BRPI1014431B1

BRPI1014431B1 - Método de acrescentar uma junta de tubo a uma coluna de condutor e elevador de anel segmentado

Info

Publication number: BRPI1014431B1
Application number: BRPI1014431-5A
Authority: BR
Inventors: Jeremy Richard Angelle; Logan Essex Smith
Original assignee: Frank's International, Llc
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US20100319932A1; CA2766066C; US9115548B2; GB2483605A; BR122019005955B8; US9115547B2; AU2010270999A1; CA2766066A1; WO2011005501A3; GB2483605B; BRPI1014431A2; AU2010270999B2; GB201200066D0; US20130186643A1; WO2011005501A2; BR122019005955B1

Abstract

aparelho de levantamento tubular de grande diâmetro e métodos. a presente invenção se refere a um método de acrescentar uma junta de tubo a uma coluna de condutor inclui fixar a coluna de condutor com uma aranha, agarrar uma extremidade superior da junta de tubo com um elevador de anel segmentado, engatar uma pluralidade de cunhas do elevador com um perfil externo da junta de tubo, elevar a junta de tubo agarrada a partir da não vertical para a vertical, posicionar a junta vertical do tubo no topo da coluna de condutor fixada, fixar a junta de tubo à coluna de condutor, liberar a coluna de condutor a partir da aranha, e reter a junta de tubo e a coluna de condutor com o elevador de anel segmentado.

Description

MÉTODO DE ACRESCENTAR UMA JUNTA DE TUBO A UMA COLUNA DE CONDUTOR E ELEVADOR DE ANEL SEGMENTADO

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a aparelhos e métodos para levantar e instalar tubulares de grande diâmetro com uma sonda de perfuração. Mais particularmente, a presente invenção se refere a aparelhos e métodos para elevar seções horizontais de tubo de diâmetro grande para montar as mesmas no topo de colunas verticais de tubo de diâmetro grande. Mais particularmente ainda, a presente invenção se refere a aparelhos e métodos para elevar seções horizontais de tubo condutor para instalar os mesmos no topo de colunas verticais de tubo condutor estendendo para dentro de um furo de poço.

Antecedentes da Invenção

[002] Com referência à figura 11, uma vista em perspectiva é mostrada de uma sonda de perfuração 50 utilizada para descer elementos tubulares 52 (por exemplo, revestimento, tubo de perfuração, etc.) para o fundo do poço em um furo de poço. Como mostrado, a sonda de perfuração 50 inclui uma estrutura de armação conhecida como uma "torre" 54 da qual um bloco de deslocamento 56 e um elevador 58 e/ou um acionamento superior (não mostrado) podem ser utilizados para manipular (por exemplo, elevar, abaixar, girar, reter, etc.) elementos tubulares 52. Como mostrado, o bloco de deslocamento 56 é um dispositivo que é localizado em ou próximo ao topo da torre 54, no qual o bloco de deslocamento 56 pode se mover para cima e para baixo (isto é, verticalmente como representado) para elevar ou abaixar elementos tubulares 52. Como mostrado, o bloco de deslocamento pode ser um bloco simples "estilo polia" e pode ter um gancho 60 do qual objetos abaixo (por exemplo, elevador 58) podem ser suspensos. Adicionalmente, o elevador 58 pode ser também acoplado abaixo do bloco de deslocamento 56 e/ou um acionamento superior (não mostrado) para segurar seletivamente ou liberar elementos tubulares 52 à medida que são elevados ou abaixados na e a partir da torre 54. Tipicamente, o elevador 58 inclui componentes de agarramento móveis (por exemplo, cunhas) móveis entre uma posição aberta e uma posição fechada (mostrada na figura 11). Na posição fechada, os componentes móveis formam um anel de suporte de carga (ou ressalto) em torno ou sobre o qual elementos tubulares 52 podem se apoiar e ser elevados. Na posição aberta, os componentes móveis do elevador 58 podem se mover para longe um do outro para permitir que os elementos tubulares 52 sejam colocados no ou removidos do elevador 58.

[003] Ao montar uma coluna de elementos tubulares 52 juntos, os elementos tubulares 52 podem ser removidos de uma prateleira de tubo 62 e puxados, ou de outro modo transportados, em direção a uma abertura de acesso 64, por exemplo, uma porta-v, na torre 54 da sonda de perfuração 50. Os elementos tubulares 52 podem ser carregados sobre uma rampa de tubo 66 adjacente à abertura de acesso 64, na qual um batente extremo rigidamente montado 68 pode encostar-se às extremidades dos elementos tubulares 52 para sustentar os elementos tubulares 52 para cima contra a abertura de acesso 64.

