BR112020014476A2

BR112020014476A2 - sonda de perfuração flutuante

Info

Publication number: BR112020014476A2
Application number: BR112020014476-2A
Authority: BR
Inventors: Nicolaas Johannes Vandenworm; John Williams Beck Iii
Original assignee: Jurong Shipyard Pte Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2021-05-11
Also published as: KR20210082125A; EP3713825A1; US9969466B2; KR102528209B1; CN111601753A; BR102012004556A2; AU2018361227A1; AU2018372844A1; EP2741955B1; WO2013022484A1; US20180093744A1; SG11202004609WA; CA3082802A1; EP2741955A1; CN111372845A; US20120132122A1; BR102012004556B1; AR113540A1; ES2747764T3; EP2741955A4

Abstract

SONDA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE. Uma sonda de perfuração flutuante tendo um casco, um convés principal, uma seção lateral cilíndrica superior que se estende para baixo a partir do convés principal, uma seção lateral frustocônica superior, uma seção de pescoço cilíndrico e uma seção elipsoidal inferior que se estende a partir da seção de pescoço cilíndrico, e um apêndice em formato de aleta preso a uma porção inferior e a uma porção externa do exterior de uma superfície de fundo. A seção lateral frustocônica superior está localizada abaixo da seção lateral cilíndrica superior e é mantida acima da linha d'água para uma profundidade de transporte e parcialmente abaixo da linha d'água para uma profundidade operacional da sonda de perfuração flutuante.

Description

SONDA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE CAMPO

[001] A presente modalidade se refere, genericamente, a uma sonda de perfuração flutuante e, mais particularmente, a projetos de casco e sistemas de descarga para uma embarcação flutuante de perfuração, produção, armazenamento e descarga (FDPSO).

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] A patente nº US 6.761.508, concedida a Haun e incorporada por referência ("a patente '508"), é relevante para a presente invenção e provê as seguintes informações básicas sobre o desenvolvimento de sistemas de energia offshore, como para produção de petróleo e/ou gás em águas profundas. Linhas de fluxo, cabos de potência e umbilicais de controle longos são frequentemente requeridos entre poços submarinos e uma plataforma hospedeira. Os extensos comprimentos representam perda de energia, queda de pressão e dificuldades de produção. Os custos de estruturas para aplicações em águas profundas são altos, e frequentemente aumentam em razão das localizações internacionais onde elas são fabricadas. Outras dificuldades, associadas às operações offshore em águas profundas, resultam dos movimentos das embarcações flutuantes que afetam o pessoal e as eficiências, especialmente com relação à dinâmica de líquidos em tanques. O principal problema relacionado a movimentos, associado a operações petroquímicas offshore, ocorre em grandes embarcações horizontais nas quais o nível de líquido oscila e provê sinais errôneos aos instrumentos de medição de nível de líquido, causando interrupção do processamento e ineficiência geral da operação.

[003] Os principais elementos que podem ser modificados para se melhorar as características de movimento de uma embarcação flutuante amarrada são o calado, a área do plano de água e sua taxa de variação de calado, localização do centro de gravidade (CG), a altura metacêntrica em torno da qual ocorrem movimentos de jogo e arfagem de pequena amplitude, a área frontal e o formato como os ventos, as correntes e as ondas atuam, a resposta do sistema de tubos e cabos em contato com o leito marinho atuando como elementos de amarração, e os parâmetros hidrodinâmicos de massa e amortecimento adicionados.

[004] Este último valor é determinado por soluções complexas das equações de escoamento potencial integradas nos recursos e apêndices detalhados da embarcação flutuante e, em seguida, resolvido simultaneamente para as forças potenciais da fonte.

[005] Vale notar, na presente invenção, que a adição de recursos que permitem que a massa e/ou o amortecimento adicionados sejam "ajustados" para uma determinada condição requer que vários recursos possam ser modificados em combinação ou, mais preferencialmente, de forma independente para se prover as propriedades desejadas. A otimização é bastante simplificada se a embarcação possuir simetria axial vertical, o que reduz os seis graus de liberdade de movimento para quatro (ou seja, jogo = arfagem = movimento pendular, deriva = avanço = movimento lateral, guinada = movimento rotacional, e afundamento = movimento vertical).

[006] Ela é ainda mais simplificada se os recursos do projeto hidrodinâmico puderem ser acoplados para linearizar o processo e facilitar a busca da solução ideal.

[007] A patente '508 provê para uma instalação flutuante offshore com características hidrodinâmicas aprimoradas e a capacidade de amarração em profundidades extensas, provendo assim uma plataforma satélite em águas profundas, resultando em linhas de fluxo, cabos e umbilicais mais curtos das árvores submarinas às instalações da plataforma. O projeto incorpora um conjunto central retrátil que contém recursos para aprimorar a hidrodinâmica e permite o uso integral de separadores verticais em quantidades e tamanhos que proveem a oportunidade de monitoramento individual de fluxo de poço em tempo integral e tempos de retenção estendidos.

[008] Uma característica principal da embarcação descrita na patente '508 é um conjunto central retrátil dentro do casco, que pode ser elevado ou abaixado no campo para permitir o trânsito em áreas rasas. O conjunto central retrátil provê um meio de amortecimento de movimento de arfagem, um grande espaço volumétrico para a incorporação de reservatórios opcionais de lastro, armazenamento, pressão ou armazenamento vertical ou uma moonpool localizada centralmente para utilização em operações de vídeo por mergulho ou veículo operado remotamente (ROV) sem a necessidade de embarcações de apoio adicionais.

[009] As melhorias dos movimentos hidrodinâmicos da embarcação descritas na patente '508 são providas por: uma configuração básica de casco; saia estendida e aletas radiais na base do casco; um conjunto central (abaixado no local) estendendo a seção central retrátil com saias e aletas hidrodinâmicas montadas na base e no meio, com a massa dos separadores abaixo do convés do casco abaixando o centro de gravidade; e anexação dos risers de aço em catenária, cabos, umbilicais e linhas de amarração perto do centro de gravidade na base do casco. Os recursos observados melhoram a estabilidade da embarcação e proveem massa e amortecimento adicionais, o que melhora a resposta geral do sistema sob cargas ambientais.

[010] Uma vista de plano do casco da embarcação descrita na patente '508 mostra um formato hexagonal. A publicação do pedido de patente nº US 2009/0126616, que lista Srinivasan como inventor, mostra uma sonda de perfuração flutuante com um casco octogonal em uma vista de plano.

[011] A sonda de perfuração flutuante Srinivasan é caracterizada em suas reivindicações como tendo uma configuração de parede lateral externa poligonal com cantos afiados para cortar camadas de gelo, resistir a e quebrar gelo, bem como afastar cristas de pressão de gelo da embarcação.

[012] A patente nº US 6.945.736, concedida a Smedal et al. e incorporada por referência (a "patente '736"), é direcionada uma plataforma de perfuração e produção que consiste em um corpo de plataforma semissubmersível com o formato de um cilindro com um fundo plano e uma seção transversal circular.

[013] A embarcação da patente '736 possui uma incisão ou recesso circular periférico na parte inferior do cilindro, e a patente afirma que o projeto provê uma redução no movimento de arfagem e jogo. Como a sonda de perfuração flutuante pode estar conectada aos risers de produção e, em geral, precisa ser estável, mesmo durante condições de tempestade, continua havendo a necessidade de melhorias no projeto do casco da embarcação.

[014] Além disso, existe a necessidade de se melhorar a descarga do produto de uma sonda de perfuração flutuante para uma embarcação ou navio-tanque que transporta o produto da sonda de perfuração flutuante para uma instalação em terra.

[015] Como parte de um sistema de descarga, uma boia de linha de ancoragem em catenária (CALM) é normalmente ancorada perto da sonda de perfuração flutuante. A patente nº US 5.065.687, concedida para Hampton, provê um exemplo de uma boia em um sistema de descarga no qual a boia é ancorada ao leito marinho para se prover uma distância mínima de uma sonda de perfuração flutuante nas proximidades.

[016] Nesse exemplo, um par de cabos conecta a boia à sonda de perfuração flutuante e uma mangueira de descarga se estende da sonda de perfuração flutuante até a boia. Um navio-tanque é amarrado temporariamente à boia e uma mangueira é estendida do navio-tanque até a boia para receber o produto da sonda de perfuração flutuante por meio das mangueiras conectadas através da boia. Se condições climáticas adversas, tal como uma tempestade com velocidades de vento significativas, ocorrerem durante a descarga, poderão ocorrer problemas devido ao movimento do navio-tanque causado pelas forças de vento e corrente que atuam no navio- tanque. Portanto, também é necessário melhorar o sistema de descarga normalmente usado na transferência de produtos armazenados na sonda de perfuração flutuante para um navio-tanque.

SUMÁRIO

[017] Várias modalidades proveem uma sonda de perfuração flutuante compreendendo: (a) um casco com uma vista de plano do casco que é circular ou poligonal, em que o casco compreende: (i) uma superfície de fundo; (ii) uma superfície de convés de topo ; e (iii) pelo menos duas seções conectadas se engatando entre a superfície de fundo e a superfície do convés de topo, as pelo menos duas seções conectadas unidas em série e configuradas simetricamente em torno de um eixo vertical com uma das seções conectadas se estendendo para baixo a partir da superfície do convés de topo em direção à superfície de fundo, as pelo menos duas seções conectadas compreendendo pelo menos duas dentre: (1) uma porção superior em vista de perfil ou seção com um lado inclinado se estendendo a partir da seção de convés de topo; (2) uma seção de pescoço cilíndrico em vista de perfil; e (3) uma seção cônica inferior em vista de perfil com um lado inclinado se estendendo a partir da seção de pescoço cilíndrico; e (b) pelo menos uma aleta de extensão se estendendo com uma superfície superior de aleta inclinada em direção à superfície de fundo e firmada a e se estendendo a partir do casco, a pelo menos uma aleta de extensão configurada para prover desempenho hidrodinâmico por meio de amortecimento linear e quadrático, e em que o casco provê massa adicionada com desempenho hidrodinâmico aprimorado por meio de amortecimento linear e quadrático ao casco, e em que a sonda de perfuração flutuante não requer uma coluna central retrátil para controlar o jogo , a arfagem e o afundamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[018] Um melhor entendimento da invenção pode ser obtida ao se considerar a descrição detalhada de modalidades exemplares estabelecidas abaixo juntamente com os desenhos anexos, em que:

[019] A Fig. 1 é uma vista em plano de topo de uma sonda de perfuração flutuante, de acordo com a presente invenção, e um navio-tanque amarrado na sonda de perfuração flutuante.

