BR102013031613A2 - enrujecedor para risers utilizados em sistemas de extração de petróleo e sistema de extração de petróleo - Google Patents

Abstract

enrijecedor para risers utilizados em sistemas de extração de petróleo e sistema de extração de petróleo. a presente invenção se insere na indústria mecânica e na indústria de petróleo, visto que se refere a um enrijecedor (16), preferencialmente tubular, isto é, a uma peça tubular de enrijecimento, a ser empregada no exterior da armadura longitudinal de risers (3). em uma configuração preferencial da presente invenção, é proposto um enrijecedor (16) para risers (3) utilizados em sistemas de extração de petróleo, que compreende uma face interna (19 ) que delimita uma porção interna ao enrijecedor (16), em que o riser (3) compreende fios da armadura enrolados (4) e fios da armadura retos (10) localizados na porção interna ao enrijecedor (16 ) . o enrijecedor (16) possui um módulo de elasticidade no mínimo equivalente ao material utilizado no riser (3), ou seja, possui um módulo de elasticidade geralmente entre 180 e 210 gpa, preferencialmente de 200 gpa. preferencialmente, o enrijecedor (16) é de metal. deste modo, a presente invenção soluciona os problemas do estado da técnica ao eliminar as deformações locais de flexão dos fios das armaduras (4, 5, 10, 11) dos risers (3) tanto junto ao conector (2) quanto ao longo de um trecho inicial de transição da conformação dos fios.

Description

ENRIJECEDOR PARA RISERS UTILIZADOS EM SISTEMAS DE EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO E SISTEMA DE EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO

Campo da Invenção A presente invenção se insere na indústria mecânica e na indústria de petróleo, visto que se refere a um enrijecedor tubular, isto é, a uma peça tubular de enrijecimento, a ser empregada no exterior de risers e de umbilicais empregados na extração de petróleo.

Estado da Técnica As plataformas de extração de petróleo estão ligadas a tubulações flexíveis que mergulham até o fundo do mar e prosseguem até os poços de extração de petróleo. Tais tubulações são denominadas de risers.

Assim, os risers são longas tubulações que ao longo de seu comprimento submarino adotam formas aproximadas de catenárias. Elas são ancoradas em sua extremidade superior nas estruturas das plataformas marítimas e, em sua extremidade inferior, em cabeças de poço de extração de petróleo. Essas ligações são feitas por meio de conectores especiais.

Estes conectores podem ser configurados para unir os risers às plataformas marítimas de onde eles estão suspensos, ou para unir as extremidades de sucessivos segmentos de risers que se conectam para, formar as tubulações de exploração de petróleo.

Ainda, os conectores também acoplar os umbilicais às plataformas marítimas e às instalações no fundo do mar. Os umbilicais são tubulações que mergulham até o fundo do mar, conduzindo em seu interior cabos elétricos e de fibra ótica de controle das operações, bem como dutos de transporte de fluidos destinados a operações de controle.

Os risers , possuem um duto central formado por diferentes materiais e configurado para conduzir o petróleo, e uma armadura longitudinal no entorno desse duto central, que é configurada para resistir ao peso e demais esforços que atuam na tubulação.

Essa armadura longitudinal é formada por um conjunto de fios de aço, enrolados helicoidalmente em volta do duto central. Ou seja, a armadura é formada por um conjunto de fios que possuem a configuração de molas helicoidais cilíndricas.

Deste modo, os risers são compostos por diferentes camadas de materiais, cuja camada mais externa é feita de um material plástico de proteção do riser contra a corrosão e contra impactos com outras estruturas. Logo abaixo dela estão duas ou quatro camadas de fios de aço enrolados helicoidalmente, que compõem a armadura longitudinal do riser. Internamente à armadura longitudinal do riser existe uma camada de material plástico antiaderente, e internamente a esta camada outras camadas de material plástico e de partes metálicas que formam o duto interno de transporte de petróleo e gases. Esse duto interno resiste às pressões internas e externas exercidas sobre o riser. O centro do riser (a camada mais interna) é um tubo flexível de anéis metálicos articulados entre si, dentro do qual passa o petróleo.