[004] Artigos no formato tubular têm uma variedade de uso em operações em campo de óleo incluindo, porém não limitados a, tubo de perfuração, colares de perfuração, revestimento, tubulação espiralada contínua, e similar. Tal artigo no formato tubular utilizado na exploração e perfuração é o tubo condutor. Genericamente, o tubo condutor (por exemplo, tubo de acionamento) é um tubo de diâmetro grande (por exemplo, entre aproximadamente 75 cm e aproximadamente 100 cm ou aproximadamente 50 cm a aproximadamente 182 cm em diâmetro), normalmente construído de aço, que estende a partir da cabeça do poço para dentro da terra ou fundo do oceano. Como tal, uma coluna de seções de tubo condutor (isto é, uma coluna de condutor) é tipicamente a primeira coluna de "revestimento" estendida para dentro do furo do poço, e serve para estabilizar o sedimento em volta do furo de poço para evitar que o mesmo desmorone.

[005] A instalação da coluna de condutor pode ser realizada em qualquer número de modos. Na terra, a coluna de condutor pode ser acionada para dentro da terra a partir de cima com um parelho de martelo de carga de impacto. Em certos locais, escavação pode ser necessária antes de acionar a coluna de condutor para dentro do segmento não coberto. Offshore, colunas condutoras podem ser similarmente instaladas, utilizando técnicas de escavação e acionamento por impacto. Em ambientes do fundo do mar, colunas condutoras podem ser "perfuradas por jato de fluido", por exemplo, com um fluido pressurizado descarregado (por exemplo, água do mar) em uma extremidade distal da coluna de condutor deslocando o segmento à medida que a coluna de condutor é avançada para dentro do fundo do mar. Após tal processo de perfuração por jato de fluido, um processo de acionamento por impacto pode ser realizado para forçar a coluna de condutor adicionalmente para dentro do fundo do mar, se desejado. Adicionalmente ou alternativamente, em ambientes do fundo do mar, colunas condutoras podem ser "sugadas" para dentro do fundo do mar por encher a coluna com água, vedando a coluna de condutor e então bombeando ou evacuando a água retida a partir do furo interno da coluna de condutor. À medida que a água é removida do furo vedado da coluna de condutor, o condutor é mergulhado mais profundamente no fundo do mar visto que o segmento do fundo do mar substitui a água evacuada. Após tal processo de sucção, um processo de acionamento por impacto pode ser realizado para forçar a coluna de condutor adicionalmente para dentro do fundo do mar, se desejado. Alternativamente, o acionamento por impacto pode ser realizado simultaneamente à medida que a coluna de condutor é perfurada por jato de fluido ou sugada para dentro do fundo do mar.

[006] Embora colunas condutoras sejam relativamente às colunas de revestimento maiores (diâmetro) e mais curtas (comprimento) utilizadas para revestir um furo de poço, as colunas são ainda longas o bastante para serem montadas de várias seções, ou juntas, do tubo condutor. Como tal, devido ao seu diâmetro grande e colocação permanente desejada em torno do furo do poço, colunas condutoras são tipicamente montadas, no local, de várias juntas de tubo condutor com 20-40 pés de comprimento, e podem ser rosqueadas ou soldadas juntas extremidade com extremidade.

[007] Historicamente, a montagem de colunas de tubo condutor no piso da sonda tem sido um processo difícil e demorado. Em um método de exemplo, para instalar uma nova junta de tubo condutor no topo de um tubo condutor de coluna já engatado no furo do poço, uma série de olhais de levantamento e olhais de manuseio é afixada à periferia externa do diâmetro grande e junta de parede pesada de tubo condutor a ser adicionada. Em particular, um par de olhais de levantamento de carga pesada é fixado, tipicamente separado em 180° próximo à extremidade mais superior do tubo condutor enquanto permanece horizontal, na prateleira de tubo ou em outro local em ou próximo à sonda de perfuração. A seguir, pelo menos um par de olhais de manuseio é adicionado à junta do tubo condutor a ser adicionado, tipicamente em extremidades opostas da junta, porém em posições radiais similares.

[008] Como tal, utilizando vários mecanismos de elevação e cordame, um guindaste pode fixar a extremidade inferior do tubo condutor horizontal (a partir de um olhal de manuseio) enquanto outro guindaste (ou guinchos da sonda) eleva a extremidade superior de modo que a junta anteriormente horizontal do tubo condutor possa ser retida em uma posição vertical. Após ser movida para o lugar no topo da coluna de tubo condutor já engatado no furo do poço (e retido no local por seus olhais de levantamento), a junta do tubo condutor a ser adicionado pode ser rosqueada junta e/ou soldada no lugar. Com a nova junta de tubo condutor fixado, os olhais de levantamento da junta mais superior anterior podem ser removidos e a coluna inteira do tubo condutor pode ser sustentada e abaixada pelos olhais de levantamento afixados ao perfil externo da junta recentemente adicionada. Após a coluna de tubo condutor ser sustentada pelos olhais de levantamento da junta nova, os olhais de manuseio da junta nova são removidos, por exemplo, para minimizar resistência em descer a coluna de condutor para dentro do furo do poço.