[020] A Fig. 2 é uma elevação lateral da sonda de perfuração flutuante da Fig. 1;

[021] A Fig. 3 é uma versão ampliada e mais detalhada da elevação lateral da sonda de perfuração flutuante mostrada na Fig. 2.

[022] A Fig. 4 é uma versão ampliada e mais detalhada da vista de plano de topo da sonda de perfuração flutuante mostrada na Fig. 1.

[023] A Fig. 5 é uma elevação lateral de uma modalidade alternativa do casco para uma sonda de perfuração flutuante, de acordo com a presente invenção.

[024] A Fig. 6 é uma elevação lateral de uma modalidade alternativa do casco para uma sonda de perfuração flutuante, de acordo com a presente invenção.

[025] A Fig. 7 é uma elevação lateral de uma modalidade alternativa de uma sonda de perfuração flutuante, de acordo com a presente invenção, mostrando uma coluna central recebida em um buraco que passa através do casco da sonda de perfuração flutuante.

[026] A Fig. 8 é uma seção transversal da coluna central da Fig. 7, conforme vista ao longo da linha 8-8.

[027] A Fig. 9 é uma elevação lateral da sonda de perfuração flutuante da Fig. 7, mostrando uma modalidade alternativa da coluna central, de acordo com a presente invenção.

[028] A Fig. 10 é uma seção transversal da coluna central da Fig. 9, conforme vista ao longo da linha 10-10.

[029] A Fig. 11 é uma modalidade alternativa de uma coluna central e uma armadilha de massa conforme seria vista ao longo da linha 10-10 na Fig. 9, de acordo com a presente invenção.

[030] A Fig. 12 é uma vista de plano de topo de uma conexão móvel de espia, de acordo com a presente invenção.

[031] A Fig. 13 é uma elevação lateral da conexão móvel de espia da Fig. 12 em seção transversal parcial, conforme vista ao longo da linha 13-13.

[032] A Fig. 14 é uma elevação lateral da conexão móvel de espia da Fig. 13 em seção transversal parcial, conforme vista ao longo da linha 14-14.

[033] A Fig. 15 mostra uma vista lateral de uma embarcação, de acordo com a presente invenção.

[034] A Fig. 16 é uma seção transversal da embarcação da Fig. 15, conforme vista ao longo da linha 16-16.

[035] A Fig. 17 é uma elevação lateral da embarcação da Fig. 15 mostrada em seção transversal.

[036] A Fig. 18 é uma seção transversal da embarcação da Fig. 17, conforme vista ao longo da linha 18-18 na Fig. 17.

[037] A FIG. 19 é uma vista em perspectiva de uma estrutura boiante.

[038] A Figura 20 é um desenho do perfil vertical do casco da estrutura boiante.

[039] A Figura 21 é uma vista em perspectiva ampliada da estrutura boiante flutuando em profundidade operacional.

[040] A Figura 22 é uma vista em perspectiva elevada de um dos mecanismos móveis de apoio dinâmico.

[041] A Figura 23 é uma vista de topo de um túnel em formato de Y no casco da estrutura boiante.

[042] A Figura 24 é uma vista lateral da estrutura boiante com um pescoço cilíndrico.

[043] A Figura 25 é uma vista detalhada da estrutura boiante com um pescoço cilíndrico.

[044] A Figura 26 é uma vista em corte da estrutura boiante com um pescoço cilíndrico em uma configuração de transporte.

[045] As presentes modalidades são detalhadas abaixo com referência às figuras listadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[046] Antes de explicar o presente aparato em detalhes, deve-se entender que o aparato não se limita às modalidades particulares e que pode ser praticado ou realizado de várias maneiras.

[047] Os detalhes estruturais e funcionais específicos divulgados na presente invenção não devem ser interpretados como limitantes, mas apenas como uma base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar aqueles com competência comum na técnica a empregar variadamente a presente invenção.

[048] A presente invenção provê uma sonda de perfuração flutuante com vários projetos alternativos de casco, vários projetos alternativos de coluna central e um sistema móvel de espia para descarga, o qual permite que um navio-tanque se alinhe em um arco amplo de acordo com as condições meteorológicas em relação à sonda de perfuração flutuante.

[049] A sonda de perfuração flutuante possui um casco com uma vista de plano de casco circular ou poligonal. O casco tem uma superfície de fundo, superfície de convés de topo e pelo menos duas seções conectadas que engatam a superfície de fundo e a superfície do convés de topo.

[050] As seções conectadas são unidas em série e configuradas simetricamente em torno do eixo vertical, com uma das seções conectadas estendendo-se para baixo a partir da superfície do convés de topo em direção à superfície de fundo.

[051] As seções conectadas contêm pelo menos dois dos seguintes: uma porção superior em uma vista de plano com um lado inclinado se estendendo a partir da seção de convés de topo, uma seção de pescoço cilíndrico na vista de plano e uma seção cônica inferior na vista de plano, com um lado inclinado que se estende a partir da seção de pescoço cilíndrico.

[052] Em várias modalidades, a sonda de perfuração flutuante pode incluir uma pluralidade de lados conectados inclinados formando a seção cônica inferior, cada lado conectado inclinado tendo pelo menos um dentre: ângulos idênticos para cada lado inclinado e ângulos diferentes para cada lado inclinado. Por exemplo, a sonda de perfuração flutuante pode incluir um segmento de extensão inclinado entre a pluralidade de lados conectados inclinados. O segmento de extensão inclinado pode incluir uma pluralidade de segmentos, os quais podem ter uma infinidade de configurações inclinadas sem limitar a estrutura geral.

[053] A sonda de perfuração flutuante também possui pelo menos uma aleta de extensão, com uma superfície de aleta superior inclinada em direção à superfície de fundo e anexada ao casco e se estendendo a partir do casco.

[054] A aleta é configurada para prover desempenho hidrodinâmico por meio de amortecimento linear e quadrático.

[055] O casco da sonda de perfuração flutuante provê massa adicionada com desempenho hidrodinâmico aprimorado por meio de amortecimento linear e quadrático.

[056] Tanto o amortecimento linear quanto o amortecimento quadrático são abordagens empíricas para se quantificar o comportamento hidrodinâmico de um corpo flutuante em um fluido newtoniano homogêneo incompressível. No contexto de várias modalidades, a aleta e o casco da sonda de perfuração flutuante são projetados e configurados, cada um, de modo a prover desempenho hidrodinâmico por meio de amortecimento linear e quadrático, que envolvem avaliações numéricas e experimentos aplicando métodos numéricos (métodos lineares ou não lineares) para se determinar uma estimativa precisa de amortecimento viscoso.

[057] Essas características impedem que a sonda de perfuração flutuante requeira uma coluna central retrátil para controlar o jogo, a arfagem e o afundamento. Em outras palavras, a sonda de perfuração flutuante de acordo com várias modalidades pode vantajosamente estar livre de ter a coluna central retrátil para controlar o jogo, a arfagem e o afundamento.

[058] Voltando agora às figuras, a sonda de perfuração flutuante é mostrada em uma vista de plano na Fig. 1 e em uma elevação lateral na Fig. 2, de acordo com a presente invenção. A sonda de perfuração flutuante 10 possui um casco 12, e uma coluna central 14 pode ser incorporada ao casco 12 e se estender para baixo.

[059] A sonda de perfuração flutuante 10 flutua na água W e pode ser usada na produção, armazenamento e/ou descarga de recursos extraídos da terra, tais como hidrocarbonetos, incluindo petróleo bruto, gás natural e minerais, como os que podem ser extraídos por mineração de solução. A sonda de perfuração flutuante 10 pode ser montada em terra usando métodos conhecidos, semelhantes aos da construção naval, e rebocada para uma localização offshore, geralmente sobre um campo de petróleo e/ou gás na terra sob a localização offshore.

[060] As linhas de ancoragem 16a-16d, que seriam presas a âncoras no leito marinho que não são mostradas, amarram a sonda de perfuração flutuante 10 em um local desejado. As linhas de ancoragem são referidas genericamente como linhas de ancoragem 16, e elementos descritos na presente invenção que sejam similarmente relacionados entre si compartilharão uma identificação numérica comum e serão distinguidos entre si por uma letra de sufixo.

[061] Em uma aplicação comum para a sonda de perfuração flutuante 10, o petróleo bruto é produzido a partir da terra sob o leito marinho sob a sonda de perfuração flutuante 10, transferido e armazenado temporariamente no casco 12 e descarregado em um navio-tanque T para transporte para instalações em terra.

[062] O navio-tanque T é amarrado temporariamente à sonda de perfuração flutuante 10 durante a operação de descarga por uma espia 18. Uma mangueira 20 é estendida entre o casco 12 e o navio-tanque T para transferir petróleo bruto e/ou outro fluido da sonda de perfuração flutuante 10 para o navio-tanque T.

[063] A Fig. 3 é uma elevação lateral da sonda de perfuração flutuante

10.

[064] A Fig. 4 é uma vista de plano de topo da sonda de perfuração flutuante 10, e cada vista é maior e mostra mais detalhes do que as Figs. 2 e 1 correspondentes, respectivamente.

[065] O casco 12 da sonda de perfuração flutuante 10 possui uma superfície circular de convés de topo 12a, uma porção cilíndrica superior 12b se estendendo para baixo a partir da superfície do convés 12a, uma seção cônica superior 12c se estendendo para baixo a partir da porção cilíndrica superior 12b e se afunilando para dentro, uma seção de pescoço cilíndrico 12d se estendendo para baixo a partir de seção cônica superior 12c, uma seção cônica inferior 12e se estendendo para baixo a partir da seção de pescoço 12d e se alargando para fora, e uma seção cilíndrica inferior 12f se estendendo para baixo a partir da seção cônica inferior 12e. A seção cônica inferior 12e é descrita na presente invenção como tendo o formato de um cone invertido ou como tendo um formato cônico invertido em oposição à seção cônica superior 12c, que é descrita na presente invenção como tendo um formato cônico regular. A sonda de perfuração flutuante 10 flutua preferencialmente de tal modo que a superfície da água intersecta a seção cônica superior regular 12c, a qual é na presente invenção referida como a linha d'água com o formato regular de cone.