Dessa forma, as cargas externas que atuam ao longo do tubo são resistidas por uma estrutura longitudinal formada pelo conjunto de fios de aço, organizados em duas ou quatro camadas superpostas, enrolados helicoidalmente em sentidos contrários. É importante observar que os chamados fios de aço que formam a estrutura longitudinal do riser não são retilíneos, e nem são fios com seção transversal circular. Esses fios são geralmente constituídos por fitas metálicas de aço, com seção transversal aproximadamente retangular, com área da ordem de um centímetro quadrado cada um deles.

Para a realização da ligação do riser à plataforma marítima que o sustenta, o riser é unido solidariamente a um conector metálico disposto em sua extremidade, que é estruturalmente solidarizado à plataforma marítima. Com arranjo estruturalmente equivalente, são ligados entre si os segmentos distintos de risers, e o riser à cabeça de poço de extração de petróleo.

Os conectores são metálicos (usualmente de aço), e possuem forma geral tubular. Deste modo, é possível manter a configuração do duto de transporte do petróleo no seu interior. Não obstante, são previstas configurações específicas não tubulares para suas diferentes funções. A ligação do conector à plataforma marítima ou a outros conectores é feita por meio de sua parte externa, de acordo com as técnicas usuais da construção de estruturas metálicas, em que o riser fica ligado ao conector por meio da ancoragem de seus fios no interior da estrutura do conector. A fim de que esses fios possam ser ancorados dentro do conector, é necessário modificar o seu alinhamento helicoidal original. Deste modo, existe uma região externa junto à entrada do riser no conector, a partir de onde os fios da armadura longitudinal têm seu arranjo alterado para que fiquem alinhados com o eixo longitudinal do conjunto riser-conector.

Após entrarem no conector, os fios são moldados com a geometria adequada à região inicial de ancoragem e, a seguir, os fios são alojados no recesso de ancoragem final existente dentro do conector, onde são imobilizados por meio de um material plástico enrijecido que enche totalmente o conector, geralmente injetado ao final da montagem do conjunto riser-conector.

Para a adaptação dos fios do riser ao interior do conector, em um trecho terminal do riser, é preciso remover a camada de material plástico de proteção contra a corrosão.

Após o corte do revestimento externo do revestimento plástico, os fios do riser, ao longo de um comprimento adequado para sua adaptação ao interior do conector, são dobrados para fora de seu alinhamento original, a fim de permitir as operações de adaptação do duto interno do riser ao interior do conector. Após esses trabalhos, a conformação dos fios do riser é modificada, de modo que fiquem ajustados à direção longitudinal do eixo do conector, e mantidas em sua posição final, dentro do recinto de ancoragem no interior do conector.

Assim, é claro que a região de ligação do riser ao conector que o liga à plataforma maritima é a de maior risco de danos, visto que essa região deve suportar o peso total do riser e está sujeita a movimentos oscilatórios enérgicos, em virtude de condições de mar revolto.

Neste sentido, os fios do riser dentro do conector, logo após o trecho retilineo de entrada, sofrem curvaturas significativas para sua ajustagem ao recinto de ancoragem terminal. Esses trechos curvos de fios tendem a se retificar ao serem puxados para fora do riser pelas forças externas e, em consequência, tendem a formar pontos angulosos exatamente na face interna da parede de saida do conector. Essas dobras podem comprometer seriamente a resistência do riser.

Por esse motivo, conforme descrito no documento BR 102013000202-0, no interior do conector pode ser empregada uma peça-guia na forma de anel, que guia os fios na saida do conector, eliminando o risco de ruptura dos fios do riser no interior do conector.

Todavia, ainda subsiste o risco de ruptura dos fios do riser por flexão, no trecho junto à face externa da parede de saida dos fios de dentro do conector. Nessa região também existe o risco de dobras localizadas dos fios, em virtude da modificação brusca de seu arranjo que, do alinhamento longitudinal existente dentro do conector, passam ao alinhamento helicoidal próprio dos risers.

Desse modo, as rupturas frequentes dos fios dos risers nesse trecho de mudança de arranjo mostram que ai existe uma diminuição local da resistência da armadura longitudinal do riser e, por este motivo, os fios dessa região não devem ser fortemente solicitados por esforços de flexão, embora ai existam momentos fletores devidos aos esforços externos atuando sobre o riser nestes pontos.