[009] Entretanto, a instalação e remoção dos olhais de levantamento e manuseio podem ser problemáticos por si próprios. Em muitos casos, ressaltos, pré-fabricados com a junta de tubo condutor, contêm furos roscados para receber os olhais de levantamento e manuseio de modo que parafusos de resistência elevada possam ser utilizados para transferir a carga dos olhais para a junta do tubo condutor. Ressaltos são tipicamente uma protuberância externa na superfície externa do tubo condutor. Quando chega o momento de remover os olhais de levantamento e manuseio, os parafusos podem ser removidos, entretanto o ressalto permanece. Como um processo de usinagem de soldagem, a instalação e fabricação dos ressaltos são tanto demoradas como caras. Além disso, como recalque no perfil externo da junta do tubo condutor, os ressaltos podem adicionar resistência indesejável à medida que a coluna de condutor é acionada adicionalmente para dentro do solo em torno do furo de poço proposto e/ou pode evitar o sedimento de reassentar em torno da coluna de condutor, por exemplo, não permitindo que o sedimento retenha suficientemente a coluna de condutor no lugar. Como os ressaltos são tipicamente soldados em ou aparafusados aos olhais de levantamento e manuseio, os mesmos representam mecanismos de falha possível que podem interromper operações caso um ressalto, parafuso ou olhal de levantamento falhe durante o procedimento de instalação.

[010] Alternativamente, olhais de levantamento e manuseio podem ser diretamente soldados ao perfil externo das juntas do tubo condutor. Após uso, as soldas podem ser esmerilhadas e o perfil externo do tubo condutor pode ser esmerilhado mais liso de tal modo que pouca ou nenhuma resistência a ser acionado permaneça. Entretanto, dependendo das regulações para o local específico, "trabalho quente" como soldagem e esmerilhamento podem não ser permitidos serem executados em tempos específicos no piso da sonda. Adicionalmente, os processos para soldar, remover e esmerilhar lisos os perfis externos das juntas do tubo condutor podem representam uma quantidade tremenda de investimento em tempo. Além disso, durante o processo de remoção e esmerilhamento, há oportunidade para o perfil externo da junta do tubo condutor se tornar danificado até o ponto onde deve ser substituído ou reparado. O reparo de uma junta inferior do tubo condutor após a instalação de uma junta superior do tubo condutor seria altamente indesejável, e consumiria tremenda quantidade de tempo e recursos de sonda.

[011] Aparelhos e métodos para simplificar o levantamento, montagem e instalação de colunas do tubo condutor seriam bem recebidos na indústria. Em particular, aparelhos e métodos para montar e instalar juntas de revestimento de condutor sem exigir a instalação e remoção de olhais de levantamento e manuseio seriam um benefício significativo na indústria.

[012] O documento US2009014169 revela um elevador de junta única para fixar de maneira liberável um segmento tubular para içar o segmento tubular na posição a ser acoplada de maneira roscável a uma coluna de tubo suspensa em um poço. O elevador compreende dois retentores de garras acoplados de maneira articulada que prendem garras para engatar e segurar o segmento tubular. Uma porta acionada é acoplada de maneira pivotante a um primeiro retentor de garra para garantir seletivamente o segundo retentor de garra.

[013] O documento US4834604 revela uma máquina para mover um alojamento ou tubo de uma posição horizontal adjacente a um poço para uma posição vertical sobre o furo do poço. A máquina inclui uma lança móvel entre uma posição abaixada e uma posição elevada por um aríete hidráulico. Um forte segura o tubo e mantém o mesmo até que o tubo esteja posicionado verticalmente. Depois disso, um aríete hidráulico no reforço é acionado, abaixando o tubo ou o revestimento na coluna suspensa no furo do poço e o tubo ou junta de revestimento adicional é rosqueado a ele.

[014] O documento US2002096337 revela um sistema e método de manuseio tubular de furo de poço é fornecido para operação em segurar e abaixar tubulares, como cordas de tubos, cordas de revestimento, cordas de tubos e seus vários componentes, no local da sonda. O sistema de manipulação utiliza uma mesa de choque com uma superfície de suporte compressível que se move de forma compressiva com uma taxa de compressão selecionada em resposta ao peso da coluna tubular do furo de poço. A mesa de choque possui, de preferência, um corpo da mesa de choque montado abaixo do piso da plataforma e pode substituir convenientemente a bucha principal da mesa rotativa, exceto por um flange que suporta a mesa de choque no piso da plataforma.

Sumário da Invenção

[015] Em um aspecto, a presente invenção se refere a um método para adicionar uma junta de tubo a uma coluna de condutor incluindo fixar a coluna de condutor com uma aranha, agarrar uma extremidade superior da junta do tubo com um elevador de anel segmentado, engatar uma pluralidade de cunhas do elevador com um perfil externo da junta de tubo, elevar a junta agarrada de tubo a partir de não vertical para vertical, posicionar a junta vertical do tubo no topo da coluna de condutor fixada, fixar a junta de tubo à coluna de condutor, liberar a coluna de condutor a partir da aranha, e reter a junta do tubo e a coluna de condutor com o elevador de anel segmentado.

[016] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um elevador de levantamento incluindo um primeiro segmento de elevador, um segundo segmento de elevador, pelo menos um pivô em torno do qual pelo menos um do segmento de elevador do elevador de levantamento pode girar em relação mútua, uma trava conectando o primeiro segmento de elevador ao segundo elemento de elevador, e uma pluralidade de cunhas para engatar uma coluna de condutor circundada pelos primeiro e segundo segmentos de elevador.

