unidade de manipulação.

[200] Em uma ou mais realizações, a estrutura compreende uma plataforma/prato giratório, um disco, e um eixo, e o disco tem uma local de armazenamento ali formada.

[201] Em uma ou mais realizações, a estrutura adicionalmente compreende um portal para cada uma das locais de armazenamento, cada um dos portais articulado com o disco para sofrer uma ação pivotante entre uma posição aberta e uma posição fechada para prender uma das unidades de perfuração, de revestimento ou de cimentação na respectiva local de armazenamento.

[202] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui um unidade de manipulação localizado sobre ou adjacente a uma estrutura da plataforma de perfuração e operável para recuperar qualquer uma das: unidade de perfuração, unidade de revestimento, e unidade de cimentação a partir de uma estrutura e levar a unidade recuperada para a unidade de motor, e uma estrutura de acessórios para segurar os acessórios do unidade de manipulação.

[203] Em uma ou mais realizações, a estrutura compreende uma base, uma viga, duas ou mais colunas conectando a base a viga, e um elevador de unidade, a local de armazenamento são formados a viga, e o elevador de unidade compreende um deslizador conectado a uma das colunas e tendo uma local de armazenamento adicional e uma abertura formada através da base para receber uma porção inferior de qualquer uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação.

[204] Em uma ou mais realizações, cada uma das unidades de perfuração, e de cimentação compreende um equipamento para prevenir explosões internas (internal blowout preventer = IBOP) disposto em um orifício da respectiva unidade, um eixo oco conectado ao respectivo acoplamento, e uma passagem se estendendo a partir do cabeçote para um membro de acionamento do IBOP.

[205] Em uma ou mais realizações, a unidade de cimentação adicionalmente compreende um anel de amarração de cimentação. O anel de amarração de cimentação compreende um alojamento tendo uma entrada formada através de uma parede do mesmo para a conexão de uma linha de cimento, um mandril conectado ao respectivo eixo oco e tendo um portal formado através de uma parede do mesmo em comunicação fluida com a entrada, um suporte para suportar a rotação do mandril relativa ao alojamento, e um conjunto de vedação para isolar a comunicação de entrada-portal.

[206] Em uma ou mais realizações, a unidade de cimentação adicionalmente compreende um lançador. O lançador compreende um corpo conectado ao mandril do anel de amarração, um dardo disposto no corpo do lançador, e um portal tendo uma porção se estendendo no lançador para ali capturar o dardo e sendo móvel para uma posição de liberação permitindo ao dardo percorrer passando pela passagem.

[207] Em uma ou mais realizações, a unidade de alojamento compreende um grampo. O grampo compreende um conjunto de membros de suporte para engajar uma superfície de uma junta de revestimento, desta forma ancorando a junta de revestimento na unidade de alojamento, e um membro de acionamento para seletivamente engajar e desengajar o grampo com uma junta de revestimento, e uma vedação de estabilização para engajar uma superfície interna da junta de revestimento.

[208] Em uma ou mais realizações, o grampo adicionalmente compreende um mandril tendo os membros de suporte ali sobre dispostos, um colar longitudinalmente e torsionalmente conectando o mandril ao respectivo acoplamento, e um tubo de vedação fluidamente conectando o mandril e o respectivo acoplamento.

[209] Em uma ou mais realizações, a unidade de alojamento adicionalmente compreende uma ferramenta de enchimento compreendendo uma vedação de estabilização, uma válvula poupadora de lama, e uma válvula de liberação.

[210] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente compreende uma câmera de vídeo montada na unidade de motor para monitorar o alinhamento do perfil de travamento.

[211] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente compreende um manipulador de tubo. O manipulador de tubo inclui um para de vazadores, uma articulação deslizante para conectar os vazadores ao trilho, um declive de ligação conectado de forma pivotante a articulação deslizante e a cada um dos vazadores para oscilar os vazadores em relação à articulação deslizante, e um membro de acionamento linear para mover a articulação deslizante em relação a unidade de motor, na qual a unidade de motor adicionalmente compreende uma tranca para seletivamente conectar a articulação deslizante ao corpo de acionamento.

[212] Em uma ou mais realizações, um motor linear é acoplado ao manipulador de tubo.

[213] Em uma ou mais realizações, o membro de acionamento linear compreende uma estrutura de engrenagem conectada de forma pivotante a articulação deslizante, e um motor de pinhão compreendendo um estator conectado ao corpo de acionamento e um rotor engrenado com a estrutura.

[214] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente compreende o trilho para a conexão a pelo menos um dos: um piso e uma torre de poço de petróleo da plataforma de perfuração.

