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A.1. PREFÁCIO AO CAPÍTULO SOBRE

ANM

A ANM faz parte do sistema submarino de produção, constituindo a transição entre este e o

poço submarino. Através da ANM o Operador de Produção controla a produção do poço a partir da

UEP, podendo abrir/fechar válvulas e obter registro de parâmetros da produção como pressão e

temperatura. A ANM constitui um equipamento de segurança e de proteção do meio ambiente uma

vez que suas válvulas são, até certo ponto, do tipo fail safe (se fecham em caso de vazamento nas

linhas de controle).

Atualmente (setembro de 2007) haviam 634 ANM instaladas na PETROBRAS, sendo 434 na

UN-BC, 173 na UN-RIO, 19 na UN-ES, 06 na UN-BA e 02 na UN-SEAL. Para se ter uma idéia do

nível de atividade, em 2006 foram instaladas 46 ANM na PETROBRAS.

Em face de sua importância para a produção eficiente e segura dos poços e de seus elevados

custos de instalação e manutenção, é da maior importância que os trabalhadores envolvidos em

operações conjuntas entre UEPs, Sondas e Barcos Especiais tenham um conhecimento mínimo sobre

ANM. Este capítulo busca transmitir este conhecimento, com o objetivo de contribuir para o sucesso

das operações conjuntas. A ênfase adotada é na operação do equipamento, ou seja, o que o

Operador de Produção precisa saber para se situar no contexto e fazer bom uso do sistema

submarino de produção.

A organização do trabalho na Gerência de Equipamentos Submarinos (E&P SERV/US-

SUB/EQSB) é apresentada no capítulo 2.2.2. O glossário sobre ANM está contido no glossário geral.

Este capítulo enfatiza as ANMs instaladas em maiores LA uma vez que nestas profundidades

de água têm ocorrido mais problemas na entrega/recebimento de poço e na manutenção de ANMs.

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A.2. RESUMO DA HISTÓRIA DAS ANMS

A história das ANMs teve como principal determinante a profundidade de água (LA)

crescente. No início, em águas rasas, na ordem de dezenas de metros, parece razoável a alternativa

adotada de uso de mergulhadores até mesmo na operação das ANMs. Houve então a 1a versão de

ANM, as DO (Diver Operated). Estas foram desenvolvidas em 3 modelos conforme a perfuração e

completação fossem feitas com Jack-up, a perfuração com Jack up e a completação com SS

ancorada ou todo o processo com SS ou NS ancorados, respectivamente. As unidades flutuantes (SS

e NS) nestes casos faziam uso de cabos guia e BOP Submarino.

Com o aumento da profundidade veio a necessidade de diminuir a exposição de

mergulhadores (segurança) e aumentar a confiabilidade das ANMs. Estas passaram então a ser

apenas assistidas por mergulhadores nas conexões e desconexões de linhas. Foi a 2a versão, as DA

(Diver Assisted), quando a LA atingia uma a duas centenas de metros. A perfuração e completação

eram feitas por SS ou NS ancorados, com cabos guias.

Quando as LA superaram o limite do mergulho industrial, não havia outra alternativa a não ser

criar ANMs que dispensassem o uso de mergulho. Vieram então às versões DL (DiverLess), adotadas

para LA superiores a 300 m.

A primeira ANM sem uso de mergulho foi a DLP (Diver Less Pull in). A conexão das linhas

(pull in) era feita por uma ferramenta especial, na horizontal. Em face dos problemas de pull in este

modelo foi logo abandonado.

Foi então desenvolvida a versão DLL (Diver Less Lay away). Nesta as conexões das linhas de

fluxo (flowlines) e umbilical hidráulico eram feitos a seco, no moon pool, após a passagem destas

linhas do Barco de lançamento até a Sonda. Após a conexão das linhas estas eram descidas em

operação conjunta Sonda-Barco. Tempos perdidos de Sonda aguardando barco e vice-versa e falhas

nas conexões gray-lock condenaram este modelo, embora ainda tenha sido recentemente usado.

A questão da necessidade de mergulhadores não era a única importante com relação à LA. A

instalação e retirada das ANMs eram feitas com Sondas ancoradas, que faziam uso de cabos guias.

Estes, em número de 4, eram conectados em postes nas cabeça dos poços e permitiam guiar a ANM

em seu assentamento na cabeça do poço. As ANMs eram então GL (Guide Line, ie, guiadas por

cabos guias). Ora, com o aumento da LA os esforços do mar sobre os cabos guias aumentavam.

Estes às vezes embaraçavam, em inacreditáveis emaranhados. Por outro lado, as Sondas DP (de

posicionamento dinâmico) apareciam como boas alternativas. Estas não podiam usar cabos guias.

Daí veio o desenvolvimento de ANMs GLL (GuideLineLess), sem uso de cabos guias. Funis, com

rasgos e chavetas orientadoras substituíram os cabos guias.

Outro aspecto concomitante refere-se à conexão das linhas de produção (flowline) e linhas de

controle (umbilical hidráulico). Nas primeiras ANMs, estas só podiam ser assentadas após a conexão

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das linhas. Assim, a completação do poço tinha que ser interrompida para a instalação das linhas,

para então instalar a ANM. A disponibilidade de linhas e de Barcos de Lançamento interferia na

completação do poço. Com o aumento das atividades e dos custos esta questão se tornava cada vez

mais relevante. A busca por flexibilidade operacional e maior confiabilidade levou a novos modelos de

ANM, no que se refere à conexão das linhas de fluxo e de controle. Isto levou às gerações de ANM

GLL: Lay away, Conexão Indireta, Conexão Direta, Conexão Independente.

Apresentamos, a seguir, um resumo cronológico da história das ANMs.

Em 1943, ocorreu a 1a instalação de árvore de natal submersa no mundo, no Lago Erie, EUA.

Tinha por objetivo proteger as linhas de produção de icebergs.

Em 1961, ocorreu a 1a instalação de ANM no sentido das atualmente usadas, em LA de 17

m, no Golfo do México, West Cameron Block 192. Foi realizada pela Shell em face da

longa distância entre o poço e a UEP e como teste para futuras aplicações em maiores LA.

Em 1969 já havia 68 ANMs instaladas no mundo, a maioria nos EUA, em LA de até 130 m.

Adotava-se controle hidráulico direto e o conceito de operações através das linhas de

produção (through flowline). A conexão das linhas era feita por mergulhadores.

Em 1977 entrou em produção comercial o primeiro poço da Bacia de Campos, entretanto

este não usava ANM, mas sim um BOP submarino adaptado para esta produção

antecipada.

Em 1979 foi iniciada a produção dos poços de Garoupa e Namorado, em profundidade de

água de 160 metros, fazendo uso de árvores de natal montadas dentro de vasos a pressão

atmosférica (Well-head Cellars).

Em março de1979 foi instalada a 1a ANM no RJS-38, campo de Bonito.

Em março de 1991 foi instalada a 1a ANM GLL em Marlim, em LA de 721 m (2366 ft)

fazendo uso de uma Sonda DP.