[066] A sonda de perfuração flutuante 10 é preferencialmente carregada e/ou lastrada para manter a linha d'água em uma porção de fundo da seção cônica superior regular 12c.

[067] Quando a sonda de perfuração flutuante 10 está instalada e flutuando adequadamente, uma seção transversal do casco 12 através de qualquer plano horizontal tem preferencialmente um formato circular.

[068] O casco 12 pode ser projetado e dimensionado para atender aos requisitos de uma aplicação específica, e serviços podem ser solicitados ao Instituto de Pesquisa Marítima (Marin) da Holanda para se prover parâmetros de projeto otimizados para satisfazer os requisitos de projeto de uma aplicação específica.

[069] Nessa modalidade, a seção cilíndrica superior 12b tem aproximadamente a mesma altura que a seção de pescoço 12d, enquanto a altura da seção cilíndrica inferior 12f é cerca de 3 ou 4 vezes maior que a altura da seção cilíndrica superior 12b. A seção cilíndrica inferior 12f tem um diâmetro maior que a seção cilíndrica superior 12b. A seção cônica superior 12c tem uma altura maior que a seção cônica inferior 12e.

[070] As Figs. 5 e 6 são elevações laterais mostrando projetos alternativos para o casco. A Fig. 5 mostra um casco 12h que tem uma superfície circular de convés de topo 12i, que seria essencialmente idêntica à superfície de convés de topo 12a, em uma porção de topo de uma seção cônica superior 12j que se afunila para dentro à medida que se estende para baixo.

[071] Uma seção de pescoço cilíndrico 12k é anexada a uma extremidade inferior da seção cônica superior 12j e se estende para baixo a partir da seção cônica superior 12j. Uma seção cônica inferior 12m é anexada a uma extremidade inferior da seção de pescoço 12k e se estende para baixo a partir da seção de pescoço 12k enquanto se alarga para fora.

[072] Uma seção cilíndrica inferior 12n é anexada a uma extremidade inferior da seção cônica inferior 12m e se estende para baixo a partir da seção cônica inferior 12m.

[073] Uma diferença significativa entre o casco 12h e o casco 12 é que o casco 12h não possui uma porção cilíndrica superior correspondente à porção cilíndrica superior 12b no casco 12. Caso contrário, a seção cônica superior 12j corresponde à seção cônica superior 12c; a seção de pescoço 12k corresponde à seção de pescoço 12d; a seção cônica inferior 12m corresponde à seção cônica inferior 12e; e a seção cilíndrica inferior 12n corresponde à seção cilíndrica inferior 12f.

[074] Cada seção cilíndrica inferior 12n e seção cilíndrica inferior 12f possui um convés de fundo circular que não é mostrado, mas que é semelhante à superfície circular de convés de topo 12a, exceto pelo fato de a seção central 14 se estender para baixo a partir do convés de fundo circular.

[075] A Fig. 6 é uma elevação lateral de um casco 12p, que possui um convés de topo 12q que se parece com a superfície de convés de topo 12a. Uma seção cilíndrica superior 12r se estende para baixo a partir do convés de topo 12q e corresponde à seção cilíndrica superior 12b.

[076] Uma seção cônica superior 12s é anexada a uma extremidade inferior da seção cilíndrica superior 12r e se estende para baixo enquanto se afunila para dentro. A seção cônica superior 12s corresponde à seção cônica superior 12c na Fig. 1.

[077] O casco 12p na Fig. 6 não possui uma seção de pescoço cilíndrico correspondente à seção de pescoço cilíndrico 12d na Fig. 3. Em vez disso, uma extremidade superior de uma seção cônica inferior 12t é conectada a uma extremidade inferior da seção cônica superior 12s, e a seção cônica inferior 12t se estende para baixo enquanto se alarga para fora.

[078] A seção cônica inferior 12t na Fig. 6 corresponde à seção cônica inferior 12e na Fig. 3. Uma seção cilíndrica inferior 12u é anexada em uma extremidade superior, tal como por soldagem, a uma extremidade inferior da seção cônica inferior 12t e se estende para baixo, correspondendo essencialmente em tamanho e configuração à seção cilíndrica inferior 12f na Fig. 3.

[079] Uma chapa de fundo 12v (não mostrada) enclausura uma extremidade inferior da seção cilíndrica inferior 12u, e a extremidade inferior do casco 12 na figura 3 e do casco 12h na figura 5 são similarmente enclausuradas por uma chapa de fundo, e cada uma das chapas de fundo pode ser adaptada para acomodar uma respectiva coluna central correspondente à coluna central 14 na Fig. 3.

[080] Com referência agora às Figs. 7-11, modalidades alternativas para uma coluna central são ilustradas.

[081] A Fig. 7 é uma elevação lateral da sonda de perfuração flutuante 10 em corte parcial para mostrar uma coluna central 14 de acordo com a presente invenção. A sonda de perfuração flutuante 10 possui uma superfície de convés de topo que possui uma abertura 120b através da qual a coluna central 14 pode passar. Nesta modalidade, a coluna central 14 pode ser retraída e uma extremidade superior da coluna central 14 pode ser elevada acima da superfície de convés de topo.

[082] Se a coluna central 14 for totalmente retraída, a sonda de perfuração flutuante 10 poderá ser movida através de águas mais rasas do que quando a coluna central 14 está totalmente estendida.

[083] A patente nº US 6.761.508, concedida a Haun, provê mais detalhes relevantes sobre este e outros aspectos da presente invenção e é incorporada por referência em sua totalidade.

[084] A Fig. 7 mostra a coluna central 14 parcialmente retraída e a coluna central 14 pode ser estendida a uma profundidade em que a extremidade superior esteja localizada dentro de uma porção cilíndrica mais baixa 20c da sonda de perfuração flutuante 10.

[085] A Fig. 8 é uma seção transversal da coluna central 14, conforme vista ao longo da linha 8-8 na Fig 7, e a Fig. 8 mostra uma vista de plano de uma armadilha de massa 24 localizada na extremidade de fundo da coluna central

14. A armadilha de massa 24, que é mostrada nesta modalidade como tendo um formato hexagonal em sua vista de plano, é preenchida com água para estabilizar a sonda de perfuração flutuante 10 enquanto flutua na água e está sujeita às forças do vento, das ondas, das correntes e outras forças. A coluna central 14 é mostrada na Fig. 8 como tendo uma seção transversal hexagonal, mas isso é uma opção de projeto.

[086] A Fig. 9 é uma elevação lateral da sonda de perfuração flutuante 10 da Fig. 7 em corte parcial para mostrar uma coluna central 14, de acordo com a presente invenção. A coluna central 14 é mais curta que a coluna central 14 na Fig. 7.

[087] Uma coluna central de extremidade superior 14 pode ser movida para cima ou para baixo dentro da abertura 120b na sonda de perfuração flutuante 10 e, com a coluna central 14, a sonda de perfuração flutuante 10 pode ser operada com apenas alguns ou poucos metros da coluna central 14 se projetando abaixo do fundo da sonda de perfuração flutuante 10.

[088] Uma armadilha de massa 24, que pode ser preenchida com água para estabilizar a sonda de perfuração flutuante 10, é anexada à extremidade inferior da coluna central 14.

[089] A Fig. 10 é uma seção transversal da coluna central 14, conforme vista ao longo da linha 10-10 na Fig. 9. Nesta modalidade de uma coluna central, a coluna central 14 possui uma seção transversal quadrada, e a armadilha de massa 24 tem um formato octogonal na vista de plano da Fig. 10.

[090] Em uma modalidade alternativa da coluna central na Fig. 9, conforme vista ao longo da linha 10-10, uma coluna central 14 e uma armadilha de massa 24 são mostrados na Fig. 11 em uma vista de plano de topo. Nesta modalidade, a coluna central 14 tem um formato triangular em uma seção transversal e a armadilha de massa 24 tem um formato circular em uma vista de plano de topo.

[091] Novamente com referência à Fig. 3, o casco de sonda de perfuração flutuante 12 tem uma cavidade ou recesso 12x mostrado em linhas fantasmas, que é uma abertura centralizada dentro de uma porção de fundo da seção cilíndrica inferior 12f do casco da sonda de perfuração flutuante 12.

[092] Uma extremidade superior da coluna central 14 se projeta essencialmente em toda a profundidade do recesso 12x. Na modalidade ilustrada na Fig. 3, a coluna central 14 é efetivamente engastada a partir do fundo da seção cilíndrica inferior 12f, de forma muito semelhante a um poste ancorado em um buraco, mas com a coluna central 14 se estendendo para baixo na água sobre a qual o casco da sonda de perfuração flutuante flutua.

[093] Uma armadilha de massa 24 para conter o peso da água para estabilizar o casco é anexada a uma extremidade inferior da coluna central 14. Várias modalidades de uma coluna central foram descritas; no entanto, a coluna central é opcional e pode ser totalmente eliminada ou substituída por uma estrutura diferente que se projete a partir do fundo da sonda de perfuração flutuante e ajude a estabilizar a embarcação.

[094] Uma aplicação para a sonda de perfuração flutuante 10 ilustrada na Fig. 3 é na produção e armazenamento de hidrocarbonetos, tais como petróleo bruto, gás natural e fluidos e minerais associados, bem como de outros recursos que podem ser extraídos ou coletados da terra e/ou água.

[095] Como mostrado na Fig. 3, os risers de produção P1, P2 e P3 são canos ou tubos através dos quais, por exemplo, o petróleo bruto pode fluir das profundezas da terra para a sonda de perfuração flutuante 10, que possui capacidade de armazenamento significativa dentro de tanques que se encontram dentro do casco. Na Fig. 3, os risers de produção P1, P2 e P3 são ilustrados como estando localizados em uma superfície externa do casco, e a produção fluiria para dentro do casco 12 através de aberturas na superfície de convés de topo 12a.