No estado atual da técnica, procura-se aumentar a resistência à flexão dos risers na região junto à entrada no conector de sua extremidade superior, acrescentando um enrijecedor plástico resistente à flexão, ligado ao riser e ao conector. Esses enrijecedores.plásticos são adaptados à face externa do riser, procurando transmitir os esforços do riser nessa região, diretamente à estrutura externa do conector.

Estes enrijecedores plásticos até conseguem diminuir as deformações de flexão ao longo do trecho inicial da tubulação, mas apenas no trecho fora do conector. Desse modo esses enrijecedores plásticos não conseguem eliminar a maior parcela de esforços aplicados pelo riser ao conector, que é transmitida por meio dos fios de aço de sua armadura longitudinal.

De qualquer modo, a parcela de esforços que o enrijecedor plástico possa ter retirado do trecho final do riser precisa ser transferido ao conector, para que o conector possa transferir essa parcela de esforços diretamente à plataforma marítima.

Todavia, a ligação conector-enrijecedor plástico é pouco eficiente, pois depende da deformação do plástico no contato com o enrijecedor, geralmente de metal. O comportamento ideal seria que a ligação fosse perfeitamente rigida, isto é, que na interface de contato nem o material plástico nem o metal do conector se deformassem.

Nessas condições, como o enrijecedor abraça um longo comprimento do riser, os esforços que o enrijecedor não consegue transmitir ao conector, em virtude de sua própria falta de rigidez, mesmo com as enormes dimensões dadas a esse tipo de enrijecedor, esses esforços voltam ao riser, de uma vez, na seção de contato do riser com o conector.

Desse modo, as deformações de flexão longitudinal do riser somente provocam deformações de flexão nos fios do riser no trecho inicial imediatamente após a saida dos fios de dentro do conector. Isso ocorre porque, nesse pequeno trecho inicial, predomina a conformação que os fios têm dentro do conector, enquanto fora do conector os fios retomam sua conformação de molas helicoidais. Entretanto, essa mudança de geometria dos fios não acontece repentinamente, sendo necessário um trecho de transição.

Essas deformações de flexão dos fios metálicos do riser são as causas de rupturas prematuras por fadiga desses fios. Essas deformações são exatamente o que, por razões de ordem fisica, os enrijecedores plásticos não conseguem eliminar na seção de entrada no conector.

Assim, a presente invenção pretende eliminar a deformação por flexão dos fios do riser em sua saida do conector, e assegurar um comprimento ao longo do qual os fios possam retomar sua configuração helicoidal, a fim de que as rotações por flexão da tubulação ocorram praticamente apenas por rotações de torção dos fios dessa armadura, problemas existentes no estado da técnica.

Observe-se que, na seção de transição de configuração dos fios do riser em sua entrada no conector, a rigidez à flexão longitudinal da seção transversal dos enrijecedores plásticos nunca será tão grande a ponto de impedir que o conjunto de fios da armadura longitudinal, com o arranjo longitudinal que existe em sua entrada no conector, resista a uma grande parte dos eventuais momentos fletores externos atuantes sobre o riser nessa região.

Isto se deve ao fato de que os módulos de elasticidade dos plásticos, mesmo os plásticos estruturais de alto desempenho, são da ordem de 1,6 GPa (GigaPascal) , enquanto o módulo de elasticidade dos aços é da ordem de 200 GPa. Assim, um riser com diâmetro externo de aproximadamente 30 centímetros, com 128 fios de seção transversal com área de cerca de 1 centímetro quadrado cada um, funcionando como um tubo metálico de 30 centímetros de diâmetro, tem rigidez quase sete vezes maior que a rigidez de um enrijecedor de poliuretano com 50 centímetros de diâmetro na seção de entrada dos fios no conector.

Nessas condições, nas técnicas que empregam o conjunto estrutural formado pelos fios do riser, juntamente com o enrijecedor de poliuretano, esse arranjo forma um sistema hiperestático em paralelo.