Nos anos 90 o número de ANM instaladas no mundo chegou a 627, sendo 23 em LA

acima de 300 m.

1991: instalação da 1a GLL de 1a Geração - Lay Away

1994: instalação da 1a GLL de 2a Geração – Conexão Vertical Indireta

1997: instalação da 1a GLL de 3a Geração – Conexão Vertical Direta

1999: instalação da 1a GLL de 4a Geração - Conexões Verticais Independentes

199x: instalação da 1a ANM H, horizontal, em..........

No início comprávamos ANMs especificadas e fabricadas no exterior. Em 1982 foi iniciada a

fabricação no Brasil através de um processo de desenvolvimento de fornecedores nacionais, através

da adaptação de projetos estrangeiros. Ao final da década de 1980 foi iniciada a padronização de

interfaces. Atualmente as ANMs são fabricadas 100% no Brasil.

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Tabela A.2.1– ANM na Bacia de Campos – UN-BC em agosto de 2003

ANM Instalada por Tipo

Classificação DO DO-1 DO-2 DO-3 DA DLP DLL DL GLL

LA CVI CVD CV IND

Total por Ativo

ATIVO

Albacora 0 0 0 0 04 0 21 36 0 21 14 01 61

Centro 0 0 0 0 06 08 09 30 12 05 11 02 53

Marlim 0 0 0 0 0 0 0 139 14 36 79 10 139

Nordeste 09 0 0 09 10 03 0 0 0 0 0 0 22

Norte 05 01 04 0 20 03 04 03 01 01 01 0 35

Sul 21 0 10 11 56 15 01 01 0 0 01 0 94

Total por

Tipo

35 01 14 20 96 29 35 209 27 63 106 13 404

Tabela A.2.2 – ANM na Bacia de Campos – UNRIO em agosto de 2003

ANM Instalada por Tipo

Classificação DA DLP DLL DL GLL

LA CVD CV IND

Total por Ativo

ATIVO

Barracuda-Caratinga

0 01 24 10 10 0 0 35

Marlim Sul 0 0 05 07 01 06 0 12

Roncador 0 01 01 09 0 05 04 11

Sul 01 0 0 01 0 0 01 02

Albacora Leste

0 0 01 01 0 01 0 02

Espírito Santo

0 0 0 01 0 0 01 01

Total por Tipo

01 02 31 29 11 12 06 63

Fonte: Piedade, TS e Rodrigues, VF, 2003).

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A.3. VISÃO GERAL SOBRE O

CONJUNTO ANM

Ao abordar o equipamento ANM (Árvore de Natal Molhada) temos que nos referir a um

conjunto de equipamentos conforme, por exemplo, a figura 1 a seguir.

DHSV

XO

S1

S2

W1

W2

M1 M2

BAP

ALOJADOR

CONECTOR DAANM

T.HANGER

ANEL DE VEDACAO

CONECTOR DAS LINHASDE FLUXO E CONTROLE

LINHAS DE FLUXO

BLOCO DE VALVULAS

TREE CAP STABS HIDRÁULICOSDA TRE CAP

VDV

FLOW LINE

UMBILICALDE CONTROLE

Figura A.3.1 – Diagrama esquemático de um conjunto BAP-ANM-TREE CAP

Alguns modelos antigos de ANM não são representados por esta figura.

A válvula mestra inferior (lower máster) passou a ser excluída na década de 1980.

Uma breve descrição desta figura revela:

a) A ANM (bloco da árvore em amarelo escuro) se assenta e trava na cabeça do poço, no

caso na BAP (Base Adaptadora de Produção = tubing spool, em verde). Em termos de

esforços mecânicos a ANM se apóia na BAP, que por sua vez se apóia na cabeça do poço

(BAJA ou BGP-R), a qual é suportada pelo revestimento de superfície (geralmente de 20”),

o qual está aderido às rochas pelo anel de cimento criado durante a cimentação.

b) A BAP possui um alojador (housing, em cinza). O conector da ANM trava externamente

neste alojador. Internamente, este possui um perfil onde se assenta o suspensor de coluna

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(TH, Tubing Hanger, em azul esverdeado). Assim, tanto o peso da ANM (próprio + Tree

Cap + linhas), quanto o da COP são descarregados sobre a BAP.

c) O TH veda no housing da BAP, garantindo comunicação independente entre bore de

produção da ANM com a COP e bore do anular da ANM com o anular COP x revestimento

de produção.

d) A COP geralmente possui uma DHSV (válvula de segurança de subsuperfície). A DHSV

constitui uma barreira de segurança controlada da superfície e fail safe (caso ocorra falha

no sistema, a válvula se fecha). As linhas de controle hidráulico da DHSV têm conexões no

TH e na ANM. Além disto, existe na ANM uma ou duas válvulas de isolamento da linha de

controle hidráulico da DHSV (LCDHSV), conforme haja uma ou duas linhas de controle

desta. Estas válvulas não são controladas remotamente, mas operadas com auxílio de

ROV. As mesmas permitem testar a estanqueidade das LCDHSV desde a ANM até a UEP.

Quando há duas LCDHSV, no caso de falha em uma pode-se isolar esta e alinhar o

circuito hidráulico para a outra, através de operação com ROV.

e) Existem conexões no TH e ANM para o cabo elétrico de PDG. Em poços com completação

inteligente mais orifícios e conexões são necessários.

f) O alinhamento de produção se dá através de DHSV-M1-W1-Flowline de produção. Onde M1

é a válvula mestra de produção (master 1) e W1 a válvula lateral (wing 1) de produção.

g) O alinhamento com o anular COP x revestimento, onde nos poços com gas lift se faz a

injeção de gás até o MGL (mandril de gas lift) com a VGL (válvula de gas lift) operadora, se

dá através de VDV-M2-W2-flowline de injeção de gás. A VDV é a válvula de dupla vedação

situada no bore do anular do TH. Com o assentamento da ANM stabs abrem a VDV.

h) A XO, crossover, é uma válvula da ANM que permite a interligação entre o ramo de

produção e o ramo do anular. Suas funções serão apresentadas no item Modos de

Produção.

i) As válvulas S1 e S2 (swab 1 e 2) permitem comunicação vertical respectivamente com a

COP e com o anular. As mesmas têm utilidade apenas durante intervenções com Sonda,

permitindo acesso à COP. A UEP não tem como acioná-las, nem teria sentido em fazê-lo.

j) A Tree Cap (Capa da ANM) é o equipamento que transfere o comando da ANM para a UEP.

O umbilical hidráulico que vem da UEP interliga-se com a Tree Cap, que através de seu

circuito hidráulico permite que a UEP acione as válvulas da ANM. Portanto, durante a

intervenção com Sonda, só esta pode acionar as válvulas da ANM. Ao instalar a Tree Cap,

só a UEP pode acionar as válvulas da ANM.

k) A Tree Cap, com tampões assentados, constituem ainda uma segunda barreira de

segurança. Além disto, geralmente abriga o painel de backup, operado com ROV.

l) As linhas de produção e injeção de gás (flowlines) são conectadas à ANM, neste caso

através da BAP.