[096] Um arranjo alternativo está disponível na sonda de perfuração flutuante 10 mostrada nas Figs. 7 e 9, onde é possível localizar risers de produção dentro de aberturas 120a e 120b que proveem uma passagem aberta desde o fundo da sonda de perfuração flutuante 10 até o topo da sonda de perfuração flutuante 10. Os risers de produção não são mostrados nas Figs. 7 e 9, mas podem estar localizados em uma superfície externa do casco ou dentro da abertura 120b. Uma extremidade superior de um riser de produção pode terminar em um local desejado em relação ao casco, de tal modo que a produção flua diretamente para um tanque de armazenamento desejado dentro do casco.

[097] A sonda de perfuração flutuante 10 das Figs. 7 e 9 também pode ser usada para perfuração dentro da terra para descobrir ou extrair recursos, particularmente hidrocarbonetos, tais como petróleo bruto e gás natural, tornando a embarcação uma sonda de perfuração flutuante.

[098] Para esta aplicação, a armadilha de massa 24 teria uma abertura central partindo de uma superfície de topo até uma superfície de fundo 11, através da qual a coluna de perfuração pode passar, que é um projeto estrutural que também pode ser usado para acomodar risers de produção dentro da abertura 120b na sonda de perfuração flutuante 10.

[099] Uma torre de perfuração (não mostrada) seria provida em uma superfície de convés de topo da sonda de perfuração flutuante 10 para manipular, abaixar, girar e elevar o tubo de perfuração e uma coluna de perfuração montada, que se estenderia para baixo a partir da torre de perfuração e através da abertura 120b na sonda de perfuração flutuante 10, através de uma porção interior da coluna central 14, através de uma abertura central (não mostrada) na armadilha de massa 24, através da água e para dentro do leito marinho.

[0100] Depois que a perfuração é concluída com êxito, os risers de produção podem ser instalados, e o recurso, tal como petróleo bruto e/ou gás natural, pode ser recebido e armazenado em tanques localizados dentro da sonda de perfuração flutuante.

[0101] A publicação do pedido de patente nº US 2009/0126616, que lista Srinivasan como único inventor, descreve um arranjo de tanques no casco da sonda de perfuração flutuante para armazenamento de petróleo e lastro de água e é incorporada por referência. Em uma modalidade da presente invenção, um lastro pesado, tal como uma pasta fluida de hematita e água, pode ser usado, preferencialmente em tanques de lastro externos.

[0102] Pasta fluida, preferencialmente com 1 parte de hematita e 3 partes de água, é preferível, mas pode-se usar lastro permanente, tal como um concreto. Pode-se usar um concreto com um agregado pesado, tal como hematita, barita, limonita, magnetita, punções de aço e granalha, mas preferencialmente é usado um material de alta densidade na forma de pasta fluida. Aspectos de perfuração, produção e armazenamento da embarcação flutuante de perfuração, produção, armazenamento e descarga da presente invenção foram descritos, restando, portanto, a função de descarga da sonda de perfuração flutuante.

[0103] Com referência à função de descarga da sonda de perfuração flutuante da presente invenção, as Figs. 1 e 2 ilustram o navio-tanque transportador T amarrado à sonda de perfuração flutuante 10 pela espia 18, que é uma corda ou um cabo, e a mangueira 20 foi estendida da sonda de perfuração flutuante 10 até o navio-tanque T.

[0104] A sonda de perfuração flutuante 10 é ancorada ao leito marinho por meio das linhas de ancoragem 16a, 16b, 16c e 16d, enquanto a localização e a orientação do navio-tanque T são afetadas pela direção e força do vento,

ação das ondas e força e direção da corrente. Consequentemente, o navio- tanque T se alinha em relação à sonda de perfuração flutuante 10 de acordo com as condições meteorológicas, porque sua proa está amarrada à sonda de perfuração flutuante 10, enquanto sua popa se move para um alinhamento determinado por um equilíbrio de forças. Com a mudança das forças causadas pelo vento, pelas ondas e pelas correntes, o navio-tanque T pode passar para a posição indicada pela linha fantasma A ou para a posição indicada pela linha fantasma B. Rebocadores ou um sistema de ancoragem temporária, nenhum dos quais é mostrado, podem ser usados para manter o navio-tanque T a uma distância mínima e segura da sonda de perfuração flutuante 10 no caso de uma mudança nas forças líquidas que faça com que o navio-tanque T se mova em direção à sonda de perfuração flutuante 10 em vez de se afastar da sonda de perfuração flutuante 10, de tal modo que a espia 18 permaneça esticada.

[0105] Se as forças do vento, das ondas, das correntes (e qualquer outra força) permanecessem calmas e constantes, o navio-tanque T se alinharia naturalmente para uma posição em que todas as forças que atuam no navio- tanque estariam em equilíbrio, e o navio-tanque T permaneceria nessa posição. No entanto, esse geralmente não é o caso em um ambiente natural. Particularmente, a direção e a velocidade ou a força do vento mudam de tempos em tempos, e qualquer mudança nas forças que atuam no navio- tanque T faz com que o navio-tanque T se mova para uma posição diferente em que as várias forças estejam novamente em equilíbrio. Consequentemente, o navio-tanque T se move em relação à sonda de perfuração flutuante 10 à medida que várias forças que atuam sobre o navio-tanque T mudam, como as forças causadas pela ação das ondas, do vento e das correntes.

[0106] As Figs. 12-14, juntamente com as Figs. 1 e 2, ilustram uma conexão móvel de espia 40 na sonda de perfuração flutuante 10, de acordo com a presente invenção, que ajuda a acomodar o movimento do navio-tanque transportador em relação à sonda de perfuração flutuante 10.

[0107] As Figs. 12-14 representam uma vista de plano da conexão móvel de espia 40 em seção transversal parcial.

[0108] As Figs. 12-14 representam uma conexão móvel de espia 40 compreendendo, em uma modalidade, um canal tubular quase completamente enclausurado 42 que possui uma seção transversal retangular e uma fenda longitudinal em uma parede lateral do casco 12b; um conjunto de espaçadores, incluindo os espaçadores 44a e 44b, que conectam o canal tubular 42 horizontalmente a uma parede superior externa 12w do casco 12 nas Figs. 1-4; um carrinho 46 capturado e móvel dentro do canal tubular 42; uma manilha de carrinho 48 anexada ao carrinho 46 e provendo um ponto de conexão; e uma chapa 50 anexada articuladamente à manilha de carrinho 48 por meio de uma manilha de chapa 52. A chapa 50 possui um formato geralmente triangular com o vértice do triângulo anexado à manilha de chapa 52 por meio de um pino 54 que passa através de um orifício na manilha de chapa 50. A chapa 50 possui um orifício 50a adjacente a outro ponto do triângulo e um orifício 50b adjacente ao ponto final do triângulo.

[0109] As Fig. 12-14 representam a espia 18 terminando com pontos de conexão dupla 51a e 51b, que são conectados à chapa 50 passando através dos orifícios 50a e 50b, respectivamente. Alternativamente, as extremidades duplas 51b e 51c, a chapa 50 e/ou a manilha 52 podem ser eliminadas, e a espia 18 pode ser conectada diretamente à manilha 48, e outras variações de como conectar a espia 18 ao carrinho 46 estão disponíveis.

[0110] A Fig. 13 é uma elevação lateral da conexão móvel de espia 40 em seção transversal parcial, conforme vista ao longo da linha 13-13 na Fig. 12.

[0111] Uma elevação lateral do canal tubular 42 é mostrada em seção transversal. A parede do canal tubular pode ter uma fenda que seja relativamente alta, assim como uma parede externa vertical e uma superfície externa de uma parede interna oposta de mesma altura.

[0112] Os espaçadores 44a, 44b são anexados, tal como por soldagem, à superfície externa da parede interna 45c. Um par de paredes horizontais opostas, relativamente curtas, 45d e 45e se estende entre as paredes verticais 45b e 45a para completar o enclausuramento do canal tubular 42, exceto pela parede vertical que tem a fenda horizontal longitudinal que se estende quase por toda a extensão do canal tubular 42.

[0113] A Fig. 12-14 é uma elevação lateral com um canal tubular 42 em seção transversal parcial para mostrar uma elevação lateral do carrinho 46. O carrinho 46 compreende uma chapa de base 46e, que tem quatro aberturas retangulares 41a-41d, para receber quatro rodas 46a-46d, respectivamente, que são montadas em quatro eixos 47j-47m respectivamente, que são anexados por meio de espaçadores à chapa de base 46a.

[0114] O navio-tanque T está amarrado à sonda de perfuração flutuante 10 nas Figs. 1-4 por meio da espia 18, que é anexada ao carrinho móvel 46 por meio da chapa 50 e das manilhas 48 e 52. À medida que as forças do vento, das ondas, das correntes e/ou outras forças atuam no navio-tanque T, o navio- tanque T pode se mover em um arco em torno da sonda de perfuração flutuante 10 em um raio determinado pelo comprimento da espia 18, porque o carrinho 46 está livre para se mover para frente e para trás em um plano horizontal dentro do canal tubular 42.

[0115] Como mais bem visto na Fig. 4, o canal tubular 42 se estende em um arco de cerca de 90 graus em torno do casco 12 da sonda de perfuração flutuante 10. O canal tubular 42 tem extremidades opostas, cada uma das quais é enclausurada para prover uma parada para o carrinho. O canal tubular 42 tem um raio de curvatura correspondente ao raio de curvatura da parede externa 12w do casco 12, porque os espaçadores 44a, 44b, 44c e 44d têm o mesmo comprimento. O carrinho 46 é livre para se mover para frente e para trás dentro do canal tubular enclausurado 42 entre as extremidades do canal tubular 42. Os espaçadores 44a, 44b, 44c e 44d espaçam o canal tubular em relação à parede externa 12w do casco 12, e a mangueira 20 e a linha de ancoragem 16c passam através de um espaço definido entre a parede externa 12w e a parede interna 42c do canal tubular 42.