Desse modo, com falta de rigidez da interface aço-plástico, procurou-se amenizar essa deficiência, empregando enrijecedores plásticos com dimensões avantajadas, mas que mesmo assim não conseguem melhorar a rigidez do contato do plástico com carcaça do conector. Desse modo, os fios do riser sempre resistirão a uma parte significativamente maior do momento aplicado ao riser, ficando apenas uma pequena parte por conta do enrijecedor de plástico.

Embora os enrijecedores plásticos permitam uma redução da curvatura dos risers ao longo de seus comprimentos, a curvatura local na seção de entrada dos fios metálicos no riser não fica significativamente diminuída por esses enrijecedores plásticos, pois os mesmos não conseguem impedir, nem diminuir significativamente, a rotação dos fios de aço do riser nessa seção, que é a causa essencial de rupturas prematuras do riser junto ao conector.

Adicionalmente, a literatura técnica especializada relata em diversos documentos os desenvolvimentos realizados na estrutura dos risers e de seus enrijecedores, procurando solucionar os problemas do estado da técnica.

Como exemplos de tais documentos podem ser citados o documento Norte-Americano US 6,273,142, que descreve um duto flexível com um conector, e o documento Norte-Americano US 6/923,477, que descreve um conector terminal para dutos flexíveis multicamadas com um selo interno.

Ainda, o documento Norte-americano US 6,592,153 também descreve um diference conector terminal para dutos flexíveis, bem como o documento Brasileiro PI 0704349-2, que descreve um conector para dutos flexíveis. Outro documento Brasileiro, PI 0703202-1, descreve um terminal de riser flexível com fixação cônica.

Ainda, os conectores plásticos podem ser encontrados em literaturas técnicas específicas, como o livro "Sufsea Pipelines and Risers. Elsevier", de Yung Bai & Quiang Bai, que ilustra um longo enrijecedor de poliuretano, com vários metros de comprimento, acoplado ao conector da extremidade superior de um riser flexível de grande diâmetro.

Outro exemplo deste caso é o livro "Fundamentais of Marine Riser Mechanics", de Charles P. Sparks. Ainda, empresas como a PennWell Corporation, de Tulsa nos Estados Unidos, descrevem exemplos de risers e cálculos de deformações de risers flexíveis, tratando-os como elementos estruturais submetidos a esforços de flexão.

Ainda, o documento Brasileiro BR 102013000202-0 descreve uma peça-guia a ser colocada no interior do conector, envolvendo os fios do riser junto à sua saída do conector, com a finalidade de impedir a deformação dos fios por flexão na região interna ao conector.

Analisando a documentação técnica disponível, verifica-se que a tecnologia referente a enrijecedores empregados no reforço da extremidade superior dos rísers flexíveis preocupa-se exclusivamente com os enrijecedores construídos com materiais plásticos, do tipo do poliuretano. É possível citar ainda pesquisas na área, como a dissertação de mestrado em Engenharia Oceânica "Análise de Enrijecedores à Flexão", de Marcelo Caire da Cope da Universidade Federal do Rio de Janeiro, que aborda os enrijecedores à flexão, construídos com materiais plásticos ligados diretamente à estrutura externa dos conectores metálicos dos risers.

Outro exemplo deste caso é a dissertação de mestrado "Análise Estrutural de Enrijecedores à Flexão de Geometria Complexa Utilizados em Operações Offshore", de José Roberto de Souza da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, que também aborda enrijecedores à flexão construídos com materiais plásticos ligados diretamente à estrutura externa dos conectores metálicos dos risers.

Ainda, é possível citar o livro "Plásticos de Engenharia", de Hélio Wiebeck e Júlio Harada, que descreve minuciosamente as propriedades dos plásticos de engenharia, inclusive os chamados plásticos de alto desempenho, e mostra que o módulo de elasticidade desses materiais é apenas da ordem de 1,6 GPa. Por outro lado, é do conhecimento usual da engenharia que o módulo de elasticidade dos aços é da ordem de 200 GPa.

Entretanto, todos os documentos encontrados não solucionam os problemas do estado da técnica, por utilizar os conectores de plástico que possuem uma geometria que não apresenta rigidez suficiente, como previamente exemplificado.