10

A.4. Modos de Operação das Válvulas de Controle da Anm pela UEP

Quando uma Sonda está intervindo em uma ANM, fazendo uso de ferramenta de instalação

de ANM (TRT = Tree Running Tool), riser de completação e umbilical de serviço, a Sonda tem

comando sobre todas as válvulas da ANM, incluindo as S1 e S2. Ao instalar a Tree Cap a Sonda

passa o comando das válvulas para a UEP, com exceção das S1 e S2 que ficam isoladas fechadas.

Ao estudar os modos de operação a seguir, observar que: i) algumas ANM em poços injetores

não dispõem de válvulas M2, XO e W2; ii) em operações de lavagem das linhas de produção

recomenda-se manter a DHSV fechada.

Na década de 1980 as ANMs que possuíam duas válvulas mestras de produção, passaram a

ter apenas uma mestra de produção, suprimindo-se a mestra inferior (lower master).

A.4.1. Poço em produção normal com auxílio de GAS LIFT

MODOS DE OPERAÇÃO DA PRODUÇÃOPRODUÇÃO NORMAL - POÇO “NÃO-SURGENTE”

S1-SWAB PRODUÇÃO S2 -SWAB ANULAR WI -LATERAL PROD. W2 - LATERAL ANULAR

M1-MASTER PRODUÇÃO M2 -MASTER ANULAR XO -CROSS-OVER DHSV - DOWN HOLE SAFETY

POÇO

SONDA DE PRODUÇÃO

LINHA DE 2”E ANULAR

LINHA DE 4” ECOLUNA

S2S1

W2W1

M2M1

DHSV

XO

VÁLVULA FECHADA

VÁLVULA ABERTA

FLUXO DO ÓLEO

FLUXO DO GÁS LIFT

CIRCULAÇÃO

Figura A.4.1 – Modo de Operação Normal com Auxílio de Gas Lift

Fonte: Apostila E&P SERV/US-SUB/EQSB

11

Devem ser abertas apenas as válvulas M1, W1, M2 e W2, mantendo-se as demais fechadas.

O fluxo de óleo se dá através de Reservatório-COP-DHSV-M1-W1-Linha de Produção-UEP. A injeção

de gás através de UEP-flowline de gás-W2-M2-VDV-VGL-COP.

A.4.2. Poço em produção normal sem auxílio de GAS LIFT

MODOS DE OPERAÇÃO DA PRODUÇÃO

POÇO

SONDA DE PRODUÇÃO

PRODUÇÃO NORMAL - POÇO SURGENTE





S2S1

W2W1

M2M1

DHSV

XO

VÁLVULA FECHADA

VÁLVULA ABERTA

FLUXO DO ÓLEO

FLUXO DO GÁS LIFT

CIRCULAÇÃO

Figura A.4.2 – Modo de Operação Normal sem Auxílio de Gás Lift


Devem ser abertas na ANM apenas as válvulas M1 e W1, mantendo-se as demais fechadas.

O fluxo de óleo se dá através de Reservatório-COP-DHSV-M1-W1-Linha de Produção-UEP.

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A.4.3. Lavagem das linhas de fluxo pela UEP



POÇO

SONDA DE PRODUÇÃO



S2S1

W2W1

M2M1

DHSV

XO

VÁLVULA FECHADA

VÁLVULA ABERTA

FLUXO DO ÓLEO

FLUXO DO GÁS LIFT

CIRCULAÇÃO

Figura A.4.3 – Limpeza das Flowlines pela UEP


A lavagem ou limpeza das linhas de fluxo se faz necessária para retirada dos fluidos da

formação produtora (óleo, água e gás) das linhas, substituindo estes por água do mar. Para LA onde

pode ocorrer a formação de hidrato, deve ser feita a etapa de prevenção de hidrato.

Para a lavagem das linhas devem ser abertas apenas W1, XO e W2. Caso a ANM disponha

de PIG-XO basta abrir esta, fechando-se W1 e W2. O sentido de fluxo preferido é o da flowline de

2”para a flowline de 4”.

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A.4.4. Produção excepcional pela linha do anular



POÇO

SONDA DE PRODUÇÃO



S2S1

W2W1

M2M1

DHSV

XO

VÁLVULA FECHADA

VÁLVULA ABERTA

FLUXO DO ÓLEO

FLUXO DO GÁS LIFT

CIRCULAÇÃO

Figura A.4.4 – Produção pela Linha do Anular


A linha de fluxo normalmente alinhada para o anular COP-Rev produção, pode ser usada para

produção, através da XO. Para tal, na ANM ficam abertas apenas M1-X0-W2.

Portanto, o fluxo de óleo de se dá via Reservatório-COP-DHSV-M1 (até aqui fluxo normal)-

XO-W2-Linha de fluxo de 2”-UEP. Trata-se de um uso alternativo da XO, quando há algum

impedimento para a produção normal via W1-Linha de produção.

14

A.5. CLASSIFICAÇÃO DAS ANMS

As ANMs podem assim, ser classificadas quanto a: fabricante, intensidade de uso de

trabalhos de mergulho, uso de cabos guias ou não, método de conexão das linhas de produção e de

controle e disposição das válvulas de controle da produção.

A.5.1. Quanto aos fabricantes

A lista de fabricantes de ANM instaladas na Bacia de Campos contempla: Hughes;

NATIONAL; equipetrol; MIC; villares/SADE VIGESA; ABB/vetco; CAMERON; Cbv/fmc; KVAERNER e

DRIL-QUIP.

A.5.2. Quanto ao uso de mergulho

As ANM’s podem ser classificadas, quanto ao modo de instalação e conexão das linhas de

fluxo e controle, em termos de uso ou não de trabalho com mergulhador e uso ou não de cabos guias.

diver operated (DO);

diver assisted (DA);

diverless pull-in (DLP);

diverless lay-away (DLL);

diverless GuideLineLess lay-away

diverless guidelineless (GLL) com conexão vertical indireta (CVI).

diverless guidelineless (GLL) com conexão vertical direta (CVD).

diverless guidelineless (GLL) com módulo de conexão vertical (MCV).

A.5.2.1. ANM DO (DIVER OPERATED)

As ANM’s do tipo DO (operadas por mergulhador), introduzidas para viabilizar a produção de

campos em águas rasas em face de seu baixo custo de aquisição, exigem intenso trabalho com

mergulhadores. As ANM DO revelaram-se anti-econômicas em face dos custos de instalação e

manutenção e passaram a ser substituídas pelas DA (assistidas por mergulhador). Existem três tipos

de ANM do tipo diver operated: DO-1 (perfuração e completação com Jack ups), DO-2 (perfuração

com Jack-up e completação com SS) e DO-3 (perfuração e completação com SS ou NS).

GLL

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Como este curso tem ênfase em LA profundas e ultra-profundas, não entraremos em detalhes

sobre as ANMs DO. Atualmente estas se concentram nos seguintes Ativos: 21 no ATP-S, 09 no ATP-

NE e 05 no ATP-N. Cumpre ressaltar, que as ANM DO voltaram a ser usadas recentemente nos

campos de Manati e Peroá, em LA rasa.