[0116] Normalmente, as forças do vento, das ondas e das correntes posicionarão o navio-tanque T em uma posição aqui referida como a favor do vento em relação à sonda de perfuração flutuante 10. A espia 18 está esticada e tensionada conforme a ação do vento, das ondas e das correntes aplica uma força no navio-tanque T, que tenta mover o navio-tanque T para longe e contra o vento em relação à sonda de perfuração flutuante 10 estacionária. O carrinho 46 para no canal tubular 42 devido a um equilíbrio de forças que neutraliza uma tendência do carrinho 46 de se mover. Com uma mudança na direção do vento, o navio-tanque T pode se mover em relação à sonda de perfuração flutuante 10 e, à medida que o navio-tanque T se move, o carrinho 46 se move dentro do canal tubular 42 com as rodas 46f e 46g pressionadas de encontro a uma superfície interna da parede do canal tubular 42. À medida que o vento continua em sua nova direção fixa, o carrinho 46 assenta dentro do canal tubular 42, onde as forças que fazem o carrinho 46 se mover são neutralizadas. Um ou mais rebocadores podem ser usados para limitar o movimento do navio-tanque T para impedir que o navio-tanque T se aproxime demais da sonda de perfuração flutuante 10 ou rodeie a sonda de perfuração flutuante 10, como no caso de uma mudança substancial na direção do vento.

[0117] Para flexibilidade na acomodação da direção do vento, a sonda de perfuração flutuante 10 preferencialmente possui uma segunda conexão móvel de espia 60 posicionada oposta à conexão móvel de espia 40. O navio-tanque T pode ser amarrado à conexão móvel de espia 40 ou à conexão móvel de espia 60, a depender de qual melhor acomodar o navio-tanque T a favor do vento em relação à sonda de perfuração flutuante 10. A conexão móvel de espia 60 é essencialmente idêntica à espia móvel 40 em termos de projeto e construção, com seu próprio canal tubular com fenda e carrinho aprisionado de rolamento livre com uma manilha que se projeta através da fenda no canal tubular.

[0118] Cada conexão móvel de espia 40 e 60 deve ser capaz de acomodar o movimento do navio-tanque T em um arco de cerca de 270 graus, a fim de se prover uma grande flexibilidade durante uma única operação de descarga (pelo movimento do carrinho dentro de uma das conexões móveis de espia) e de uma operação de descarga para outra (podendo-se escolher entre conexões de espia móvel opostas).

[0119] A ação do vento, das ondas e das correntes pode aplicar muita força no navio-tanque T, particularmente durante uma tempestade ou tormenta, o qual por sua vez aplica muita força no carrinho 46, que por sua vez aplica muita força na parede com fenda (Fig. 13) do canal tubular 42. A fenda 42 enfraquece a parede e, se uma força suficiente for aplicada, a parede pode ceder, possivelmente abrindo a fenda 42a o suficiente para que o carrinho 46 seja arrancado do canal tubular 42.

[0120] O canal tubular 42 precisará ser projetado e construído para suportar as forças previstas. Os cantos internos dentro do canal tubular 42 podem ser construídos para reforço e pode ser possível usar rodas com um formato esférico. O canal tubular é apenas um meio para se prover uma conexão móvel de espia. Uma viga I, que possui flanges opostos presos a uma trama central, pode ser usada como trilho em vez do canal tubular, com um carrinho ou outro dispositivo de rodagem ou deslizamento preso a e móvel sobre o flange externo. A conexão móvel da espia é semelhante a uma grua de pórtico, exceto que uma grua de pórtico é adaptada para acomodar forças verticais, enquanto a conexão móvel da espia precisa ser adaptada para acomodar uma força horizontal exercida pela espia 18.

[0121] Qualquer tipo de trilho, canal ou pista pode ser usado na conexão de espia móvel, desde que um carrinho ou qualquer tipo de dispositivo móvel, de rodagem ou deslizamento possa se mover longitudinalmente sobre, mas sendo de outro modo preso ao trilho, canal ou pista. As patentes a seguir são incorporadas por referência para tudo o que ensinam e, em particular, para o que ensinam sobre como projetar e construir uma conexão móvel. As patentes de nº US 5.595.121, intitulada "Amusement Ride and Self-propelled Vehicle Therefor" e concedidas a Elliott et al.; US 6.857.373, intitulada "Variably Curved Track-Mounted Amusement Ride" e concedida a Checketts et a .; US 3.941.060, intitulada "Monorail System" e concedida a Morsbach; US 4.984.523, intitulada "Self-propelled Trolley and Supporting Track Structure" e concedida a Dehne et al.; e US 7.004.076, intitulada "Material Handling System Enclosed Track Arrangement" e concedida a Traubenkraut et al., são todas incorporadas por referência em sua totalidade para todos os fins. Como descrito neste documento e nas patentes incorporadas por referência, uma variedade de meios pode ser usada para resistir a uma força horizontal, tal como a aplicada na sonda de perfuração flutuante 10 por meio da espia 18 a partir do navio- tanque T, tal como pelo carrinho 46 que roda para a frente e para trás horizontalmente enquanto aprisionado dentro do canal tubular 42.

[0122] O vento, as ondas e as correntes aplicam uma série de forças na embarcação FDPSO ou na sonda de perfuração flutuante da presente invenção, o que causa um movimento vertical ascendente ou descendente, ou afundamento, além de outros movimentos.

[0123] Um riser de produção é um cano ou tubo que se estende a partir de uma cabeça de poço no leito marinho até a FDPSO ou a sonda de perfuração flutuante, que é referida na presente invenção como a sonda de perfuração flutuante. O riser de produção pode ser fixado no leito marinho e fixado à sonda de perfuração flutuante. O afundamento da sonda de perfuração flutuante pode aplicar tensão e forças de compressão alternadamente no riser de produção, o que pode causar fadiga e avaria no riser de produção. Um aspecto da presente invenção é minimizar o afundamento da sonda de perfuração flutuante.

[0124] A Fig. 15 é uma elevação lateral de uma sonda de perfuração flutuante 10 de acordo com a presente invenção. A sonda de perfuração flutuante 10 possui um casco 82 e uma superfície circular de convés de topo 82a, e uma seção transversal do casco 82 através de qualquer plano horizontal, enquanto o casco 82 está flutuando e em repouso, tem preferencialmente um formato circular.

[0125] Uma seção cilíndrica superior 82b se estende para baixo a partir da superfície do convés 82a, e uma seção cônica superior 82c se estende para baixo a partir da porção cilíndrica superior 82b e se afunila para dentro. A sonda de perfuração flutuante 10 pode ter uma seção de pescoço cilíndrico 82d se estendendo para baixo a partir da seção cônica superior 82c, o que a tornaria mais semelhante à sonda de perfuração flutuante 10 na Fig. 3, mas não a tem. Em vez disso, uma seção cônica inferior 82e se estende para baixo a partir da seção cônica superior 82c e se alarga para fora. Uma seção cilíndrica inferior 82f se estende para baixo a partir da seção cônica inferior 82e. O casco 82 possui uma superfície de fundo 82g.

[0126] A seção cônica inferior 82e é descrita na presente invenção como tendo o formato de um cone invertido ou como tendo um formato cônico invertido em oposição à seção cônica superior 82c, que é descrita na presente invenção como tendo um formato cônico regular. A sonda de perfuração flutuante 10 é mostrada como flutuante, de tal modo que a superfície da água cruze a porção cilíndrica superior 82b quando carregada e/ou lastrada. Nesta modalidade, a seção cônica superior 82c tem uma altura vertical substancialmente maior que a seção cônica inferior 82e, e a seção cilíndrica superior 82b tem uma altura vertical ligeiramente maior que a seção cilíndrica inferior 82f.

[0127] Para reduzir o afundamento e, de outro modo, estabilizar a sonda de perfuração flutuante 10, um conjunto de aletas 84 é anexado a uma porção inferior e externa da seção cilíndrica inferior 82f, como mostrado na Fig. 15.

[0128] Em outras palavras, pelo menos uma aleta de extensão (por exemplo, o conjunto de aletas 84) pode incluir massa adicionada, resultando em deslocamento adicional de fluido que melhora o controle de afundamento da sonda de perfuração flutuante. A pelo menos uma aleta de extensão é anexada à estrutura (ou seja, o casco da sonda de perfuração flutuante) e é capaz de gerenciar a influência das forças hidrodinâmicas descendentes com a corrente, enquanto proporciona amortecimento linear/quadrático. Em contraste com as aletas convencionais (por exemplo, aletas radiais), a pelo menos uma aleta de extensão é dimensionada e modelada de tal maneira que a pelo menos uma aleta de extensão possa ser anexada com segurança à estrutura de casco principal.

[0129] A Fig. 16 é uma seção transversal da sonda de perfuração flutuante 10, conforme seria vista ao longo da linha 16-16 na Fig. 15. Como pode ser visto na Fig. 16, as aletas 84 compreendem quatro seções de aleta 84a, 84b, 84c e 84d, que são separadas entre si pelos intervalos 86a, 86b, 86c e 86d

(coletivamente referidos como intervalos 86). Os intervalos 86 são espaços entre as seções de aleta 84a, 84b, 84c e 84d, que proveem um local que acomoda risers de produção e linhas de ancoragem no exterior do casco 82, sem contato com as aletas 84.

[0130] Linhas de ancoragem 88a, 88b, 88c e 88d nas Figs. 15 e 16 são recebidas nos intervalos 86c, 86a, 86b e 86d, respectivamente, e prendem a sonda de perfuração flutuante 10 ao leito marinho. Os risers de produção 90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f, 90g, 90h, 90i, 90j, 90k e 90l são recebidos nos intervalos 86a-c e transportam um recurso, como petróleo bruto, gás natural e/ou mineral lixiviado, da terra sob o leito marinho até tanques dentro da sonda de perfuração flutuante 10. Uma seção central 92 se estende a partir do fundo 82g do casco 82.

[0131] A Fig. 17 é a elevação da Fig. 15 em uma seção transversal vertical, mostrando uma vista simplificada dos tanques dentro do casco 82 em seção transversal. O recurso produzido que flui através dos risers de produção é armazenado em um tanque anular interno.

[0132] Um tanque vertical central 82i pode ser usado como um reservatório separador, tal como para separar petróleo, água e/ou gás, e/ou para armazenamento.

