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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.
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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
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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
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
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.4.2 – Modo de Operação Normal sem Auxílio de Gás Lift
Fonte: Apostila E&P SERV/US-SUB/EQSB
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
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.4.3 – Limpeza das Flowlines pela UEP
Fonte: Apostila E&P SERV/US-SUB/EQSB
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
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.4.4 – Produção pela Linha do Anular
Fonte: Apostila E&P SERV/US-SUB/EQSB
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.
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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.
29
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).
32
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)