Por fim, pode-se citar alguns conectores rígidos de risers rígidos como, por exemplo, o documento Norte-Americano US 2006/017287, gue descreve um dispositivo para ancorar um riser à instalação da cabeça-do-poço de um poço de petróleo no fundo do mar, o documento Norte-Americano US 5,029,647, que descreve um dispositivo que tem por finalidade imobilizar a extremidade do riser em uma base metálica fixada, com concreto, na cabeça-do-poço no fundo do mar.

Ainda, é possível também citar os documentos Brasileiros PI 0702894-6 e PI 0705492-0, que descrevem um dispositivo que tem por finalidade ligar a extremidade de um riser a um segmento de outro riser, adaptado para ser ligado à instalação da cabeça-de-poço no fundo do mar, e um dispositivo a ser introduzido dentro de outro dispositivo cravado no terreno do fundo do mar, que tem por objetivo permitir a furação do poço até o nível de produção de petróleo, respectivamente.

Estes quatro documentos, embora possuam uma aplicação semelhante à invenção ora pleiteada, não possuem nenhuma relação com o problema da resistência dos fios da estrutura longitudinal dos risers flexíveis em suas ligações aos conectores, dentro do mar, ou na plataforma marítima acima da superfície do mar, pois são direcionados à risers rígidos, com estrutura formada por tubos metálicos rígidos e não por conjuntos de fios metálicos de pequeno diâmetro, que não apresentam tais problemas.

Deste modo, a presente invenção soluciona os problemas do estado da técnica ao eliminar as deformações locais de flexão dos fios das armaduras dos risers tanto junto ao conector quanto ao longo de um trecho inicial de transição da conformação dos fios.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um enrijecedor para risers utilizados em sistemas de extração de petróleo. O riser é ancorado em uma extremidade superior em plataformas marítimas e em uma extremidade inferior em poços de extração de petróleo, e possui um duto central de transporte de petróleo do poço de extração de petróleo para a plataforma marítima e fios de armadura que formam uma armadura longitudinal no entorno do duto central de transporte de petróleo. Neste sentido, o enrijecedor proporciona uma região junto à entrada do riser na plataforma marítima em que os fios da armadura enrolados têm seu arranjo alterado para os fios da armadura retos (5) .

Ademais, a presente invenção também se refere a um sistema de extração de petróleo. O sistema de extração de petróleo possui uma plataforma marítima na superfície do mar, uma cabeça de poço de extração de petróleo no fundo do mar, e ao menos um riser configurado de modo a transportar petróleo da cabeça de poço à plataforma marítima. Ainda, o sistema de extração de petróleo possui ao menos um conector que conecta mecanicamente o riser à plataforma marítima. O riser compreende fios de armadura que ancoram o riser no conector. O sistema de extração de petróleo compreende ao menos um enrijecedor, localizado em uma porção de conexão do riser com o conector.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura IA é uma representação esquemática das várias camadas superpostas que compõem um riser de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 1B é uma representação esquemática das várias camadas superpostas que compõem um riser de acordo com uma configuração alternativa do estado da técnica. A figura 2 é uma representação esquemática em corte longitudinal da constituição de um riser e do conector que faz a ligação do riser à plataforma marítima de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 3 é uma representação esquemática em corte longitudinal da ligação de dois segmentos adjacentes de risers de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 4 é uma representação esquemática em corte longitudinal da operação de dobramento inicial dos fios do riser para fora do alinhamento do riser e seu posterior ajustamento à posição final de ancoragem dentro do conector de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 5 é uma representação esquemática em corte longitudinal do arranjo helicoidal dos .fios da armadura longitudinal ao longo do comprimento do riser e do arranjo linear longitudinal junto à entrada do conector de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 6 é uma representação esquemática de um enrijecedor feito de material plástico de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 7 é uma representação esquemática em corte longitudinal de um enrijecedor plástico discutido em teses acadêmicas de acordo com uma configuração do estado da técnica. A figura 8 é uma representação esquemática em corte longitudinal do enrijecedor tubular de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção. A figura 9 é uma representação esquemática em corte longitudinal do enrijecedor tubular de acordo com a configuração preferencial da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

As figuras 1 a 7 ilustram o estado da técnica.