[215] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente compreende um sub torque para a montagem com uma das unidades. O sub torque compreende uma interface não rotativa, um eixo de torque, um medidor de tensão disposto sobre o eixo de torque e orientado para medir o torque exercido sobre o eixo de torque, um transmissor disposto sobre o eixo de torque e em comunicação com o medidor de tensão, o transmissor sendo operável para transmitir sem fio a medição de torque para a interface, uma engrenagem de giros torsionalmente conectada ao eixo de torque, e um sensor de proximidade conectado a interface e localizado adjacente a engrenagem de giros.

[216] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui um conjunto de medidores de tensão. Cada um dos medidores de tensão é disposto sobre o eixo de torque e orientado para medir a carga longitudinal exercida sobre o eixo de torque, e o conjunto é espaçado ao redor do eixo de torque para a medição de um momento de flexão exercido sobre o eixo de torque.

[217] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui pelo menos um trilho para a conexão de pelo menos um dos: um piso e uma torre de poço de petróleo de uma plataforma de perfuração, um esteio para segurar qualquer uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação e móvel em relação ao trilho entre uma posição de espera e uma posição de conexão, na qual a unidade segura por intermédio do esteio é alinhada com a unidade de motor na posição de conexão e livre da unidade de motor na posição de espera.

[218] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui um unidade de manipulação localizado sobre ou adjacente a uma estrutura de sub-piso da plataforma de perfuração e operável para recuperar qualquer uma das unidades de: perfuração, revestimento e de cimentação a partir de uma estrutura e levar a unidade recuperada para o esteio, e recuperar qualquer uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação a partir da unidade motor e levar a unidade recuperada para a estrutura.

[219] Em uma ou mais realizações, o sistema adicionalmente inclui um portal articulado com o esteio para sofrer uma ação pivotante entre uma posição aberta e uma posição fechada para prender uma das unidades de perfuração, de revestimento e de cimentação em um membro de suporte do esteio.

[220] Outra realização da presente invenção proporciona um método para operar um sistema de acionamento superior modular. O método inclui a recuperação de uma unidade de perfuração a partir de uma unidade de estrutura localizada abaixo de um piso de uma plataforma de perfuração, elevar a unidade de perfuração recuperada até o ou acima do piso da plataforma, levar a unidade de perfuração recuperada para uma unidade de motor conectada a um trilho da plataforma de perfuração, alinhar um perfil de travamento da unidade de motor com um perfil de travamento da unidade de perfuração, inserir a unidade de perfuração na unidade de motor, e engajar o perfil de travamento, desta forma conectando a unidade de perfuração a unidade de motor.

[221] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a operação de um compensador da unidade de motor para abaixar um anel de travamento da mesma em um engate com o perfil de travamento engajado, desta forma torsionalmente travando os perfis, e engatando um ou mais pinos de trava carregados por intermédio do anel de travamento com a unidade de perfuração, desta forma conectando a unidade de perfuração ao anel de travamento.

[222] Em uma ou mais realizações, o rebaixamento do anel de travamento também monta uma junção de controle entre o motor e as unidades de perfuração.

[223] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a operação de um chave de boca de back-up da unidade de motor para mover uma lingueta ao longo de um braço do chave de boca de back-up até que a lingueta seja posicionada adjacente ao eixo oco da unidade perfuração.

[224] Em uma ou mais realização, o método adicionalmente inclui a liberação de um unidade de manipulação a partir da unidade de motor,o rebaixamento do manipulador de tubo liberado para posicionar um elevador adjacente a um acoplamento superior de um cano de equilíbrio de um tubo de perfuração, fechando o elevador para segurar o cano de equilíbrio, elevando o cano de equilíbrio seguro e operando o declive de ligação do manipulador de tubo para oscilar o cano de equilíbrio em um alinhamento com o eixo oco, elevando o manipulador de tubo e o cano de equilíbrio seguro para engajar ao acoplamento superior com o eixo oco, engatando a lingueta de suporte com, o acoplamento superior, e operando a unidade de motor para aparafusar o eixo oco no acoplamento superior enquanto operando o compensador para manter uma condição neutra.

[225] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui o manipulador de tubo e o cano de equilíbrio seguro serem adicionalmente elevados depois do engate do acoplamento superior com o eixo oco para realizar um percurso do compensador a partir de uma posição de içamento para uma posição pronta.

[226] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a liberação do elevador e da lingueta de suporte a partir do cano de equilíbrio, o rebaixamento do motor e das unidades de perfuração para estabilizar o cano de equilíbrio conectado em uma coluna de perfuração ou uma coluna operacional, e operar a unidade de motor para aparafusar o cano de equilíbrio na coluna de perfuração ou coluna operacional enquanto operando o compensador para manter uma condição neutra, desta forma se estendendo a coluna de perfuração ou a coluna operacional.