[0133] Um tanque anular externo 82j tendo uma parede externa que se conforma ao formato da seção cônica superior 82c e da seção cônica inferior 82e pode ser usado para reter água de lastro e/ou armazenar o recurso produzido. Nesta modalidade, um tanque externo em formato anular 82k é um vão que possui uma seção transversal de um trapézio irregular definido em seu topo pela seção cônica inferior 82e e a seção cilíndrica inferior 82f com uma parede lateral interna vertical e uma parede de fundo inferior horizontal, embora o tanque 82k possa ser usado para lastro e/ou armazenamento.

[0134] Um tanque em formato toroidal 82m, que tem o formato de uma arruela ou de rosca tendo uma seção transversal quadrada ou retangular, está localizado em uma porção mais baixa e mais externa do casco 82. O tanque 82m pode ser usado para armazenamento de um recurso produzido e/ou água de lastro. Em uma modalidade, o tanque 82m retém uma pasta fluida de hematita e água e, em uma modalidade adicional, o tanque 82m contém cerca de 1 parte de hematita e cerca de 3 partes de água.

[0135] As aletas 84 para reduzir o afundamento são mostradas em seção transversal na Fig. 17. Cada seção das aletas 84 tem o formato de um triângulo retângulo em uma seção transversal vertical, onde o ângulo de 90° está localizado adjacente a uma parede lateral externa mais baixa da seção cilíndrica inferior 82f do casco 82, de tal modo que uma borda de fundo 84e do formato triangular seja coplanar com a superfície de fundo 82g do casco 82, e uma hipotenusa 84f do formato triangular se estende a partir de uma extremidade distal 84g da borda de fundo 84e do formato triangular para cima e para dentro para anexação à parede lateral externa da seção cilíndrica inferior 82f em um ponto apenas ligeiramente mais alto que a borda mais baixa da parede lateral externa da seção cilíndrica inferior 82, como pode ser visto na Fig. 17.

[0136] Pode ser necessária alguma experimentação para dimensionar as aletas 84 para se obter uma eficácia ideal. Um ponto de partida é a borda de fundo 84e se estender radialmente para fora a uma distância de cerca da metade da altura vertical da seção cilíndrica inferior 82f, e a hipotenusa 84f é anexada à seção cilíndrica inferior 82f cerca de um quarto acima da altura vertical da seção cilíndrica inferior 82f a partir do fundo 82g do casco 82. Outro ponto de partida é que, se o raio da seção cilíndrica inferior 82f for R, a borda de fundo 84e da aleta 84 se estende radialmente para fora adicionalmente 0,05 a 0,20 R, preferencialmente cerca de 0,10 a 0,15 R e mais preferencialmente cerca de 0,125 R.

[0137] A Fig. 18 é uma seção transversal do casco 82 da sonda de perfuração flutuante e/ou da sonda de perfuração flutuante 80, conforme vista ao longo da linha 18-18 na Fig. 17.

[0138] Os membros de suporte radial 94a, 94b, 94c e 94d proveem suporte estrutural para o tanque anular interno 83h, que é mostrado como tendo quatro compartimentos separados pelos membros de suporte radial 94. Os membros de suporte radial 96a, 96b, 96c, 96d, 96e, 96f, 96g, 96h, 96i, 96j, 96k e 96l proveem suporte estrutural para o tanque anular externo 82j e os tanques 82k e 82m. O tanque anular externo 82j e os tanques 82k e 82m são compartimentados pelos membros de suporte radial 96.

[0139] Uma sonda de perfuração flutuante de acordo com a presente invenção, tal como a sonda de perfuração flutuante, pode ser fabricada em terra, preferencialmente em um estaleiro, usando materiais e técnicas convencionais de construção de navios.

[0140] A sonda de perfuração flutuante preferencialmente tem um formato circular em uma vista de plano, mas o custo de construção pode favorecer um formato poligonal, de tal modo que chapas metálicas planas e planares possam ser usadas em vez de se dobrar as placas em uma curvatura desejada.

[0141] O casco da sonda de perfuração flutuante tendo um formato poligonal com facetas em uma vista de plano, tal como descrito na patente de nº US 6.761.508, concedida a Haun e incorporada por referência, é incluído na presente invenção.

[0142] Se for escolhido um formato poligonal e se for desejada uma conexão móvel de espia, um canal ou trilho tubular pode ser projetado com um raio de curvatura apropriado e montado com espaçadores apropriados a fim de prover a conexão móvel de espia. Se a sonda de perfuração flutuante for construída de acordo com a descrição d sonda de perfuração flutuante 10 nas Figs. 1-4, pode ser preferível mover a sonda de perfuração flutuante, sem uma coluna central, para seu destino final, ancorar a sonda de perfuração flutuante no local desejado e instalar a coluna central em alto mar depois que a sonda de perfuração flutuante for movida e ancorada na posição. Para a modalidade ilustrada nas Figs. 7 e 9, provavelmente seria preferível instalar a coluna central enquanto a sonda de perfuração flutuante estiver em terra, retrair a coluna central para a posição mais alta e rebocar a sonda de perfuração flutuante para seu destino final com a coluna central instalada totalmente retraída. Depois que a sonda de perfuração flutuante é posicionada no local desejado, a coluna central pode ser estendida até a profundidade desejada e a armadilha de massa na parte de fundo da coluna central pode ser preenchida para ajudar a estabilizar o casco contra a ação do vento, das ondas e das correntes.

[0143] Depois que a sonda de perfuração flutuante estiver ancorada e sua instalação concluída, ela pode ser usada para perfurar poços exploratórios ou de produção, desde que uma torre de perfuração seja instalada, e pode ser usada para produção e armazenamento de recursos ou produtos. Para descarregar uma carga fluida que foi armazenada na sonda de perfuração flutuante, um navio-tanque transportador é trazido para perto da sonda de perfuração flutuante. Com referência às Figs. 1-4, uma linha mensageira pode ser armazenada nos carretéis 70a e/ou 70b.

[0144] Uma extremidade da linha mensageira pode ser disparada com uma pistola pirotécnica da sonda de perfuração flutuante 10 para o navio- tanque T e agarrada pelo pessoal do navio-tanque T. A outra extremidade da linha mensageira pode ser anexada a uma extremidade do navio-tanque (Fig. 2)

da espia 18, e o pessoal do navio-tanque pode puxar a extremidade de espia 18c da espia 18 para o navio-tanque T, onde pode ser anexada a uma estrutura apropriada no navio-tanque T.

[0145] O pessoal do navio-tanque T pode, então, disparar uma extremidade da linha mensageira para o pessoal da sonda de perfuração flutuante, que pendura essa extremidade da linha mensageira a uma extremidade de navio tanque 20a (Fig. 2) da mangueira 20. O pessoal do navio- tanque pode, então, puxar a extremidade de navio-tanque da mangueira 20 para o navio-tanque e prendê-la a uma conexão apropriada no navio-tanque para comunicação fluida entre a sonda de perfuração flutuante e o navio- tanque. Normalmente, a carga será descarregada do armazenamento na sonda de perfuração flutuante para o navio-tanque, mas o oposto também pode ser feito, onde a carga do navio-tanque é descarregada na sonda de perfuração flutuante para armazenamento.

[0146] Embora a mangueira possa ser grande, como 20 polegadas de diâmetro, a conexão da mangueira e a operação de descarga podem levar muito tempo, geralmente muitas horas, mas menos de um dia. Durante esse período, o navio-tanque T normalmente se alinhará naturalmente a favor do vento em relação à sonda de perfuração flutuante, e ao redor desta à medida que a direção do vento muda, com esta sendo acomodada na sonda de perfuração flutuante por meio da conexão móvel de espia, permitindo um movimento considerável do navio-tanque em relação à sonda de perfuração flutuante, possivelmente ao longo de um arco de 270 graus, sem interromper a operação de descarga. No caso de uma grande tempestade ou tormenta, a operação de descarga pode ser interrompida e, se desejado, o navio-tanque pode ser desconectado da sonda de perfuração flutuante liberando-se a espia

18.

[0147] Após a conclusão de uma operação de descarga típica e sem intercorrências, a extremidade da mangueira pode ser desconectada do navio- tanque e um carretel de mangueira 20b pode ser usado para enrolar a mangueira 20 de volta ao armazenamento no carretel de mangueira 20b na sonda de perfuração flutuante.

[0148] Uma segunda mangueira e carretel de mangueira 72 é provida na sonda de perfuração flutuante para uso em conjunto com a segunda conexão móvel de espia 60 no lado oposto da sonda de perfuração flutuante 10. A extremidade de navio-tanque 18c da espia 18 pode então ser desconectada, permitindo assim que o navio-tanque T se afaste e transporte a carga que recebeu para instalações portuárias em terra. A linha mensageira pode ser usada para puxar a extremidade de navio-tanque 18c da espia 18 de volta para a sonda de perfuração flutuante, e a espia pode flutuar na água adjacente à sonda de perfuração flutuante, ou a extremidade de navio-tanque 18c da espia 18 pode ser anexada a um carretel (não mostrado) no convés 12a da sonda de perfuração flutuante 10, e a espia 18 pode ser enrolada no carretel para armazenamento na sonda de perfuração flutuante, enquanto as duas extremidades 51ba e 51c (Fig. 12) da espia 18 permanecem conectadas à conexão móvel de espia 40.

[0149] Com base na invenção descrita acima, várias modificações das técnicas, procedimentos, materiais e equipamentos serão evidentes para os técnicos no assunto. Pretende-se que todas essas variações no âmbito e no espírito da invenção sejam incluídas no âmbito das reivindicações anexas.

[0150] Existe uma necessidade de uma estrutura boiante que proveja recursos de absorção de energia cinética a partir de um veículo aquático, ao prover uma pluralidade de mecanismos móveis de apoio dinâmico em um túnel formado na estrutura boiante.

[0151] Existe uma necessidade adicional de uma estrutura boiante que proveja amortecimento e quebra de ondas dentro de um túnel formado na estrutura boiante.

[0152] Existe uma necessidade de uma estrutura boiante que proveja forças de atrito a um casco de um veículo aquático no túnel.

[0153] As modalidades permitem a entrada segura de um veículo aquático em uma estrutura boiante em ambientes aquáticos marítimos severos e favoráveis, com mares de 4 a 40 pés.