A.5.2.2 - ANM DA (DIVER ASSISTED)

São ANMs instaladas em LA de até 300 m, onde o único trabalho realizado com

mergulhadores é a conexão das linhas de fluxo e de controle da ANM. Na retirada da ANM também é

necessário à desconexão das linhas através de mergulhadores.

Atualmente há instaladas na Bacia de Campos 101 ANM DA. A maioria encontra-se no ATP-

S: 61 e ATP-N: 20. Há ainda ANM DA nos ATP-NE (10), ATP-C (6) e ATP-AB (4).

A.5.2.3 - ANM DLP (DIVER LESS PULL-IN)

A DLP foi o primeiro modelo de ANM Diverless. Foram projetadas para LA de até 400 m.

Dispensam o uso de mergulhadores, sendo a conexão das linhas feita na horizontal, com o auxílio de

ferramenta específica, em uma operação conhecida como pull-in.

Foi usada em nosso primeiro recorde de LA no RJS-284, em Marimba.

Encontra-se em desuso, sendo substituídas por DAs quando em LA < 300m.

A.5.2.4 - ANM DLL (DiverLess Lay Away)

Em face da dificuldade de conexão das linhas nos modelos anteriores, desenvolveu-se esta

ANM, cuja conexão é feita a seco, no moon pool da Sonda. Na instalação de uma ANM Lay away,

primeiro o Barco de Lançamento de Linhas disponibiliza estas para a Sonda. A conexão é feita no

moon pool e a seguir a Sonda desce a ANM enquanto o barco paga as linhas. Após o assentamento,

travamento e testes da ANM na BAP o Barco prossegue o lançamento da 2a ponta das linhas.

16

Figura A.5.1 – ANM tipo DLL

Caso seja necessária a retirada da ANM para reparo, o MLF (Mandril das Linhas de Fluxo)

permanece no berço (cradle) da BAP. Na nova descida o CLF (Conector das Linhas de Fluxo) se

reconectará automaticamente no MLF. Esta é uma grande vantagem da Lay away.

Como a Lay away exige o concurso simultâneo de Sonda e Barco Especial os custos de sua

instalação revelaram-se elevados e muito afetados por disponibilidade destes equipamentos e de

condições de mar. Isto, aliado a falhas na vedação gray lock das conexões condenou este modelo,

embora o mesmo tenha ainda sido recentemente usado em Albacora.

Atualmente, temos instaladas na BC 35 DL Lay away, sendo a maioria no ATP-AB.

17

A.5.3 Quanto ao método de conexão de linhas para as GLL

A.5.3.1 - ANM DL GLL Lay Away (DiverLess Guidelineless Lay Away)

Figura A.5.2 – Conexão tipo lay-away

As ANMs GLL (sem uso de cabos guias em sua instalação e retirada) foram desenvolvidas

para LA superiores a 300 m e para instalação e retirada tanto com Sonda DP quanto com Sonda

Ancorada. Como pode não se dispor dos cabos guias (acoplados em postes da cabeça do poço) para

guiar a ANM, esta foi dotada com grandes funis e sistemas de rasgos e chavetas.

A GLL Lay Away foi a primeira geração de ANMs guidelineless. A primeira foi instalada em

1991 no MRL-03, LA de 721 m.Em junho de 1997 foi instalada uma ANM GLL ABB VETCO do tipo

Lay Away no poço MLS-3, em LA de 1709 metros, na época recorde mundial.

A.5.3.2 - ANM DL GLL CVI (Conexão Vertical Indireta)

Em face dos problemas apresentados pelo sistema lay away foi desenvolvida a segunda

geração de ANM GLL. Nesta o MLF (mandril das linhas de fluxo) é lançado, pelo Barco Especial, com

um trenó, ao lado da cabeça do poço. Em termos de cronograma de barcos e sondas apresenta a

vantagem de poder ser lançado independemente da instalação da BAP. Daí também a origem da

denominação indireta. Neste sistema a conexão das linhas tem que ser iniciada na BAP (1a ponta) e a

ANM só pode ser instalada após a conexão das linhas de fluxo. As linhas podem ser desacopladas

com ROV ou com Sonda.

18

Figura A.5.3 – Conceito da conexão vertical indireta (CVI)

Fonte: Apostila E&P SERV/US-SUB

A.5.3.3 - ANM DL GLL CVD (Conexão Vertical Direta)

Na conexão vertical direta (CVD), terceira geração das ANM GLL, ao invés de se fazer uso do

trenó para abandonar o mandril das linhas de fluxo ao lado do poço, este é posicionado diretamente

em seu berço localizado na BAP.

Figura A.5.4 – Conceito da conexão vertical direta (CVD)

Foi adicionado um segundo funil up na BAP para orientação do MLF.

19

Figura A.5.5 – BAP para GLL CVD

Figura A.5.6 – BAP GLL CVD com Flowline hub assentado.

Na CVD a ANM só pode ser instalada após a instalação do MLF na BAP. Entretanto a

conexão das linhas de fluxo pode se iniciar na 1a ou 2a ponta.

Flowline hub. No assentamento este é guiado por um pino

A BAP recebeu um funil guia para o flowline hub

20

Na CVD foi introduzido na BAP o loop para passagem de pig. Observemos que pigs não

podem passar pela Crossover da ANM, em face das quinas vivas desta. Assim, a solução para a

remoção mecânica de depósitos orgânicos, foi o acréscimo de uma Pig-crossover e um Pig-loop na

BAP.

Figura A.5.7 – Conceito da conexão vertical direta (CVD)

A.5.3.4 - ANM DL GLL (Conexão vertical independente)

Na conexão vertical independente, 4a geração das ANM GLL, foi adotado um novo conceito

de BAP. As conexões entre as linhas na BAP e a instalação da ANM passaram a ser totalmente

independentes. Isto visou a conferir maior flexibilidade no uso dos recursos críticos Sondas e Barcos

Especiais. Este sistema permite a realização da completação do poço em um único estágio, não

sendo necessário aguardar a conexão do MLF entre a instalação do TH e a ANM.

A interface entre as linhas de fluxo e a ANM foi dividida em duas, passando-se a usar os

módulos de conexão vertical (MCV). O MCV tem função similar ao MLF usado na CVD. Na BAP para

conexão vertical independente existem dois falsos MLFS interligados, que permitem a conexão do

CLF (conector das linhas de fluxo) da ANM.

Loop para a passagem de pig

21

Como o peso das linhas de fluxo aumenta com a LA. Este passou a superar a capacidade de

carga dos Barcos de Lançamento de Linhas. Assim, foram desenvolvidos dois modelos de ANM DL

GLL CV independente, sendo um com apenas um MCV (usado em LA de até 1350 m) e o outro com 3

MCVs (usado em LA superior a 1350 m).

O modelo com apenas um MCV (Módulo de Conexão Vertical)

O modelo com Três MCVs (Módulos de Conexão Vertical)

Figura A.5.8 – Conexão vertical independente com 1 MCV.