[017] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um aparelho para elevar seções de tubo não verticais incluindo um primeiro anel de levantamento conectado a um ponto de levantamento através de uma primeira linha de levantamento, um segundo anel de levantamento conectado ao ponto de levantamento através de uma segunda linha de levantamento, e um perfil interno dos primeiro e segundo anéis de levantamento configurados para receber e fixar uma junta de tubo horizontal.

[018] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método para instalar uma junta de tubo condutor a uma coluna de condutor incluindo elevar a junta de tubo condutor a partir de uma posição não vertical com um aparelho de levantamento, engatar um elevador de anel segmentado em torno da junta não vertical elevada do tubo condutor, fechar o elevador de anel segmentado em torno da junta não vertical elevada do tubo condutor, ativar pelo menos uma cunha acionada do elevador de anel segmentado para agarrar a junta do tubo condutor, elevar o elevador de anel segmentado até que a junta do tubo condutor esteja em uma posição vertical, posicionar a junta do tubo condutor no topo da coluna de condutor, e conectar a junta do tubo condutor à coluna de condutor.

Breve Descrição dos Desenhos

[019] Características da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da seguinte descrição em combinação com os desenhos em anexo.

[020] A figura 1 é um desenho de vista esquemática de um aparelho de levantamento horizontal de acordo com modalidades da presente revelação.

[021] A figura 2 é um desenho de vista esquemática de uma junta de tubo condutor sendo elevada a partir de uma posição horizontal até uma posição vertical de acordo com modalidades da presente revelação.

[022] A figura 3 é um desenho de vista esquemática da junta do tubo condutor da figura 2 na posição vertical de acordo com modalidades da presente revelação.

[023] A figura 4 é um desenho de vista esquemática da junta do tubo condutor das figuras 2 e 3 sendo conectada a uma coluna do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[024] A figura 5 é um desenho de vista esquemática da junta do tubo condutor das figuras 2-4 engatado no furo do poço juntamente com a coluna do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[025] A figura 6 é um desenho de vista esquemática de um elevador das figuras 2-5 sendo removido da coluna do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[026] A figura 7 é um desenho de vista em perspectiva detalhada do elevador das figuras 2-6 de acordo com modalidades da presente revelação.

[027] A figura 8 é uma vista esquemática do elevador da figura 7 em uma posição aberta no ponto de engatar uma junta do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[028] A figura 8A é uma vista esquemática de uma primeira modalidade de um mecanismo de trava acionado do elevador da figura 8.

[029] A figura 8B é uma vista esquemática de uma segunda modalidade de um mecanismo de trava acionado do elevador da figura 8.

[030] A figura 9 é uma vista esquemática do elevador da figura 8 em uma posição fechada em torno da junta do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[031] A figura 10 é uma vista esquemática do elevador da figura 9 em uma posição fechada com cunhas engatadas na junta do tubo condutor de acordo com modalidades da presente revelação.

[032] A figura 11 é um desenho esquemático de uma sonda de perfuração típica do estado da técnica.

Descrição Detalhada da Invenção

[033] Aparelhos e métodos revelados aqui se referem à montagem e instalação de colunas de tubulares de diâmetro grande. Embora colunas de tubo condutor sejam discutidas em combinação com as modalidades descritas abaixo, deve se entendido que vários tipos (e tamanhos) de itens tubulares podem ser manipulados, montados e instalados de acordo com as modalidades descritas abaixo.

[034] Com referência inicialmente à figura 1, um aparelho de levantamento horizontal 100 é mostrado levantando esquematicamente uma junta horizontalmente armazenada do tubo condutor 102. Como mostrado, o aparelho de levantamento 100 inclui um par de anéis de levantamento 104A e 104B estendendo a partir de um par de linhas de levantamento 106A e 106B até um único ponto de levantamento 108. Como mostrado, linhas de levantamento 106A, 106B podem ser de comprimento igual de modo que quando anéis 104A, 104B são posicionados em distâncias iguais a partir de extremidades do tubo condutor 102, levantamento vertical no ponto 108 resultará em levantamento horizontal de junta de tubo condutor 102. Entretanto, em certas circunstâncias, pode ser vantajoso levantar a junta do tubo condutor 102 em um ângulo (por exemplo, quando exigido ser disponível no piso da sonda, de modo que aqueles com conhecimentos comuns na técnica reconhecerão que as posições relativas de anéis de levantamento 104A, 104B e comprimentos de linhas de levantamento 106A, 106B podem ser variados para obter o ângulo desejado de junta de tubo condutor 102 à medida que é elevada.

