BR102012031610A2

BR102012031610A2 - Plataforma flutuante sub-fixa

Info

Publication number: BR102012031610A2
Application number: BRBR102012031610-2A
Authority: BR
Inventors: David Verly Da Fonseca
Original assignee: David Verly Da Fonseca
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-11-04
Also published as: BR102012031610B1; WO2014089656A1; NO20150926A1; BR102012031610A8

Abstract

PLATAFORMA FLUTUANTE SUB-FIXA. A presente patente de invenção tem por objetivo um novo conceito de unidade flutuante para utilização em sistemas submarinos de produção e/ou perfuração de óleo e gás de campos offshore. O conceito proposto consiste de uma estrutura metálica em forma de treliça similar à de uma plataforma fixa ou auto-elevatória suportada por um flutuador submerso, sendo este ancorado ao leito marinho. Esta configuração permite a produção de óleo e gás em lâminas d<39>água profundas com as seguintes vantagens quando comparado com as soluçoes utilizadas atualmente: a) diminuição dos movimentos dinâmicos de unidade flutuante devido à ação de carregamentos ambientais, b) menor custo de capital imobilizado, c) facilidade de construção devido ao seu aspecto modular, d) diminuição dos esforços no sistema de ancoragem e dutos submarinos, e ainda, e) utilização de sistema de completação seca.

Description

“PLATAFORMA FLUTUANTE SUB-FIXA” A presente invenção se refere a um conceito de unidade flutuante “offshore" para perfuração de poços ou produção de hidrocarbonetos em águas profundas e ultra profundas, e que compreende uma estrutura de aço treliçada para suporte de um convés acima da superfície da água, sendo ambos suportados por um flutuador submerso.

Os principais conceitos de plataformas utilizados atualmente para exploração e produção de óleo e gás podem ser divididos em duas categorias, unidades fixas e flutuantes. As plataformas fixas são estruturas de aço e/ou concreto fixadas diretamente no solo marinho. A utilização destas unidades esta limitada a águas rasas, já que o seu custo aumenta significativamente com o aumento da lamina d’água devido à necessidade de resistir à pressão externa. Sua principal vantagem é a minimização dos movimentos no convés, permitindo desta forma, a utilização de completação seca, ou seja, o controle do fluxo de produção de óleo e gás do poço para a superfície pode ser feito diretamente no convés.

As plataformas flutuantes apresentam poucas limitações com respeito à lâmina d’água de operação, mas sofrem, entretanto, maior movimentação devido â ação de ondas, ventos e correntes podendo restringir a utilização de completação seca nestas unidades, além de aumentar o carregamento mecânico dos dutos submarinos, que fazem a conexão do poço com a unidade flutuante. O projeto destas plataformas deve levar em consideração os requerimentos de espaço e capacidade de carga no convés, capacidade de armazenamento de hidrocarbonetos e um dimensionamento que minimize os movimentos de oscilação. A presente invenção combina as principais vantagens das unidades fixas e flutuantes, ou seja, pode ser utilizada em lâmina d’água profunda e ultra-profunda com redução significativa dos movimentos de translação e rotação, permitindo, portanto a utilização de sistema de completação seca. Esta invenção proporciona ainda, redução do custo de capital imobilizado, do custo dos sistemas submarinos de produção compostos pelos dutos rígidos e/ou flexíveis e ainda redução no tempo de fabricação, devido ao seu aspecto modular. A invenção será agora descrita em maiores detalhes por meio de exemplo de concretizações típicas, tendo como referência os desenhos que a acompanham, nos quais: A Figura 1 é uma vista lateral de uma plataforma flutuante sub-fixa. A Figura 2 é uma vista lateral de outra forma de concretização de uma plataforma flutuante sub-fixa, onde o convés pode se movimentar verticaimente através da estrutura treliçada de suporte.