O diferencial em relação ao modelo com 1 MCV é a adoção de 3 MCVs, sendo um para a

linha de produção, outro para a linha do anular e um terceiro para o umbilical hidráulico e elétrico.

Figura A.5.9 – ANM GLL CBV com o conceito 3 MCV’s instalada no RJS-436 em LDA de 1867 metros

A nova BAP para conexão vertical independente

22

O recurso de 3 MCVs permite que os barcos de lançamento efetuem a conexão das linhas

primeiramente na ANM (denominada “conexão em primeira ponta”) e lançando em seguida até a

UEP, ou conectando inicialmente na UEP e posteriormente na ANM (denominada “conexão em

segunda ponta”). Além disso, diminui a carga para cada conexão.

A.5.4. Quanto à disposição das válvulas de controle da produção

As ANMs já instaladas são de dois tipos: ANM Vertical (ou convencional na Bacia de Campos)

e ANM Horizontal. Na ANM horizontal o suspensor da coluna de produção (TH) desvia o fluxo de

produção para a lateral, onde estão dispostas as válvulas de controle.

Existem em fase de estudo outras configurações como ANM em cruz, ANM concêntrica, etc.

23

A.6. COMPONENTES DO SUBSISTEMA

ANM

O subsistema ANM é composto pela interface ANM-Linhas de fluxo e linhas de controle e

monitoramento, pela ANM propriamente dita (conector, bloco de válvulas, válvulas gavetas e

atuadores, painel de intervenção com ROV, conectores das linhas de fluxo, manifold da ANM), capa

da ANM.

A.6.1. Interface ANM – linhas de fluxo e linhas de controle

A interface entre ANM e as linhas de fluxo (flowlines) e linhas de controle das válvulas da

ANM e DHSV sempre constituiu um aspecto muito importante.

Nas primeiras ANMs DO e DA às linhas de fluxo e de controle eram conectadas por

mergulhadores, através de flanges e placas hidráulicas. Nas DLP (DiverLessPull in), foram adotadas

estruturas especiais (skids), algumas com flutuadores, e ferramentas especiais (pull-in tool),

efetuando-se as conexões horizontalmente. A ANM passou a ter uma base para as linhas de fluxo.

Os primeiros Sistemas DL GLL adotaram o CLF (Conector das Linhas de Fluxo) na ANM e o

MLF (Mandril das Linhas de Fluxo), que se assenta na BAP. Tanto o CLF quanto o MLF conectam

tanto as linhas de fluxo (flowlines), quanto as linhas de controle hidráulico e de monitoramento de

pressão e temperatura.

A instalação do MLF na BAP nos sistemas com cabos guia (GL), é feita pelo método lay-

away. Para os sistemas sem cabos guia (GLL), a conexão do MLF à BAP pode ser feita, conforme o

modelo através de conexão lay-away, vertical indireta (CVI) ou vertical direta (CVD).

O perfeito posicionamento do MLF na BAP é fundamental, já que a interface entre o MLF e o

CLF da ANM é composta de anéis de vedação metálicos para os bores excêntricos de produção de

anular, de vários couplings macho e fêmea para as linhas de controle hidráulica e de um conector

elétrico para TPT (Temperature and Pressure Transducer) e PDG (Permanent Downhole Gauge)

(Apostila E&P SERV/US-SUB/EQS).

As BAPs para estes sistemas adotaram a seguinte configuração:

na parte inferior: uma estrutura guia (funil down) para orientação na cabeça do poço

e um conector hidráulico e anel metálico para travamento e vedação no alojador de

alta pressão (housing);

24

na parte superior: um alojador (housing especial denominado tubing head) com

perfil interno preparado para receber o suspensor de coluna (TH) e perfil externo,

tipo H-4, para receber o conector da ANM; uma luva helicoidal interna ao tubing head

que proporciona a auto-orientação do suspensor de coluna (TH); um funil up para

orientação no assentamento da ANM; e um berço (cradle), para ancoragem e apoio

do mandril das linhas de fluxo (MLF), permitindo que a ANM possa ser retirada sem

que seja necessário desconectar as linhas flexíveis da ANM com mergulhador.

O advento do MLF (mandril das linhas de fluxo) passou a permitir a retirada da ANM

independente das linhas de fluxo.

Figura A.6.1- Vista lateral da base adaptadora de produção com 3 MCV’s para ANM ABB 1860 metros

Na conexão vertical indireta (CVI), o MLF é lançado pelo Barco de Manuseio de Linhas ao

lado da BAP, conectado a um trenó. A conexão do MLF à BAP poderá ser feita pela Sonda ou pelo

Barco. Assim, o barco não precisa aguardar a Sonda assentar a BAP. O MLF da CVI é o idêntico ao

usado na conexão Lay Away.

25

1.

Figura A.6.2 – Trenó utilizado para Conexão Vertical Independente

Na conexão vertical direta, CVD, o MLF é instalado diretamente na BAP. Assim, a manobra

de retirar o MLF do trenó e conectá-lo na BAP é eliminada. Para tal, adotaram-se rasgos em Y e pinos

que guiam o encaixe do MLF na BAP. Dependendo do modelo estes rasgos podem estar no Pino de

Orientação do MLF ou na BAP.

Os sistemas mais recentes de Conexão Independente adotaram o MCV (Módulo de Conexão

Vertical) tornando a instalação e retirada da ANM totalmente independente da instalação e retirada

das linhas de fluxo. Para LA inferiores a 1000 m adotou-se o modelo com um MCV, o qual contempla

as linhas de produção, de acesso ao anular e de controle. Para LA superior a 1000 m, são usados 3

MCV’s, sendo um para as linhas de produção, outro para acesso ao anular e o terceiro para o

umbilical de controle. A adoção de 3 MCVs diminui o peso de cada conexão viabilizando as conexões.

O MCV tem função similar ao MLF usado na CVD. Neste sistema a BAP possui um falso MLF,

fixo na estrutura, aguardando a conexão do CLF da ANM. Este falso MLF está interligado a um

segundo falso MLF, ao qual é conectado o MCV, com as linhas de fluxo e controle.

Com esta solução as linhas podem ser instaladas a qualquer momento, desde que a BAP

esteja instalada. Assim, a Sonda pode realizar toda a construção do poço independentemente do

lançamento das linhas. A melhor tecnologia de construção é aquela na qual a BAP é instalada antes

de se perfurar a zona de interesse, perfura-se esta, instala-se a parte inferior da completação, instala-

se a parte superior até o TH, retira-se o BOP Submarino e instala-se a ANM. Caso a UEP esteja

pronta para receber o poço, o Barco de Manuseio de Linhas instala o (s) MLF(s) e efetua-se a entrega

do poço.

26

Figura A.6.3 – Módulo de conexão vertical (MCV) ABB

A.6.2. A ANM propriamente dita

A.6.2.1. Conector da ANM

A ANM deve ser assentada e travada na cabeça do poço através do conector. Nas ANMs DO

o conector é mecânico. Em todas as demais o conector é hidráulico, i.e, seu

travamento/destravamento é realizado através de acionamento hidráulico de pistões. A vedação se dá

através de anéis metálicos.