[035] Além disso, deve ser entendido que anéis de levantamento 104A, 104B podem ser construídos como perfis circulares contínuos (ou outros) de tal modo que sejam simplesmente deslizados sobre as extremidades do tubo condutor 102 e movidos para posição. Similarmente, os perfis internos de anéis de levantamento 104A, 104B pode compreender elementos de fricção para evitar que o tubo condutor 102 deslize para fora do agarramento de anéis 104A, 104B durante operações de levantamento. Como tal, os perfis internos de anéis de levantamento 104A, 104B podem compreender matrizes de metal endurecido ou borracha para evitar movimento indesejado de tubo condutor 102 em relação aos mesmos. Adicionalmente, como mostrado na figura 1, quando linhas 106A, 106B são puxadas no ponto 108, anéis de levantamento 104A, 104B podem ser inclinados com relação a um eixo geométrico 110 da junta do tubo condutor 102 em um ângulo α. Como tal, anéis de levantamento 104A, 104B podem ser construídos de tal modo que folga decamétrica suficiente exista em relação ao perfil externo da junta do tubo condutor 102 que anéis de levantamento 104A, 104B podem "morder" o tubo condutor 102 para reter mais fixamente o mesmo.

[036] Adicionalmente, anéis de levantamento 104A, 104B podem ser construídos como anéis articulados e segmentados de tal modo que possam ser abertos e fechados lateralmente em torno da junta do tubo condutor 102 sem necessitar ser deslizado sobre as extremidades. Em particular, nos casos onde juntas de tubo condutor 102 estão dispostas diretamente no piso da sonda ou na prateleira de tubo, pode não ser possível deslizar anéis 104A, 104B sobre as extremidades do tubo disposto sem elevar o tubo condutor 102 por uma quantidade suficiente para permitir a espessura dos anéis de levantamento 104A, 104B embaixo do mesmo. Como tal, anéis de levantamento segmentados, que podem ser abertos e fecháveis 104A, 104B podem permitir que a junta do tubo condutor 102 seja "agarrada" a partir de cima e elevada. Além disso, os mecanismos de anéis de levantamento 104A, 104B podem ser tais que os segmentos de cada anel 104A, 104B tendam a ser fechados à medida que a tensão das linhas 106A, 106B aumenta. Desse modo, para uma junta do tubo condutor 102 disposta no piso, anéis de levantamento 104A e 104B podem ser colocadas articuladamente em torno da junta do tubo 102, porém podem não ser capazes de fechar totalmente com o tubo 102 disposto no pino. À medida que as linhas 106A, 106B são puxadas do ponto 108, anéis 104A, 104B podem ser puxadas totalmente fechadas à medida que o tubo 102 é elevado do piso.

[037] Finalmente, embora linhas de levantamento 106A, 106B e ponto de levantamento 108 sejam mostrados esquematicamente, deve ser entendido que vários métodos e aparelho de levantamento, por exemplo, porém não limitados a, estropos de levantamento, correntes, e outro aparelhamento podem ser utilizados no lugar da vista esquemática simples mostrada na figura 1. Além disso, dependendo do local e dos recursos disponíveis, o levantamento horizontal de junta de tubo condutor 102 a partir de uma prateleira de tubo ou piso da sonda e a seguir ser estendido podem ser realizados por um guindaste auxiliar, um aparelho de levantamento separado, ou pelos guinchos da sonda de perfuração. Após uma junta "a ser acrescentada" do tubo condutor 102 ser disposta a partir de sua posição na prateleira do tubo (ou outro local na sonda), deve ser girado para vertical antes que possa ser montado no restante da coluna do tubo condutor 112.

[038] Com referência agora às figuras 2 e 3, a rotação e montagem da junta do tubo condutor 102 ao restante de uma coluna de tubo condutor 112 são mostradas esquematicamente. Como representado, a sonda de perfuração inclui um piso de sonda 114 e uma aranha 116 que retém a coluna do tubo condutor 112 no poço. Um elevador segmentador 118 segura uma primeira extremidade da junta do tubo condutor 102 a ser adicionada à coluna 112, de tal modo que a junta do tubo condutor 102 possa ser inclinada a partir de uma posição não vertical, por exemplo, a posição horizontal na figura 1, ou uma posição intermediária, por exemplo, como mostrado na figura 2, e para uma posição vertical (figura 3). Como será descrito abaixo em detalhe adicional, o elevador 118 inclui cunhas para segurar o perfil externo da junta do tubo condutor 102 e asas de levantamento para permitir que o elevador 118 seja elevado a partir de uma posição horizontal para uma posição vertical de modo que a extremidade inferior 120 da junta do tubo condutor 102 possa ser conectada (por exemplo, rosqueada, soldada, etc.) à extremidade superior 122 da coluna do tubo condutor 112.

[039] Com referência agora às figuras 4 a junta do tubo condutor 102 a ser acrescentada é mostrada no topo da coluna do tubo condutor 112 onde pode ser conectada no lugar em 124. Antes de completar a soldagem, a aranha 116 sustenta o peso da coluna de tubo 112 e elevador 118 sustenta o peso da junta do tubo condutor 102. Com a junta 102 fixamente conectada a (e agora integralmente parte da) coluna de tubo condutor 112, as cunhas da aranha 116 podem ser liberadas de modo que todo o peso da coluna de tubo condutor 112 (incluindo junta de acréscimo 102) possa ser carregado pelo elevador 118.