[227] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a substituição da unidade de perfuração com uma unidade de alojamento a partir da estrutura de unidade, a liberação de um unidade de manipulação a partir da unidade de motor, o rebaixamento do manipulador de tubo liberado para posicionar um elevador adjacente a um acoplamento superior de uma junta de revestimento ou cobertura, fechando o elevador para segurar a junta de revestimento ou cobertura, elevando a junta de revestimento ou cobertura segura e operando um declive de ligação do manipulador de tubo para oscilar o cano de equilíbrio em um alinhamento com um grampo e a unidade de alojamento, elevando o manipulador de tubo e a junta de revestimento e cobertura segura para estabilizar uma vedação da unidade de alojamento na junta de revestimento e cobertura, e operando o grampo para ancorar a junta de revestimento e cobertura vedada na unidade de alojamento.

[228] Em uma ou mais realizações, o manipulador de tubo e a junta de revestimento e cobertura ancorada são adicionalmente elevadas depois da estabilização da vedação para realizar um percurso do compensador a partir de uma posição de içamento para uma posição pronta.

[229] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a liberação do elevador e da lingueta de suporte a partir de uma junta de revestimento e cobertura ancorada, o rebaixamento do motor e das unidades de perfuração para estabilizar a junta de revestimento e cobertura ancorada em uma coluna de revestimento ou de cobertura, e a operação da unidade de motor para aparafusar a junta na coluna de revestimento ou de cobertura enquanto operando um compensador da unidade de motor para manter uma condição neutra, desta forma se estendendo a coluna de revestimento ou de cobertura.

[230] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a substituição da unidade de perfuração com uma unidade de cimentação a partir da estrutura de unidade, usando uma coluna operacional para estabelecer um suspensor de uma coluna de revestimento ou cobertura, conectando uma linha de cimento a um anel de amarração da unidade de cimentação, operando a unidade de motor para rotar a coluna operacional e a coluna de revestimento ou cobertura, e enquanto girando as colunas, bombear pasta fluida de cimento através das linhas de cimento e da unidade de cimentação, operando um membro de acionamento da unidade de cimentação para lançar um dardo a partir do lançador da unidade de cimentação, e bombear fluido cinzelador atrás do dardo, desta forma dirigindo a pasta fluida de cimento através da coluna operacional, liberando ali um contato corrediço de porca de roda e dirigindo a pasta fluida de cimento através da coluna de revestimento ou cobertura e na coroa anular formada entre a coluna de revestimento ou cobertura e uma abertura de poço.

[231] Em uma ou mais realizações, a unidade de perfuração é recuperada, elevada, e liberada por intermédio de uma unidade de manipulação tendo um membro de suporte conectado a um braço da mesma.

[232] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a remoção do membro de suporte a partir do braço dão unidade de manipulação, e a conexão de um grampo de tubo ao braço, operando a unidade de manipulação para engajar o grampo de tubo com uma junta do revestimento ou cobertura localizada abaixo do piso da plataforma e operando a unidade de manipulação para elevar a junta de revestimento ou cobertura até o piso da plataforma.

[233] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a substituição da unidade de perfuração com uma unidade de alojamento a partir da estrutura de unidade, na qual a unidade de manipulação é adicionalmente operado para levar a junta de revestimento ou cobertura em um alinhamento com a unidade de alojamento e para segurar a junta de revestimento ou cobertura enquanto a unidade de alojamento é estabilizada na junta de revestimento ou cobertura.

[234] Em uma ou mais realizações, o método adicionalmente inclui a remoção do membro de suporte a parti do braço da unidade de manipulação, e a conexão de um gancho de carga no braço, operando a unidade de manipulação para engajar o gancho de carga com a carga localizada abaixo do piso da plataforma, e operando a unidade de manipulação para elevar a carga até o piso da plataforma.

[235] Em uma ou mais realizações, o membro de suporte é removido e o grampo de tubo ou gancho de carga está conectado por intermédio de operação remota de um sistema de rápida conexão.

[236] Enquanto tudo aqui acima é direcionado as realizações da presente invenção, outras realizações e também realizações adicionais da invenção podem ser idealizadas sem partir a partir do escopo básico das mesmas, e o escopo da invenção é determinado por intermédio das reivindicações que aqui seguem.