Nas ANM antigas esta é assentada e travada no alojador de alta pressão da cabeça do poço.

Nas mais recentes a ANM é assentada e travada no alojador da BAP. A dimensão do alojador,

16.3/4”ou 18.3/4”, define em que poço a BAP-ANM pode ser usada.

Todos os poços perfurados por unidades flutuantes na Bacia de Campos, com sistemas de

cabeça de poço submarino (SCPS) MS-700 e SS-10, a partir de 1995, e os tubing heads das BAP’s

têm o perfil externo do alojador de alta pressão VETCO tipo H-4 como padrão.

A interface entre o Conector e o TH é de fundamental importância e composta por

vários elementos: stab de produção; stab de acesso ao anular; stab de acesso às

linhas hidráulicas de acionamento da DHSV; conector elétrico do PDG e castelo,

responsável pela alinhamento fino entre as partes.

O assentamento da ANM deve ser testado com tração e a vedação com pressão,

constituindo seu sucesso condição sine qua non para aceitação da ANM.

27

A.6.2.2. Conjunto de Válvulas da ANM

Uma ANM para poço produtor deve conter pelo menos quatro válvulas em seu bloco e três

válvulas fora deste. O bloco possui dois orifícios (bores) paralelos verticais, um de 2" para acesso ao

anular e outro de 4" para acesso à coluna de produção.

No bore de 4” há duas válvulas, a mestra 1 (Master 1), M1, a qual se comunica com o interior

da COP. Mais acima fica a válvula Swab 1, ou S1. Esta só tem função durante a intervenção com

Sonda, permitindo acesso vertical à COP. No bore de 2" há algo similar, agora relativo ao anular COP

x Rev produção. A válvula inferior é a Master 2, M2, a qual se comunica com o anular. Mais acima

fica a válvula Swab 2, S2. Esta também só tem função para intervenção com Sonda.

O posicionamento destas válvulas no bloco é padronizado, sendo, portanto idêntico para

todos os fabricantes.

As válvulas mestras (M1 e M2) são as principais válvulas de controle do poço. A M1 é a

primeira barreira de segurança na ANM. As antigas ANMs possuíam duas válvulas mestras no bore

de 4” (upper e lower), tendo sido reduzidas para apenas a M1 após estudos de confiabilidade.

Completando o conjunto de válvulas temos as válvulas laterais de acesso à COP, W1 e W2, e

a Crossover, XO.

A lateral 1 Wing 1, ou W1, permite acesso da linha de produção ao orifício de produção (4”)

da ANM. Assim, os fluidos produzidos pelo poço deverão passar pela DHSV, M1 e W1, para chegar à

flowline de produção. A W1 é a primeira válvula de controle de produção acionada pelo Operador. A

M1 só será usada em fechamentos mais duradouros.

A lateral 2 Wing 2 ou W2 permite acesso da linha de anular (geralmente gas lift) ao orifício do

anular (2”) da ANM. Assim, o gÁs usado no gas lift deverá passar primeiro pela W2 e então pela M2

para acessar o anular COP x Rev produção.

Há conectores para injeção de produtos químicos na ANM à jusante da W1 para atuação na

linha de produção e à montante da W1 para atuação na ANM e poço.

As válvulas usadas em ANM’s são válvulas gaveta de passagem plena. O size usual é de

4.1/16” para o orifício de produção e de 2.1/16” para o do anular. A vedação entre a gaveta e a sede é

metal/metal, com deposição de material de alta dureza e vedação resiliente entre a sede e o corpo.

A funcionalidade e eficiência de vedação das válvulas da ANM devem ser comprovadas na

entrega do poço.

28

Figura A.6.4 – Bloco de válvulas, atuadores, linhas de fluxo e CLF.

A.6.2.3. Acionamento Hidráulico das Válvulas de ANM

Os equipamentos submarinos trabalham em condições adversas e apresentam elevados

custos de reparo. Por isto, tais equipamentos são dotados de algumas alternativas ao uso normal –

back-ups. Apresentamos neste subitem o acionamento normal das válvulas da ANM, através de

acionamento hidráulico direto – uma linha para cada função. Veremos, a seguir, que há alguns back-

ups, com limitações.

Para abrir e manter aberta determinada válvula da ANM, deve ser aplicada pressão

(bombeando fluido hidráulico) na linha de controle correspondente. A pressão aplicada é transmitida à

haste e a um pistão que, ancorado a uma mola, vence a resistência desta abrindo a válvula. A linha

deve ser mantida pressurizada para manter a abertura da válvula. A retirada de pressão, intencional

ou devido a um vazamento, permite que a força da mola comprimida empurre a haste para a posição

original, fechando a gaveta.

Portanto, as válvulas da ANM são do tipo "fail safe close", a menos que bloqueadas

abertas por hidrato ou outro impedimento físico.

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Circuito hidráulico para acionamento das válvulas da ANM.

Figura A.6.5 - Mecanismo de abertura/fechamento das válvulas.

A.6.2.4. Acionamento Mecânico Alternativo das Válvulas de ANM – Painel de Intervenção com ROV

As ANMs, em geral possuem um Painel de Intervenção com ROV ou Painel de Override,

através do qual pode ser feita a abertura (na verdade isolamento destas) das válvulas da ANM.. A

alternativa de override se aplica às válvulas M1, W1, M2, W2 e XO, uma vez que S1 e S2 só têm

função durante intervenção com Sonda.

O painel de override é constituído por uma chapa frontal fixada entre a estrutura inferior e a

estrutura de reentrada com preparações para montagem das interfaces de atuação por ROV e

inscrições de orientação operacional (Figura A.6.6, a seguir). Sua parte traseira aloja o acumulador,

as válvulas das linhas de injeção química e os suportes das hastes indicadoras de posição. Além

disto, esta chapa protege, sustenta e alinha as hastes de transferência de movimento, montadas entre

esta e as válvulas da ANM.

30

O override é feito através de Barco de apoio com ROV, ou ROV da Sonda, quando for o caso.

O ROV utiliza ferramenta de torque apropriada e aplica o número de voltas indicado para promover a

abertura da válvula de interesse. Para fechar a válvula é necessário desfazer o procedimento anterior,

conhecido como "retirada de override". O override só se aplica à abertura das válvulas, pois o

fechamento é através das molas (válvulas fail safe).

A alternativa (back-up) de override, através de intervenção com ROV, pode evitar

uma onerosa intervenção com Sonda nos casos onde haja falha em um atuador

específico.

Uma válvula aberta por override perde sua condição fail safe, pois exigirá a vinda de

um Barco com ROV para a retirada do override.

Recomendamos a presença de técnico de ANM do E&P SERV/US-SUB/EQSB a bordo

do barco para apoio nas operações de override e emissão de relatórios técnicos, os

quais são de grande importância para as futuras intervenções. Já houve quebra de

válvulas em operações de override. Isto se deveu a excesso de torque e até mesmo

por aplicação de torque no sentido contrário.