[040] Com referência agora à figura 5, a coluna de tubo condutor 112 pode ser engatada na formação que circunda o furo de poço (por exemplo, através de acionamento, sucção, perfuração por jato de fluido, etc.) a partir de sua altura total (figura 4) até sua altura diminuída, nova de tal modo que a extremidade superior da junta 102 da coluna de condutor 112 seja adjacente e acima do piso da sonda 114. Nessa posição nova, as cunhas de aranha 116 podem ser engatadas novamente de modo que a aranha 116 novamente retém todo o peso da coluna do tubo condutor 112. Com referência resumidamente agora à figura 6, as cunhas de elevador 118 podem ser desativadas de modo que o elevador 118 possa ser elevado, por exemplo, pelos guinchos da sonda, e removidos da extremidade superior da junta acrescentada 102 da coluna de condutor 112 de modo que o processo possa ser repetido com uma nova junta de tubo condutor a ser adicionado.

[041] Com referência agora à figura 7, uma vista mais detalhada do elevador 118 representada nas figuras 2-6 é mostrada. O elevador 118 é mostrado construído como um anel segmentado que compreende uma primeira metade 126A, uma segunda metade 126B, uma articulação 128, e uma trava 130. A trava 130 pode ser construída como um pino, uma articulação ou qualquer outro mecanismo através do qual uma conexão entre metade 126A e metade 126B possa ser acoplada e desacoplada. Embora o elevador 118 seja mostrado segmentado em duas metades 126A, 126B, um técnico versado no assunto reconhecerá que um número maior do que dois segmentos podem ser utilizados. Além disso, deve ser entendido que os segmentos do elevador 118 não necessitam igual em tamanho ou ângulo varrido. Por exemplo, em uma modalidade, o elevador segmentado 118 pode compreender três segmentos, dois segmentos tendo 150° de ângulos varridos, e um terceiro (por exemplo, não pivotante) segmento tendo um ângulo de 60°.

[042] Além disso, quando na posição fechada (mostrada), o perfil interno 132 das metades 126A, 126B do anel segmentado é genericamente de formato circular e inclui uma pluralidade de montagens de cunha 134 espaçadas em posições radiais genericamente iguais (em um local axial comum em torno do mesmo. Como mostrado, cada montagem de cunha 134 inclui uma matriz, por exemplo, superfície de agarramento 136 configurada para "morder" em contato com juntas do tubo condutor (por exemplo, 102) e coluna de tubo condutor montada 112. Aqueles com conhecimentos comuns na técnica reconhecerão que montagens de cunha 134 podem ser projetadas em planos inclinados de tal modo que o diâmetro de agarramento (isto é, o diâmetro interno médio entre as montagens de cunha 134) das montagens de cunha 134 diminua à medida que as montagens de cunha são empurradas para baixo. Em uma modalidade, um "anel de timing" único aciona axialmente todas as montagens de cunha 134 simultaneamente de modo que o diâmetro de agarramento do elevador 118 seja relativamente compatível. O anel de timing pode ser empurrado hidraulicamente, pneumaticamente, mecanicamente ou através de qualquer tipo de acionador conhecido por aqueles com conhecimentos comuns na técnica. Desse modo, à medida que montagens de cunha 134 (e matrizes 136) são ativadas para engatar o perfil externo da coluna de tubo condutor 112, compressão para baixo adicional da coluna de condutor 112 (por exemplo, do peso da coluna 112) atua para aumentar a quantidade de "mordida" que as matrizes 136 apresentam na coluna de tubo condutor 112. Aqueles com conhecimentos comuns na técnica reconhecerão que montagens de cunha 134 do elevador 118 podem ser ativadas e acionadas utilizando vários métodos e mecanismos disponíveis incluindo, porém não limitados a, ativação elétrica, ativação hidráulica, ativação pneumática e ativação mecânica.

[043] Com referência agora à figura 8, o elevador 118 é mostrado em uma posição aberta à medida que é abaixado sobre uma junta disposta horizontalmente do tubo condutor 102. Um estropo de levantamento (não mostrada) ou uma forma alternativa de aparelhamento pode fixar no elevador em olhais de elevação 138A e 138B. Tal aparelho de levantamento pode incluir juntas rotativas ou outros dispositivos de modo que o elevador 118 possa comutar da posição vertical (por exemplo, figuras 3 e 4) para a posição horizontal (figura 8) com facilidade relativa. Em certas modalidades, o elevador 118 pode ser suspenso diretamente do gancho (por exemplo, 60 da figura 11) de um bloco em deslocamento (por exemplo, 56 da figura 11) dos guinchos da sonda. Como mostrado, o elevador 118 é abaixado sobre a junta horizontal do tubo condutor 102 de tal modo que um batente traseiro 140 do elevador encoste-se ao topo da junta do tubo condutor 102. Opcionalmente, um par de cilindros 144A, 144B pode ser utilizado para abrir e fechar as metades 126A, 126B do elevador 118. Similarmente, com referência resumidamente à figura 8A, um cilindro 146 pode ser utilizado para abrir e fechar a trava 130 entre as metades 126A e 126B. Embora cilindros hidráulicos sejam representados nas figuras 8 e 8A como 144A, 144B, e 146, deve ser entendido que cilindros pneumáticos, parafusos esféricos mecânicos ou qualquer outro tipo de acionador potente podem ser utilizados. Alternativamente ainda, com referência à figura 8B, uma mola de torção 148 em combinação com uma porção recalcada 150 da trava 130 pode ser utilizada para propender a trava 130 em uma direção fechada ou aberta.

