Tensionamento de Riser

Um riser de perfuração é um tubo de aço de grande diâmetro que se estende da embarcação até o leito marinho, por vezes com mais de 3,000 metros de comprimento. O riser deve permanecer dentro da sua faixa de tensão operacional aprovada. Uma tensão efetiva baixa pode permitir compressão ou flambagem; se isso pode afetar o controle do poço depende do riser, do BOP, da configuração da barreira de poço e do estado operacional.

A tensão necessária depende do peso do riser, da flutuabilidade, do carregamento de corrente e da profundidade da água. A tensão de topo necessária é calculada a partir da configuração do riser, do peso do fluido de perfuração, da profundidade da água, do offset da embarcação e do modo operacional. Essa tensão deve ser mantida dentro de limites rígidos, apesar do heavecontínuo da embarcação, que pode fazer com que ela se mova vários metros para cima e para baixo a cada poucos segundos.

Tensão efetiva insuficiente pode permitir compressão ou flambagem; tensão excessiva pode sobrecarregar componentes. O sistema de tensionamento é especificado em relação à faixa de tensão definida pelo projeto e ao envelope de embarcação, ambiental, offset e operação.

Os tensionadores de riser normalmente são sistemas hidropneumáticos compostos por múltiplos cilindros hidráulicos conectados a grandes acumuladores carregados com nitrogênio. Os cilindros aplicam uma força ascendente ao riser por meio de um arranjo de cabo e roldana ou por meio de êmbolos de ação direta.

À medida que o movimento relativo altera a posição do cilindro, o fluido hidráulico se move entre os cilindros e os acumuladores. O volume de gás e o arranjo hidráulico determinam a variação de pressão e a força resultante do tensionador. A direção de extensão depende do arranjo mecânico; verifique a força e o curso ao longo do envelope operacional.

Um tensionador de riser pode usar múltiplos cilindros em paralelo. A redundância exigida, o estado de falha admissível e a redistribuição de carga são específicos do sistema e da certificação; nenhuma capacidade de falha única é implícita aqui. O curso especificado também leva em conta o envelope de offset da embarcação do projeto.

O tensionamento de riser apresenta vários desafios de engenharia específicos:

• Alta tensão, curso longo — a tensão de topo, o curso e o volume de gás necessários são calculados para o riser, a embarcação e o envelope operacional; o serviço em águas profundas pode exigir alta força e curso longo.
• Operação contínua — os tensionadores de riser podem operar continuamente ao longo das fases aprovadas da campanha, enquanto um compensador de içamento é especificado para a sua sequência de içamento. O ciclo de serviço exigido, a disponibilidade e a filosofia de manutenção são específicos do projeto.
• Requisitos variáveis — à medida que a profundidade da água muda entre poços, ou que juntas de riser são adicionadas ou removidas, a tensão e o curso necessários mudam. O sistema deve ser reconfigurável.
• Ressonância — as frequências naturais acopladas do riser-tensionador são verificadas em relação à faixa de excitação de onda e às condições operacionais relevantes.

Para um caso de contingência aprovado, quando um sistema primário precisa de manutenção ou está indisponível, um tensionador de riser de backup pode suportar o serviço temporário de tensionamento definido enquanto o sistema primário é restaurado. O SIRIUS, nosso tensionador de riser de backup atualmente em desenvolvimento, é destinado ao serviço de contingência de implantação rápida após integração e aprovação específicas do projeto.

Para aplicações que necessitam de ajuste em serviço, o controle automático da mola a gás do ANTARES pode ser aplicado ao serviço de tensionamento, mantendo a faixa de tensão configurada conforme as condições e os requisitos mudam. O recurso de travamento da haste do pistão do ANTARES também fornece uma função de retenção segura quando o tensionamento não é necessário.

Selecionar a solução de tensionamento de riser correta depende da embarcação, da profundidade da água, da configuração do riser e dos requisitos operacionais. A Norwegian Dynamics fornece suporte de engenharia para a especificação do tensionador e pode orientar sobre a solução mais adequada — consulte nosso guia de seleção de compensadores para uma visão geral.