Figura A.6.6 - Painel de Intervenção com ROV - ANM ABB GLL

31

A.6.2.5. Acionamento alternativo hidráulico – Via painel BACK-UP na TREE CAP

Outro recurso alternativo, desta feita para falhas nas linhas de controle, é o Painel Backup na

Tree Cap. Em caso de falha em determinada função, pode-se através de atuação com ROV, isolar a

linha correspondente e passar a acionar a função através de uma linha sobressalente.

Na parte frontal do painel está marcada a nomenclatura de cada válvula e a posição

operacional da mesma. O painel é montado na estrutura suporte soldada no corpo superior da capa

da ANM.

Figura A.6.7 – Painel back-up para ANM ABB GLL 1860 metros

Fonte: Apostila US-SUB/EQSB

Para os atuais umbilicais hidráulicos de 12 funções, com 9 linhas de controle e 3 de injeção

de produtos químicos, sendo 02 para metanol, a relação linhas funções é apresentada na tabela a

seguir.

Tabela A.6.1 – Relação Linhas x Funções

Linha 1 – DHSV Linha 5 - M2 Linha 9 - IQ

Linha 2 - M1 Linha 6 - W2 Linha 10 - R2 (reserva 2)

Linha 3 - R1 (reserva 1) Linha 7 – CO Linha 11 - I.E. (inj. Etanol).

Linha 4 - W1 Linha 8 - PIG-XO Linha 12 - I.E. (inj. Etanol).

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Das 9 linhas de controle da ANM, duas são consideradas sobressalentes (reserva 1 e reserva

2). No caso de se perder por entupimento ou rompimento uma das mangueiras das funções da ANM

ou da DHSV, pode-se lançar mão de uma das linhas reservas. Para tal será necessário intervenção

com ROV.

No subsistema ANM com instalação e operação normal, a linha reserva 1 deve ficar

direcionada para a DHSV2, de forma que estejam disponíveis dois circuitos independentes, desde a

UEP até a própria DHSV, para a abertura desta.

Para LA profunda e ultra profunda recomenda-se para a DHSV duas linhas de

controle, com backup desde a UEP até a DHSV.

Parâmetros de Operação (Pressão e Tempo) das válvulas de ANM

As ANMs da Bacia de Campos são acionadas por sistema hidráulico direto. A tabela a seguir

apresenta a relação geral entre LA e pressão de operação nos atuadores.

Tabela A.6.2 – Parâmetros de operação das válvulas de ANM

Pressão de operação nos atuadores (produção / anular)

Profundidade de água (LA) onde está instalada a ANM

1.500 psi até 1.000 metros

2.000 psi Entre 1.000 e 1.800 metros

3.000 psi acima de 1.800 metros

Para o caso de LA até 1000m, por exemplo, o que ocorre, em geral, é que se tem o início de

abertura da válvula com 400 psi e a conclusão da abertura com 800 psi. Adota-se a pressão de

operação de 1500 psi.

Assim, por exemplo, para uma ANM corretamente instalada em LA de 1000 m, a aplicação de

1500 psi será suficiente para abrir as válvulas, mesmo na condição mais crítica, qual seja com a

pressão de fluxo de óleo/gás máxima na ANM de 5000 psi.

Pressão Máxima Admissível nos Atuadores das Válvulas de ANM

Este aspecto exige atenção do Operador de Produção, pois a pressão de trabalho máxima

admissível nos atuadores das ANMs varia conforme especificação técnica vigente na época da

compra. Esta varia desde 2.250 psi, para as ANMs mais antigas, até 3.000 psi para as mais recentes.

Não se deve trabalhar com pressão acima da necessária, pois isto aumenta o tempo de

fechamento e diminui a vida útil da válvula. Tomando como exemplo as válvulas instaladas em

Roncador, entre 1000 e 1800 m LA, a pressão de abertura das válvulas é de 2.000 psi e a máxima

admissível de 3.000 psi. A pressão adequada neste caso fica entre 2.000 e 2.300 psi

A instalação de uma ANM em LA menor do que a especificada poderá ter implicações sobre o

sistema de controle nas UEP (manifold e painel de produção), uma vez que a sua pressão de

operação poderá estar em conflito com as demais ANMs da UEP.

33

Compensação Hidrostática

Para que a pressão hidrostática da coluna de água do mar não mantenha as válvulas da ANM

permanentemente abertas, faz-se necessário um reservatório de compensação hidrostática. Este

promove a equalização de pressão entre as câmaras dos atuadores e a pressão hidrostática no fundo

do mar.

M-2

MANIFOLD

X-O

ID 0.75” (MINIMO)

AGUA DO MAR

LINHA 3/8”

LINHA DE 3/8” LINHAS DE 0.75” (ID MÍNIMO) LINHAS 3/8”

VALVULA DIRECIONALINSTALADA NO PAINELDE OVERRIDE DA ANM

FILTRO

ÁGUADO

MAR

HW-525

100 PSIP

VÁLVULARETENÇÃOID = 0,75”

VÁLVULA ESFERA

PLUG

S-2

M-1

S-1

X-O

TREE MANIFOLD

Figura A.6.8 – Sistema de compensação de pressões Fechado para atuadores de válvulas

Nas ANM’s mais antigas os acumuladores ficam abertos para o mar. Nas mais recentes os

sistemas são fechados, possuindo uma bexiga de borracha que isola o fluido hidráulico (HW-525) da

água do mar, não alterando o princípio de compensação.

A.6.2.6. Conector das linhas de fluxo (CLF)

Também chamado de flowline conector é o elemento de ligação entre a ANM e as linhas de

fluxo e controle. No caso de ANM's DO e DA esses conectores são constituídos por flanges rotativos

ou rotulados e placas hidráulicas, acoplados à ANM por mergulhadores. Nas ANM's DLP, DLL e GLL

os conectores são hidráulicos, promovendo a conexão das linhas de fluxo e controle em um terminal

próprio.

34

A.6.2.7. Manifold da ANM (Tree Manifold)

O Manifold fica no topo da ANM possuindo orifícios para todas as funções da ANM e bore de

4”e 2” com perfil interno para assentamento de plugs. Possui perfil externo para travamento da

ferramenta de instalação da ANM e para o conector da capa da ANM (tree cap), quando utilizada.

Nas ANM’s DO-1, DO-2 e algumas DO-3 as linhas hidráulicas chegam a uma placa hidráulica,

onde são acessados tanto pela completação quanto pela produção. As ANM’s DO-2 não possuem

alojamento para plug (apenas no tubing hanger) e a ANM DO-3 apenas na linha de produção.

(1) bore de 4”

(2) bore de 2”

(3) bore hidráulico de controle

(4) perfil para plug

(5) perfil para travamento de ferramenta

(6) flange de conexão ao bloco de válvulas

Figura A.6.9 - Tree manifold FMC/CBV

A.6.2.8. Capa da Árvore (Tree Cap)

A Tree Cap funciona como um jumper entre a UEP e a ANM. Este desenvolvimento se fez

necessário para que ora a Sonda (durante a instalação e retirada) ora a UEP (durante a operação do

poço) possam acionar as válvulas da ANM.