[044] Com referência agora à figura 9, as duas metades 126A, 126B do elevador 118 podem girar em torno da articulação 128 para a posição fechada e trava 130 pode girar em torno do pino 142 para engatar de forma travável a metade 12 6B com a metade 12 6A. Como a junta do tubo condutor 102 é não vertical e elevada (por exemplo, com o aparelho de levantamento 100 da figura 1), duas metades 126A, 126B do elevador 118 podem girar em torno da articulação 128 para a posição fechada, por exemplo, circundando a junta 102. A trava representada 130 tem folga suficiente para atingir em torno da parte inferior da junta do tubo condutor 102 e engatar com a metade 126A do anel segmentado do elevador 118. Com a trava 130 fixada fechada, o elevador pode ser elevado (na direção Z) sem preocupação de que as metades 126A, 126B se separarão e liberarão a junta do tubo condutor 102. Como tal, cunhas 134 podem ser ativadas para fixar (e centrar) a junta do tubo condutor 102 no perfil interno do elevador 118. Em modalidades alternativas, a trava 130 pode funcionar sem o pino pivô 142 e pode ter um perfil mais baixo. Deve ser entendido que modalidades reveladas aqui não devem ser limitadas a um mecanismo de trava específico. Além disso, deve ser entendido que o mecanismo de trava (por exemplo, 130) pode não ser necessário de forma alguma, por exemplo, acionadores potentes utilizados para abrir e fechar as metades 126A, 126B do elevador 118 podem ser utilizados para manter as metades 126A, 126B juntas ao elevar a junta do tubo condutor 102.

[045] Com referência agora à figura 10, um diagrama esquemático de vista superior do elevador 118 é mostrado com cunhas 134 ativadas para a posição engatada e fixando a junta do tubo condutor 102 no perfil interno do elevador de anel segmentado 118. Como tal, o elevador pode ser utilizado para elevar e abaixar a junta do tubo condutor 102 na posição vertical, posição horizontal, e todas as posições intermediárias.

[046] Vantajosamente, as modalidades reveladas aqui permitem que um elevador engate e eleve uma junta (por exemplo, disposta horizontalmente) do tubo condutor sem exigir que o elevador deslize sobre uma extremidade livre da junta do tubo condutor. Além disso, as modalidades reveladas aqui representam um método pelo qual juntas do tubo condutor podem ser montadas e empurradas para dentro do furo do poço sem a necessidade de que olhais de levantamento soldados e/ou aparafusados sejam instalados e removidos de cada junta do tubo condutor. Em conformidade com o mesmo, as modalidades reveladas aqui reduzem a probabilidade de que juntas individuais do tubo condutor podem se tornar danificadas durante os processos de montagem e instalação. Ainda vantajosamente, as modalidades reveladas aqui permitem que juntas cilíndricas do tubo condutor não tendo características de levantamento, por exemplo, recalques no diâmetro externo do tubo, sejam elevadas de uma posição não vertical em uma prateleira de tubos ou outro local na sonda, seguros por um elevador de levantamento, girados para uma posição vertical e instalados no topo de uma coluna do tubo condutor.

[047] Embora a presente invenção tenha sido apresentada com relação a um número limitado de modalidades, um técnico versado no assunto com benefício da presente invenção, reconhecerá que outras modalidades podem ser idealizadas que não se afastam do escopo da presente invenção. Por conseguinte, o escopo da presente invenção deve ser limitado somente pelas reivindicações em anexo.