Como pode ser visto nas figuras IA e 1B, os risers são compostos de diferentes camadas de materiais, como previamente explicado. Preferencialmente, a camada mais externa é feita de um material plástico, seguida de duas a quatro camadas de fios de aço enrolados helicoidalmente, que compõem a armadura longitudinal do riser.

Mais internamente está uma camada de material plástico antiaderente, e mais internamente outras camadas de material plástico e de partes metálicas, terminando no centro por um tubo flexível de anéis metálicos articulados entre si, dentro do qual passa o petróleo.

As figuras 2 e 3 ilustram a ligação do riser à plataforma marítima que o sustenta. Como pode ser visto nas figuras, um sistema de extração de petróleo compreende uma plataforma marítima (1), um conector (2) e um riser (3). O riser (3) é utilizado para extrair petróleo dos poços no fundo do mar (não mostrado) e direcionar o petróleo extraído até a plataforma marítima (1).

Assim, o riser (3) compreende fios da armadura enrolados (4) em hélices, bem como fios da armadura retos (5). Ou seja, o riser (3) possui fios com arranjos adequados à ancoragem do riser (3) dentro do conector (2) . Ainda, o riser (3) compreende também um duto interno (6) e um revestimento de material plástico externo (7), como já previamente explanado.

Preferencialmente, o riser (3) é unido solidariamente a um conector (2) metálico disposto em sua extremidade, que é estruturalmente. solidarizado à plataforma marítima (1) , como mostrado na figura 2. Com arranjo estruturalmente equivalente, são ligados entre si os segmentos de risers (3), como mostrado na figura 3, ou os risers (3) à cabeças de poço. As ligações podem compreender, ainda, um material plástico rígido (8), configurado de modo a ancorar o riser (3) dentro do conector (2) .

As figuras 4 e 5 mostram como os fios da armadura (4, 5) são ancorados dentro do conector (2) . Como pode ser visto na figura 4, os fios da armadura (4, 5) possuem alinhamentos distintos, ou seja, devem manter seu alinhamento helicoidal original até a entrada do conector (2) e, dentro do conector (2), modificar o seu alinhamento para a ancoragem do riser (3) no conector (2).

Deste modo, existe uma região externa junto à entrada do riser no conector, a partir de onde os fios da armadura (4, 5) têm seu arranjo alterado, para que fiquem alinhados com o eixo longitudinal do conjunto riser (3) e conector (2) . Ou seja, existe uma região externa em que os fios da armadura enrolados (4) devem modificar o seu alinhamento para fios da armadura retos (5).

Após entrarem no conector (2), os fios da armadura (4, 5) são moldados com a geometria adequada à região inicial de ancoragem e, a seguir, os fios da armadura (4, 5) são alojados no recesso de ancoragem final existente dentro do conector (2), onde são imobilizados por meio de um material plástico enrijecido que enche totalmente o conector (2) , geralmente injetado ao final da montagem do conjunto riser (3) e conector (2).

Assim, como pode ser visto nas figuras 4 e 5, a conexão entre o riser (3) e o conector (2) compreende um dobramento iniciai (9) dos fios do riser (3), para permitir a preparação da ancoragem do riser (3) dentro do conector (2) .

Ainda, a conexão entre o riser (3) e o conector (2) compreende fios da armadura internos (10) ao conector (2), junto à face de saida do conector (2), com arranjo axial longitudinal. Os fios da armadura internos (10) formam uma região sujeita a dobras localizadas, criando risco de ruptura por deslizamento dos fios da armadura internos (10) . A conexão entre o riser (3) e o conector (2) compreende também fios da armadura externos (11) ao conector (2), junto à face de saida do conector (2), com arranjo axial longitudinal.

Os fios da armadura externos (11) também formam uma região sujeita a dobras localizadas, criando risco de ruptura por flexão dos fios da armadura externos (11), provocada pelos momentos fletores atuantes na região externa do riser (3).

Por fim, é previsto nas técnicas anteriores que a conexão entre o riser (3) e o conector (2) compreenda uma peça-guia (12) , que impede a formação de dobras plásticas dos fios da armadura internos (10), junto à face de saída do conector (2).