Assim que a Sonda assenta a Tree Cap os controles da ANM passam para a UEP. As linhas

de controle do umbilical hidráulico conectam-se à Tree Cap e daí à ANM.

As ANM's DO-1, DO-2 e DO-3 não possuem Tree Cap. Algumas ANMs DO-3 e DA utilizam

válvulas de dupla ação (shuttle valve) e cartuchos hidráulicos em substituição às Tree Caps. As

ANM’s VETCO/CMV, sem Tree Cap, utilizam um cartucho hidráulico, que interliga a UEP à ANM

assim que os stabs hidráulicos da ferramenta de instalação da ANM é desencaixada.

35

Figura A.6.10 - Esquema hidráulico com a Tree Cap instalada e durante o assentamento desta com a Sonda

A.6.2.9. Capa de Corrosão

É um equipamento instalado no topo da ANM ou sobre a Tree cap, como proteção e

isolamento das áreas de vedação dos receptáculos. Possuem, geralmente, travamento por pinos de

cisalhamento.

(1) pino de cisalhamento

(2) stab de 4”

(3) stab de 2”

(4) stab hidráulico

(5) pino guia

Figura A.6.11 - Corrosion cap FMC/CBV

36

A.7. Sistema de controle hidráulico de ANM

O sistema de controle utilizado nas ANMs na Bacia de Campos é o hidráulico direto. Neste

sistema há uma tubulação ou mangueira hidráulica, desde a UEP ou Manifold até o atuador, para

cada função (válvulas da ANM, DHSV, Pig-XO).

Controle Hidráulico DiretoControle Hidráulico DiretoPainel de Controle

HPU

ANM

Flowline

connector

Atuador

Tubing hanger

SSSV

Riser e Umbilical

com uma linha

por função

Plataforma de

Produção

Tree capPainel de Back-up -

Acionado por ROV

Figura A.7.1 – Controle hidráulico direto

Fonte: Apostila Curso Operador de Produção – 2002.

Podemos analisar o sistema de controle a partir da UEP. Nesta fica o Painel de Produção,

através do qual são controladas as funções da ANM, DHSV e PIG-XO. O painel é composto

basicamente de válvulas direcionais a indicadores de pressão (manômetros). Pelo acionamento de

válvulas direcionais instaladas no painel de comando, o fluido hidráulico é enviado através das linhas

do umbilical até os atuadores das válvulas.

O sistema hidráulico direto apresenta como principais características: i) é puramente

hidráulico; ii) possui uma linha hidráulica de controle para cada função da ANM; iii) pressurização e

alívio pela mesma linha hidráulica; iv) o comando é efetuado na superfície através de válvulas

direcionais instaladas em painel dedicado.

As principais limitações do sistema hidráulico direto são: i) relação direta entre distância poço-

UEP e tempo de resposta; para grandes distâncias o tempo de abertura/fechamento das válvulas será

37

grande; ii) grande número de linhas hidráulicas no umbilical de controle, com custos altos para

grandes distâncias; ii) grande número de conexões hidráulicas.

Todo o circuito hidráulico é constituído por material inoxidável com conexões tipo metal-metal.

Um aspecto crítico deste sistema é o fluido hidráulico. Atualmente, está padronizado o uso de

HW-525, base água. O fluido hidráulico deve apresentar baixa viscosidade, baixa compressibilidade,

baixa toxidez (deve ser descartável para o mar), estabilidade a baixas temperaturas. Deve ser inibido

em termos de corrosão, possuir boa lubricidade, reduzir a formação de espuma e inibir o crescimento

de microorganismos. Uma das grandes causas de degradação do fluido é a ação do crescimento dos

microorganismos, tais como bactérias e fungos, podendo causar também entupimentos.

38

A.8. Árvore de Natal Molhada

Horizontal (ANM-H)

A ANM-H pode ser descrita, de forma simplificada, como uma base adaptadora de produção

(BAP) com válvulas montadas na sua lateral, permitindo a intervenção no poço e substituição da

coluna de produção sem a retirada da ANM. Foram desenvolvidas concepções diver assisted (DA),

para LAs inferiores a 300 metros e GLL para LAs superiores a 300 metros.

Figura A.8.1 - Esquema ANMH com Capa Interna e Hub Único

As ANMH eram muito usadas no exterior, onde agora parece estar havendo uma tendência

ao maior uso de ANM vertical. A ANMH é ideal para BCSS (bombeio centrífugo submerso submarino);

pois permite a substituição do conjunto de fundo sem retirada da ANM.

Como desvantagem para outras aplicações, para se retirar a ANM é obrigatório retirar-se,

primeiro, a coluna de produção.

39

Figura A.8.2 - ANM-H FMC com cabos guia (GL) e com tree cap externa

ANM-H 2500

O desenvolvimento de ANM-H para LA de até 2500 metros foi motivado pela possibilidade de

uso de large bore (5 1/2") e pela maior economicidade destes equipamentos. Inicialmente foram

especificadas 5 (cinco) ANM-H's para o projeto de Marlim Sul, que prevê poços com vazão de até

5000 m3/dia. Posteriormente surgiu um horizonte de outras 26 (vinte de seis) ANM-H's para o campo

de Roncador.

As ANM-H’s 2500 GLL foram fabricadas com 3 MCVs (módulos de conexão vertical das linhas

de fluxo e de controle) tipo pescoço de ganso. O de produção é de 8” e o do anular é de 6”. Possui

loop para passagem de pig. Utilizam tree cap externa com duas válvulas gavetas para acesso vertical

pleno à coluna de produção, e com bifurcação, para acesso ao anular. As conexões elétricas de sinal

são feitas na vertical. Por usar tree cap externa, dispõe de painel back-up hidráulico montado sobre a

mesma.

A ferramenta de instalação da ANM também instala a tree cap. O BOP de workover deve

permitir intervenções dentro da coluna de produção, sem a instalação do BOP convencional. O BOP

de workover deve estar preparado para cortar flexitubo de 1.1/4"e, a seguir, vedar e fazer desconexão

rápida. Estão padronizadas as interfaces entre a ANM-H/ferramenta de instalação ou tree cap ou BOP

de workover, de forma a possibilitar intercambialidade entre ferramentas de diferentes fabricantes. Da

mesma forma, está padronizada a interface entre o BOP de workover e sua ferramenta de instalação,

sendo está última denominada de FDR (ferramenta de destravamento rápido). A FDR também deve

instalar a TREE CAP e deve ficar sobre a ferramenta de instalação da árvore. A desconexão rápida

durante a instalação do suspensor de coluna (TH), em caso de perda de posicionamento, será feita

40

com junta de riser cisalhável e com uso da SSIT (subsea intervention tree) construída especificamente

para este fim.

Figura A.8.3 - Esquemático da ANMH 2.500m (Capa Externa e Hubs Independentes)

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