Claims (23)

1. Motor de superfície, caracterizado pelo fato que compreende: um corpo de acionamento incluindo uma câmara; um motor de acionamento, em que um estator do motor de acionamento está conectado ao corpo de acionamento; e um anel de acionamento torsionalmente acoplado a um rotor do motor de acionamento e pelo menos parcialmente disposto na câmara, em que o anel de acionamento tem um orifício central e um perfil de travamento interno para seletivamente receber um perfil de travamento de uma ferramenta, o perfil de travamento interno formado em uma superfície interna do orifício central; um compensador de rosca que inclui: um anel de travamento disposto acima do anel de acionamento e torsionalmente conectado ao anel de acionamento; e um membro de acionamento linear para mover o anel de travamento em relação ao anel de acionamento entre uma posição pronta e uma posição de içamento.

2. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um perfil de travamento é formado em uma porção superior do orifício central.

3. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o perfil de travamento interno compreende um perfil de baioneta.

4. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compensador de rosca adicionalmente compreende um membro de travamento para seletivamente conectar o anel de travamento à ferramenta recebida no anel de acionamento, e o membro de acionamento linear move a ferramenta e o anel de travamento juntos quando o membro de travamento conecta o anel de travamento à ferramenta.

5. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel de travamento inclui um perfil de travamento, em que o perfil de travamento do anel de acionamento e o perfil de travamento do anel de travamento travam a ferramenta em uma posição correspondente com o perfil de travamento interno do anel de acionamento.

6. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma junção de controle.

7. Motor de superfície de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a junção de controle compreende um conector de estabilização tendo uma pluralidade de cabos ou uma pluralidade de passagens formadas através do anel de travamento.

8. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um sensor de proximidade conectado ao corpo de acionamento para o monitoramento de uma posição do anel de travamento.

9. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma câmera de vídeo para monitorar o alinhamento da ferramenta com o perfil de travamento interno.

10. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um ou mais mancais de empuxo dispostos dentro da câmara e entre o corpo de acionamento e o anel de acionamento.

11. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o perfil de travamento interno é um perfil móvel.

12. Motor de superfície, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um ou mais mancais de empuxo são configurados para transferir carga axial entre o corpo de acionamento e o anel de acionamento.

13. Sistema de acionamento superior modular, caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de motor, compreendendo: um corpo de acionamento incluindo uma câmara; um motor de acionamento, em que um estator do motor de acionamento está conectado ao corpo de acionamento; e um anel de acionamento torsionalmente acoplado a um rotor do motor de acionamento e pelo menos parcialmente disposto na câmara, em que o anel de acionamento tem um perfil de travamento interno para seletivamente receber um perfil de travamento de uma ferramenta, o perfil de travamento interno formado em uma superfície interna do orifício central; uma estrutura tendo um local de armazenamento para receber a ferramenta; e um manipulador de unidade para recuperar a ferramenta a partir da estrutura e levar a ferramenta para a unidade de acionamento.

14. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o manipulador de unidade compreende: uma base; uma coluna se estendendo a partir da base; uma articulação deslizante transversalmente conectada a coluna; e um braço conectado a articulação deslizante, em que o braço compreende um membro de suporte para engajar a ferramenta.

15. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma ou mais ferramentas, em que cada uma das uma ou mais ferramentas compreende: um cabeçote de acoplamento com um perfil de travamento externo para corresponder com o perfil de travamento interno do anel de acionamento.

16. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os perfis de travamento são perfis de baioneta.

17. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o cabeçote de acoplamento tem uma junção de controle.

18. Método para a operação de um sistema de acionamento superior modular, caracterizado pelo fato de que compreende: alinhar um perfil de travamento de uma ferramenta com um perfil de travamento interno formado em uma superfície interna de um orifício central de um anel de acionamento, o anel de acionamento tendo uma engrenagem engajada com uma engrenagem de uma unidade de motor; inserir a ferramenta na unidade de motor; engajar os perfis de travamento para conectar a ferramenta à unidade de motor rotacionando o perfil de travamento da ferramenta em relação ao perfil de travamento interno, e rotacionar o anel de acionamento e a ferramenta usando a unidade de motor.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: baixar um anel de travamento entre os perfis de travamento engajados da ferramenta e do anel de acionamento para travar torsionalmente os perfis de travamentos; e engajar um ou mais membros de travamento carregados por intermédio do anel de travamento com a ferramenta.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o baixar o anel de travamento conecta uma junção de controle entre o anel de travamento e a ferramenta.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: mover o anel de travamento engajado e a ferramenta entre uma posição de içamento e uma posição pronta; e desempenhar uma de uma operação de perfuração, revestimento e cimentação com a ferramenta.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende usar um membro de acionamento linear conectado a unidade de motor para elevar uma coluna de operação fixada a ferramenta.

23. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui transferir carga entre o anel de acionamento e o corpo de acionamento, em que o anel de acionamento está pelo menos parcialmente disposto em uma câmara de um corpo de acionamento.