Conforme mostrado na Figura 1, a plataforma sub-fixa para perfuração de poços ou produção de hidrocarbonetos no mar compreende uma estrutura de aço ou concreto 1 que suporta um convés 3 acima da superfície da água 4 apoiada em um flutuador submerso 5 que, por sua vez esta ancorado ao leito marinho 6. A estrutura de suporte 1 pode ser fabricada de aço ou concreto e deve ser projetada para minimizar o efeito da atuação de ondas e correntes no sistema flutuante como um todo, podendo apresentar uma geometria treliçada como a utilizada em unidades fixas ou similar as pernas 2 de uma plataforma auto-elevatória, com três ou mais pernas. A concretização mostrada na Figura 2, onde o convés pode-se mover verticalmente através da estrutura treliçada de suporte similar a uma plataforma auto-elevatória 2, permite maior facilidade no processo de instalação. Nesta forma de concretização, o convés 3 pode ser abaixado até o contato com o flutuador 5. Com o flutuador 5 deslastrado, todo o sistema pode ser rebocado flutuando, por uma embarcação de apoio, para o local de instalação da plataforma sub-fixa. O convés 3 deve suportar os equipamentos e instalações necessárias para realizar as atividades de produção ou perfuração, como por exemplo, acomodações de pessoal, guindastes de elevação, torre de perfuração ou intervenção, estrutura para pouso de helicópteros e planta de processo. O flutuador submerso 5 deve ser dimensionado para sustentar as cargas da estrutura treliçada de suporte 1 ou 2 e do convés 3 levando em conta ainda a redução da resistência das cargas ambientais de correntes marinhas e ondas. O flutuador deve apresentar tanques de flutuação e tanques de água para lastro controlados de forma a ajustar a posição do sistema com relação à superfície da água 4 quando em operação ou na fase de instalação, podendo ainda apresentar tanques para armazenamento de hidrocarbonetos. A profundidade de ancoragem e posicionamento do flutuador submerso 5 devem ser calculados de forma a minimizar o efeito de atuação do carregamento ambiental de correntes marinhas e, principalmente, de ondas. Desta forma, a invenção proposta se beneficia da principal característica de uma unidade fixa, ou seja, menor resistência a ação de ondas e correntes. O flutuador submerso 5 pode ser ancorado ao leito marinho 6 utilizando linhas de poliéster e/ou amarras de aço em configuração de catenária livre 8 e/ou tensionadas 9. Pode ainda ser conectada ao leito marinho 6 por meio de tendões de aço 10. A conexão da plataforma sub-fixa com os poços de produção de hidrocarbonetos ou de injeção pode ser feita com dutos submarinos rígidos ou flexíveis 7 diretamente conectados ao flutuador submerso 5 ou utilizando um sistema de desacoplamento de movimento.

Claims

1 )“PLATAFORMA FLUTUANTE SUB-FIXA”, compreendendo uma estrutura treliçada de aço (1) ou (2) que suporta um convés (3) acima da superfície da água (4) apoiada em um flutuador submerso (5) que, por sua vez, esta ancorado ao leito marinho (6).

2) Plataforma flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o convés (3) pode ser movimentado verticalmente através da estrutura treliçada de aço (2).

3) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que convés (3) pode ser construído para flutuar para facilitar a instalação.

4) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que possui sistema de completação seca, ou seja, árvore de natal (equipamento composto por válvulas que permitem o controle do fluxo de produção de petróleo e gás do poço para a superfície) localizada no convés (3).

5) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que possui sistema de completação molhada, ou seja, árvore de natal localizada no leito marinho (6).

6) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o flutuador submerso (5) apresenta compartimentos para armazenamento de óleo e/ou lastreamento de água.

7) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a conexão dos poços é feita através de dutos submarinos rígidos ou flexíveis (7) suportados pelo flutuador submerso (5).

8) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a geometria do flutuador submerso (5) é dimensionada para reduzir a resistência das cargas de correntes marinhas e/ou ondas.

9) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que se utiliza linhas de poliéster e amarras de aço em configuração de catenária livre (8) e/ou tensionadas (9) para ancoragem do flutuador submerso (5) ao leito marinho (6).

10) Plataforma flutuante, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que se utiliza tendões de aço (10) para ancoragem do flutuador submerso (5) ao leito marinho (6).