Claims

Método de acrescentar uma junta de tubo (102) a uma coluna de condutor (112), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende:
agarrar a junta do tubo (102) com um elevador de anel segmentado (118), em que o elevador de anel segmentado (118) compreende uma pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) com o total da pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B)tendo um ângulo de varredura de cerca de 360o;
encostar a junta do tubo (102) contra um batente extremo não móvel (140) disposto entre a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) antes de agarrar a junta do tubo, em que o batente extremo não móvel é configurado para encostar a junta do tubo quando cercado pela pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B);
mover e reter a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) entre uma posição totalmente aberta e uma posição totalmente fechada com uma montagem de acionador potente;
engatar um perfil externo da junta do tubo com uma pluralidade de cunhas (134) do elevador de anel segmentado (118);
elevar a junta de tubo agarrada de uma posição horizontal para uma posição vertical usando uma pluralidade de olhais de elevação (138), cada olhal de elevação posicionado próximo a uma metade de cada segmento móvel, em que um da pluralidade de olhais de elevação (138) é diretamente conectado a um da pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) do elevador de anel segmentado (118), e outro da pluralidade de olhais de elevação (138) é diretamente conectado a outro da pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) do elevador de anel segmentado (118), a pluralidade de olhais de elevação (138) configurados para carregar uma carga da junta do tubo;
posicionar a junta do tubo (102) no topo da coluna de condutor (1120;
fixar a junta do tubo (102) á coluna de condutor (112); e
reter a junta do tubo (102) e a coluna de condutor (112) com o elevador de anel segmentado.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a junta de tubo (102) a ser acrescentada à coluna de condutor (112) compreender um perfil externo tubular não tendo ressalto ou perfil de levantamento.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende levantar a junta de tubo (102) com uma montagem de levantamento horizontal (100).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agarramento da junta de tubo (102) compreende:
abrir pelo menos um segmento móvel (126A, 126B) do elevador de anel segmentado (118); e
fechar pelo menos um segmento móvel (126A, 126B)do elevador de anel segmentado (118) em torno da junta do tubo.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a junta do tubo (102) está em uma posição não vertical quando agarrada pelo elevador de anel segmentado (118).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende dispor a coluna de condutor com comprimento aumentado no fundo do mar.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:
engatar a coluna de condutor (112) adicionalmente para dentro de um furo de poço; e
acrescentar uma segunda junta de tubo à coluna de condutor (118).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de cunhas (134) compreende uma ou duas colunas de matriz.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de acionador potente compreende um primeiro cilindro (144A) que move o primeiro segmento de elevador (126A) e um segundo cilindro (144B) que move o segundo segmento de elevador (126B).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a junta de tubo (102) é uma junta de tubo condutor, o método compreendendo adicionalmente:
elevar a junta do tubo condutor (102) a partir da posição horizontal com um aparelho de levantamento (100);
engatar o elevador de anel segmentado (118) em torno da junta horizontal elevada do tubo condutor (102);
fechar o elevador de anel segmentado (118)em torno da junta horizontal elevada do tubo condutor (102) com a montagem de acionador potente;
ativar pelo menos uma cunha acionada (134) do elevador de anel segmentado (118) para agarrar a junta do tubo condutor (102);
elevar o elevador de anel segmentado (118) até que a junta do tubo condutor (102) esteja na posição vertical por meio da elevação da pluralidade de olhais de elevação (138), a pluralidade de olhais de elevação (138) configurado para carregar a carga da junta do tubo condutor (102) à medida que a junta do tubo condutor (102) é elevada da posição horizontal para a posição vertical.
Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o aparelho de levantamento (100) compreende:
um primeiro anel de levantamento (104a) conectado a um ponto de levantamento (108) através de uma primeira linha de levantamento (106a);
um segundo anel de levantamento (104b) conectado ao ponto de levantamento (108) através de uma segunda linha de levantamento (106b); e
um perfil interno dos primeiro e segundo anéis de levantamento (104) configurado para receber e fixar o tubo condutor de junta (102) na posição horizontal.
Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende sustentar a junta de tubo condutor (102) com o elevador de anel segmentado (118) exclusivamente com a pelo menos uma cunha acionada (134) engatadas em um perfil tubular externo da junta de tubo condutor (102).
Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a montagem de acionador potente compreende um primeiro cilindro (144A) acoplado ao primeiro segmento de elevador (126A) e um segundo cilindro (144B) acoplado ao segundo segmento de elevador (126B).
Elevador de anel segmentado (118) caracterizado pelo fato de que compreende:
uma pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) com o total da pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) tendo um ângulo de varredura de 360°;
uma montagem de acionador potente para mover e reter a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) entre uma posição totalmente aberta e uma posição totalmente fechada;
um batente extremo não móvel (140) disposto entre a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B), em que o batente extremo não móvel é configurado para encostar uma junta do tubo (102) quando cercado pela pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B);
uma pluralidade de olhais de levantamento (138A, 138B), cada olhal de levantamento posicionado próximo a uma metade de cada segmento móvel (126A, 126B);
uma pluralidade de cunhas (134) para engatar um perfil externo da junta do tubo (102) cercada pela pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B),
em que um da pluralidade de olhais de elevação (138A) é diretamente conectado a um da pluralidade de segmentos móveis (126A), e outro da pluralidade de olhais de elevação (138B) é diretamente conectado a outro da pluralidade de segmentos móveis (126B), a pluralidade de olhais de elevação (138A, 138B) configurada para carregar a carga da junta do tubo condutor (102) à medida que a junta do tubo é girada de uma posição horizontal para uma posição vertical;
a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) sendo móveis entre a posição totalmente aberta e a posição totalmente fechada com relação um ao outro.
Elevador de anel segmentado (118), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de cunhas (134) é acionada para engatar no perfil externo da junta do tubo (102).
Elevador de anel segmentado (118), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) compreende um par de segmentos móveis, cada um tendo um ângulo de varredura de 180°.
Elevador de anel segmentado (118), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma trava (130) para reter a pluralidade de segmentos móveis (126A, 126B) na posição totalmente fechada.
Elevador de anel segmentado (118), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma mola de torção (148) para enviesar a trava (130) em uma posição travada.
Elevador de anel segmentado (118), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a montagem de acionador potente compreende um primeiro cilindro (144A) que move o primeiro segmento de elevador (126A) e um segundo cilindro (144B) que move o segundo segmento de elevador (126B).