[0154] As modalidades impedem lesões ao pessoal causadas por equipamentos que possam cair da estrutura boiante, provendo um túnel para conter e proteger veículos aquáticos para receber pessoal dentro da estrutura boiante.

[0155] As modalidades proveem uma estrutura boiante localizada em um campo offshore que permite uma saída rápida da estrutura offshore por muitas pessoas simultaneamente, caso um furacão ou tsunami se aproxime.

[0156] As modalidades proveem um meio para transferir rapidamente muitas pessoas, como de 200 a 500 pessoas com segurança de uma plataforma adjacente em chamas para a estrutura boiante em menos de 1 hora.

[0157] As modalidades permitem que a estrutura offshore seja rebocada para um desastre offshore e opere como um centro de comando para facilitar o controle de um desastre, e pode atuar como um hospital ou centro de triagem.

[0158] A Figura 19 mostra uma estrutura boiante para apoiar operacionalmente instalações de exploração, perfuração, produção e armazenamento offshore de acordo com uma modalidade da invenção.

[0159] As Figuras 19 e 20 devem ser vistas em conjunto. A estrutura boiante 210 pode incluir um casco 212, que pode transportar uma superestrutura 213 sobre ele. A superestrutura 213 pode incluir um grupo diversificado de equipamentos e estruturas, tais como alojamentos e acomodações da tripulação 258, armazenamento de equipamentos, um heliporto 254 e uma infinidade de outras estruturas, sistemas e equipamentos, a depender do tipo de operação offshore a ser suportado. Os guindastes 253 podem ser montados na superestrutura. O casco 212 pode ser amarrado no leito marinho por um número de linhas de amarração em catenária 216. A superestrutura pode incluir um hangar de aeronave 250. Uma torre de controle 251 pode ser construída na superestrutura. A torre de controle pode ter um sistema de posicionamento dinâmico 257.

[0160] A estrutura boainte 210 pode ter um túnel 230 com uma abertura de túnel no casco 212 para locais externos ao túnel.

[0161] O túnel 230 pode receber água enquanto a estrutura boainte 210 estiver em uma profundidade operacional 271.

[0162] A estrutura boiante pode ter um formato de casco singular.

[0163] Com referência às Figuras 19 e 20, o casco 212 da estrutura boainte 210 pode ter um convés principal 212a, que pode ser circular; e uma altura H (mostrada na Figura 20). Estendendo-se para baixo a partir do convés principal 212a pode haver uma porção frustocônica superior 214 mostrada na Figura 20.

[0164] As Figuras 19 e 20 mostram modalidades em que a porção frustocônica superior 214 pode ter uma seção lateral cilíndrica superior 212b se estendendo para baixo a partir do convés principal 212a, uma seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g localizada abaixo da seção lateral cilíndrica superior 212b e se conectando a uma seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c.

[0165] A estrutura boiante 210 também pode ter uma seção lateral frustocônica inferior 212d se estendendo para baixo a partir da seção lateral frustocônica inferior 212c que se afunila para dentro e se alarga para fora. Tanto a seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c como a seção lateral frustocônica inferior 212d podem estar abaixo da profundidade operacional 271.

[0166] Uma seção elipsoidal inferior 212e pode se estender para baixo a partir da seção lateral frustocônica inferior 212d e de uma quilha elipsoidal correspondente 212f.

[0167] Com referência às Figuras 19 e 20, a seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c pode ter uma altura vertical H1 substancialmente maior do que a seção lateral frustocônica inferior 212d mostrada como H2. A seção lateral cilíndrica superior 212b pode ter uma altura vertical H3 ligeiramente maior que a seção elipsoidal inferior 212e mostrada como H4.

[0168] Como mostrado nas Figuras 19 e 20, a seção lateral cilíndrica superior 212b pode se conectar à seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g a fim de se prover um convés principal de raio maior que o raio do casco, juntamente com a superestrutura 213, que pode ter um formato redondo, quadrado ou outro formato, como de meia-lua. A seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g pode estar localizada acima da profundidade operacional 271.

[0169] O túnel 230 pode ter pelo menos uma porta fechável, duas portas fecháveis 234a e 234b são representadas nestas figuras que, alternativamente ou em combinação, podem prover proteção contra intempéries e água ao túnel

230.

[0170] Os apêndices em formato de aleta 284 podem ser anexados a uma porção inferior e a uma porção externa do exterior do casco. A Figura 20 mostra uma modalidade com os apêndices em formato de aleta tendo uma face planar em uma porção da aleta que se estende para longe do casco 212. Na Figura 20, os apêndices em formato de aleta se estendem a uma distância "r" da seção elipsoidal inferior 212e.

[0171] O casco 212 é representado com uma pluralidade de linhas de amarração em catenária 216 para amarrar a estrutura boiante para criar uma propagação de amarração.

[0172] Na vista mais simplificada da Figura 20 são mostradas duas profundidades diferentes, a profundidade operacional 271 e a profundidade de trânsito 270.

[0173] Os mecanismos móveis de apoio dinâmico 224d e 224h podem ser orientados acima do piso do túnel 235 e podem ter porções posicionadas acima da profundidade operacional 271, e se estendem abaixo da profundidade operacional 271 dentro do túnel 230.

[0174] O convés principal 212a, a seção lateral cilíndrica superior 212b, a seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g, a seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c, a seção lateral frustocônica inferior 212d, a seção elipsoidal inferior 212e e a quilha elipsoidal 212f correspondente podem ser coaxiais com um eixo vertical comum 2100. Em modalidades, o casco 212 pode ser caracterizado por uma seção transversal elipsoidal, conforme tomada perpendicularmente ao eixo vertical 2100 em qualquer elevação.

[0175] Devido ao seu formato elipsoidal, a resposta dinâmica do casco 212 é independente da direção das ondas (ao se negligenciar qualquer assimetria no sistema de amarração, risers e apêndices subaquáticos), minimizando-se assim as forças de guinada induzidas pelas ondas. Além disso, o formato cônico do casco 212 é estruturalmente eficiente, oferecendo um alto volume de carga útil e armazenamento por tonelada de aço quando comparado às estruturas offshore tradicionais em formato de navio. O casco 212 pode ter paredes elipsoidais que sejam elipsoidais em uma seção transversal radial, mas esse formato pode ser aproximado utilizando-se um grande número de chapas metálicas planas em vez de se dobrar as placas em uma curvatura desejada. Embora um formato de casco elipsoidal planiforme seja preferível, um formato de casco poligonal planiforme pode ser usada de acordo com modalidades alternativas.

[0176] Em modalidades, o casco 212 pode ser circular, oval ou elíptico, formando o formato elipsoidal planiforme.

[0177] Um formato elíptico pode ser vantajoso quando a estrutura boiante é amarrada próxima a outra plataforma offshore, a fim de permitir uma passagem de corredor entre as duas estruturas. Um casco elíptico pode minimizar ou eliminar a interferência das ondas.

[0178] O projeto específico da seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c e da seção lateral frustocônica inferior 212d gera uma quantidade significativa de amortecimento por radiação, resultando em quase nenhuma amplificação de afundamento para qualquer período de onda, como descrito abaixo.

[0179] A seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c pode estar localizada na zona de onda. Na profundidade operacional 271, a linha d'água pode estar localizada na seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c, logo abaixo da interseção com a seção lateral cilíndrica superior 212b. A seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c pode se inclinar em um ângulo (a) em relação ao eixo vertical 2100 de 10 graus a 15 graus. O alargamento interno antes de atingir a linha d'água amortece significativamente o afundamento, pois um movimento descendente do casco 212 aumenta a área do plano de flutuação. Em outras palavras, a área do casco normal ao eixo vertical 2100 que quebra a superfície da água aumentará com o movimento descendente do casco, e essa área aumentada estará sujeita à resistência oposta da interface do ar e/ou da água. Verificou-se que 10 a 15 graus de alargamento proveem uma quantidade desejável de amortecimento do afundamento sem sacrificar muito volume de armazenamento para a embarcação.

[0180] De forma similar, a seção lateral frustocônica inferior 212d amortece o alteamento. A seção lateral frustocônica inferior 212d pode estar localizada abaixo da zona de onda (cerca de 30 metros abaixo da linha d'água). Como toda a seção lateral frustocônica inferior 212d pode estar abaixo da superfície da água, uma área maior (normal ao eixo vertical 2100) é desejada para se obter um amortecimento de alteamento. Por conseguinte, o primeiro diâmetro D1 da seção inferior do casco pode ser maior que o segundo diâmetro D2 da seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c. A seção lateral frustocônica inferior 212d pode se inclinar em um ângulo (g) em relação ao eixo vertical 2100 de 55 a 65 graus. A seção inferior pode se alargar externamente em um ângulo maior ou igual a 55 graus para prover maior inércia para movimentos de afundamento, jogo e arfagem. O aumento da massa contribui para períodos naturais de afundamento, arfagem e jogo acima da energia esperada das ondas. O limite superior de 65 graus se baseia em evitar mudanças bruscas de estabilidade durante a lastragem inicial na instalação. Ou seja, a seção lateral frustocônica inferior 212d pode ser perpendicular ao eixo vertical 2100 e alcançar uma quantidade desejada de amortecimento de alteamento, mas esse perfil de casco resultaria em uma mudança drástica indesejável na estabilidade durante a lastragem inicial na instalação. O ponto de conexão entre a porção frustocônica superior 214 e a seção lateral frustocônica inferior 212d pode ter um terceiro diâmetro D3 menor que o primeiro e o segundo diâmetros D1 e D2.

[0181] A profundidade de trânsito 270 representa a linha d'água do casco 212 enquanto ele está em trânsito para uma posição operacional offshore. A profundidade de trânsito é conhecida no estado da técnica por reduzir a quantidade de energia necessária para o trânsito de uma embarcação flutuante por distâncias na água ao diminuir o perfil da estrutura boiante que entra em contato com a água. A profundidade de trânsito é aproximadamente a interseção da seção lateral frustocônica inferior 212d e da seção elipsoidal inferior 212e. No entanto, as condições climáticas e do vento podem gerar a necessidade de uma profundidade de trânsito diferente para se atender às diretrizes de segurança ou para se conseguir uma rápida implantação a partir de uma posição na água para outra.

[0182] Em modalidades, o centro de gravidade da embarcação offshore pode estar localizado abaixo do centro de flutuabilidade para prover estabilidade inerente. A adição de lastro ao casco 212 é usada para diminuir o centro de gravidade. Opcionalmente, lastro suficiente pode ser adicionado para abaixar o centro de gravidade abaixo do centro de flutuabilidade para qualquer configuração de superestrutura e carga útil a ser transportada pelo casco 212.

[0183] O casco é caracterizado por um metacentro relativamente alto. Porém, como o centro de gravidade (CG) é baixo, a altura metacêntrica é aprimorada ainda mais, resultando em grandes momentos de adriçamento. Além disso, a localização periférica do lastro fixo aumenta ainda mais os momentos de adriçamento.

[0184] A estrutura boiante resiste agressivamente ao jogo e arfagem e é considerada "rígida". Embarcações rígidas são geralmente caracterizadas por acelerações bruscas abruptas, uma vez que os grandes momentos de adriçamento compensam a arfagem e o jogo. No entanto, a inércia associada à alta massa total da estrutura boiante, aprimorada especificamente pelo lastro fixo, atenua essas acelerações. Em particular, a massa do lastro fixo aumenta o período natural da estrutura boiante para acima do período das ondas mais comuns, limitando assim a aceleração induzida pelas ondas em todos os graus de liberdade.

[0185] Em uma modalidade, a estrutura boiante pode ter propulsores 299a-299d.

[0186] A Figura 21 mostra a estrutura boiante 210 com o convés principal 212a e a superestrutura 213 sobre o convés principal.

[0187] Em modalidades, o guindaste 253 pode ser montado na superestrutura 213, que pode incluir um heliporto 254.

[0188] Uma pluralidade de linhas de amarração em catenária 216a-216e e 216f-216j são mostradas partindo da seção lateral cilíndrica superior 212b.

[0189] Uma instalação de atracação 260 é mostrada no casco 212 na porção da seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g. A seção lateral frustocônica superior se afunilando para dentro 212g é mostrada conectada à seção lateral frustocônica inferior se afunilando para dentro 212c e a seção lateral cilíndrica superior 212b.

[0190] A Figura 21 representa uma vista em perspectiva ampliada do casco com uma abertura 230 no casco para receber um veículo aquático 2200. O túnel 230 pode ter pelo menos uma porta fechável 234a e 234b que, alternativamente ou em combinação, pode prover proteção contra intempéries e água ao túnel 230.

[0191] Os mecanismos móveis de apoio dinâmico podem ser orientados acima do piso do túnel 235 e podem ter porções posicionadas acima da profundidade operacional 271, e se estendem abaixo da profundidade operacional 271 dentro do túnel 230.

[0192] A Figura 22 mostra uma pluralidade de aberturas 252a-252ae em uma chapa 243 que podem reduzir a ação das ondas na abertura 230 no casco.

[0193] Cada uma dentre a pluralidade de aberturas pode ter um diâmetro de 0,1 a 2 metros. Em modalidades, a pluralidade das aberturas 252 pode ser formada como elipses.

[0194] A estrutura boiante pode ter uma profundidade de trânsito e uma profundidade operacional, em que a profundidade operacional 271 é alcançada usando bombas de lastro e enchendo-se tanques de lastro no casco com água após mover a estrutura na profundidade de trânsito para um local operacional.

[0195] A profundidade de trânsito pode variar de cerca de 7 a cerca de 15 metros, e a profundidade operacional pode variar de cerca de 45 a cerca de 65 metros. O túnel pode ficar sem água durante período de trânsito.

[0196] Seções retas, curvas ou afuniladas no casco podem formar o túnel.

[0197] Em modalidades, as chapas, portas fecháveis e o casco podem ser feitos em aço.

[0198] A Figura 22 é uma vista em perspectiva elevada de um dos mecanismos móveis de apoio dinâmico. Chapas secundárias 238a presas a uma chapa primária 243 para amortecimento de ondas adicional. Elementos similares aos desenhos anteriores também são indicados.

[0199] A Figura 23 é uma vista de topo de um túnel em formato de Y no casco da estrutura boiante. A abertura 230 é representada com uma primeira abertura através do casco 231 e aberturas secundárias através do casco 232a e 232b.

[0200] A Figura 24 é uma vista lateral da estrutura boiante com um pescoço cilíndrico 2228.

[0201] A estrutura boiante 210 é mostrada tendo um casco 212 com um convés principal 212a.

[0202] A estrutura boiante 210 tem uma seção lateral cilíndrica superior 212b que se estende para baixo a partir do convés principal 212a e uma seção lateral frustocônica superior 212g que se estende a partir da seção lateral cilíndrica superior 212b.

[0203] A estrutura boiante 210 tem um pescoço cilíndrico 2228 que se conecta à seção lateral frustocônica superior 212g.

[0204] Uma seção lateral frustocônica inferior 212d se estende a partir do pescoço cilíndrico 2228.

[0205] Uma seção elipsoidal inferior 212e se conecta à seção lateral frustocônica inferior 212d.

[0206] Uma quilha em formato elipsoidal 212f é formada na parte de fundo da seção elipsoidal inferior 212e.

[0207] Um apêndice em formato de aleta 284 é preso a uma porção inferior e a uma porção externa do exterior da quilha em formato elipsoidal 212f.

[0208] A Figura 25 é uma vista detalhada da estrutura boiante 210 com um pescoço cilíndrico 2228.

[0209] Um apêndice em formato de aleta 284 é mostrado preso a uma porção inferior e a uma porção externa do exterior da quilha em formato elipsoidal e se estende a partir da quilha em formato elipsoidal para dentro da água.

[0210] A Figura 26 é uma vista em corte da estrutura boiante 210 com um pescoço cilíndrico 2228 em uma configuração de transporte.

[0211] Em modalidades, a estrutura boiante 210 pode ter um pêndulo 2116, que pode ser móvel. Em modalidades, o pêndulo é opcional e pode ser parcialmente incorporado ao casco para prover ajustes opcionais ao desempenho geral do casco.

[0212] Nesta figura, o pêndulo 2116 é mostrado a uma profundidade de transporte.

[0213] Em modalidades, o pêndulo móvel pode ser configurado para se mover entre uma profundidade de transporte e uma profundidade operacional e o pêndulo pode ser configurado para amortecer o movimento do veículo aquático à medida que o veículo aquático se move de um lado para o outro na água.

[0214] Em modalidades, o casco pode ter a superfície de fundo e a superfície do convés.

[0215] Em modalidades, o casco pode ser formado usando pelo menos duas seções conectadas engatadas entre a superfície de fundo e a superfície do convés.

[0216] Em modalidades, as pelo menos duas seções conectadas podem ser unidas em série e ser configuradas simetricamente em torno de um eixo vertical, com as seções conectadas se estendendo para baixo a partir da superfície da plataforma em direção à superfície de fundo.

[0217] Em outras modalidades, as seções conectadas podem ser pelo menos duas dentre: a porção cilíndrica superior; a seção de pescoço; e a seção cônica inferior.

[0218] Embora essas modalidades tenham sido descritas com ênfase nas modalidades, deve-se entender que, no âmbito das reivindicações anexas, as modalidades podem ser praticadas de outra forma que não a descrita especificamente na presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uma sonda de perfuração flutuante compreendendo: a. um casco com uma vista de plano de casco que é circular ou poligonal, em que o casco compreende: (i) uma superfície de fundo; (ii) uma superfície de convés de topo; e (iii) pelo menos duas seções conectadas se engatando entre a superfície de fundo e a superfície de convés de topo, as pelo menos duas seções conectadas unidas em série e configuradas simetricamente em torno de um eixo vertical, com uma das seções conectadas se estendendo para baixo a partir da superfície de convés de topo em direção à superfície de fundo, as pelo menos duas seções conectadas compreendendo pelo menos duas dentre: (1) uma porção superior em vista de perfil ou de seção com um lado inclinado se estendendo a partir da seção de convés de topo; (2) uma seção de pescoço cilíndrico em vista de perfil; e (3) uma seção cônica inferior em vista de perfil com um lado inclinado se estendendo a partir da seção de pescoço cilíndrico; e b. pelo menos uma aleta de extensão com uma superfície superior da aleta inclinada em direção à superfície de fundo presa ao casco e se estendendo a partir do casco, a pelo menos uma aleta de extensão configurada para prover desempenho hidrodinâmico por meio de amortecimento linear e quadrático, e em que o casco provê massa adicionada com desempenho hidrodinâmico melhorado por meio de amortecimento linear e quadrático ao casco, e em que a sonda de perfuração flutuante não requer uma coluna central retrátil para controlar o arfagem, jogo e o afundamento.

2. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que o casco é uma forma inscrita dentro de um círculo.

3. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, compreendendo um sistema de posicionamento dinâmico com propulsores para prover o posicionamento da sonda de perfuração flutuante.

4. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que pelo menos uma aleta de extensão compreende massa adicionada, resultando em deslocamento adicional de fluido que melhora o controle de afundamento da sonda de perfuração flutuante.

5. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, compreendendo uma pluralidade de lados conectados inclinados formando a seção cônica inferior, cada lado conectado inclinado tendo pelo menos um dentre: ângulos idênticos para cada lado inclinado e ângulos diferentes para cada lado inclinado.

6. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 5, compreendendo um segmento de extensão inclinado entre a pluralidade de lados conectados inclinados.

7. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que pelo menos uma aleta de extensão é uma pluralidade de aletas de extensão segmentadas alinhadas entre si e anexada circunferencialmente ao redor do casco.

8. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que a aleta de extensão compreende uma face planar em uma extremidade distal da aleta, a face planar em paralelo com um eixo vertical da sonda de perfuração flutuante.

9. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1 compreendendo um recesso no casco e em que o recesso é uma moonpool.

10. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que a aleta de extensão é uma chapa afunilada se estendendo a partir do casco.

11. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que o formato poligonal do casco compreende uma pluralidade de chapas de metal planas planares formando uma curvatura do casco.

12. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1, em que as aletas de extensão são tanques.

13. A sonda de perfuração flutuante da reivindicação 1 compreendendo uma borda de extensão de fundo se estendendo a partir da aleta de extensão reduzindo o movimento do casco.