Neste sentido, é preciso ressaltar que a região de ligação do riser (3) ao conector (2) é a de maior risco de danos, pois essa região deve suportar o peso total do riser (3) e também está sujeita a movimentos oscilatórios enérgicos, em virtude de condições de mar revolto, mesmo com os mecanismos aplicados nas técnicas anteriores.

Tendo em vista que os fios da armadura (4, 5, 10, 11), logo após o trecho retilíneo de entrada no conector (2), são curvados significativamente para sua ajustagem ao recinto de ancoragem, como mostrado na figura 4, esses trechos curvos de fios da armadura (4, 5, 10, 11) tendem a se retificar ao serem puxados para fora do conector (2) pelas forças externas e, em consequência, tendem a formar pontos angulosos de ruptura, que são indesejados.

As figuras 6 e 7 ilustram exemplos de dispositivos do estado da técnica, criados com o intuito de solucionar tais problemas. Como pode ser visto nas figuras, as técnicas atuais procuram aumentar a resistência à flexão dos risers (3) na região junto ao conector (2) de sua extremidade superior, acrescentando um enrijecedor plástico (13), resistente à flexão, ligado ao riser (3) e ao conector (2), como mostrado na figura 6, que foi retirada da publicação "Floating Structures: a guide for design and analysis -vl", do Centro de Tecnologia Marinha e de Petróleo.

Esses enrijecedores plásticos (13) são adaptados à face externa do riser (3), sendo engastados na estrutura externa do conector (2), com, arranjos análogos ao esquematizado na figura 7. Como pode ser visto nas figuras 6 e 7, os enrijecedores plásticos (13) do estado da técnica compreendem uma região de conexão (14), ou seja, uma peça da carcaça metálica que é ligada mecanicamente à plataforma marítima (1). Ainda, os enrijecedores plásticos (13) compreendem uma interface, da parede terminal (15) do conector (2) e a correspondente superfície do enrijecedor plástico (13), na qual não há nenhuma ligação estrutural.

Como já previamente observado, as deformações de flexão ao longo do trecho inicial da tubulação não são deformações de flexão decorrentes de deformações de flexão dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) dos risers (3).

Deste modo, os enrijecedores plásticos (13) não conseguem eliminar o risco de ruptura dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3) na entrada do conector (2), pois sua atuação em paralelo, ao longo do trecho formado pelos fios da armadura (4, 5, 10, 11) com arranjo linear longitudinal, constitui-se em um sistema hiperestático de duas estruturas em paralelo, entre as quais os esforços se repartem proporcionalmente às respectivas rigidezes à flexão.

Como se mostra na figura 7, a parede (14) do fundo do conector (2) é rigidamente ligada à estrutura da plataforma marítima (1) . Fora do conector, ao longo do trecho retilíneo dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) junto à seção de entrada da parede de entrada do conector (2), os fios da armadura (4, 5, 10, 11) podem sofrer rotações localizadas, devidas aos momentos fletores atuantes no riser.

Como a rigidez do aço, mesmo do aço estrutural comum (aproximadamente 200 GPa) é muito maior que a rigidez dos plásticos, mesmo os de alto-desempenho (aproximadamente 1,6 GPa), a .maior seção transversal dos enrijecedores plásticos (13) à flexão não lhes dá rigidez suficiente para eliminar a flexão dos fios do riser (3) .

Assim, os enrijecedores plásticos (13) podem absorver apenas uma parte dos momentos fletores atuantes na seção de entrada do riser (3) no conector (2) . Esses momentos, em grande parte, continuarão a ser transmitidos à estrutura do conector (2) pelos fios do riser (3), que na entrada do conector (2) têm um arranjo linear, ficando assim sujeitos a esforços não controlados.

Deste modo, os fios da armadura (4, 5, 10, 11) sempre resistirão a uma parte significativamente maior do momento aplicado ao riser (3), ficando apenas uma pequena parte por conta do enrijecedor plástico (13).

Por fim, as figuras 8 e 9 ilustram a configuração preferencial da presente invenção. Neste sentido, a presente invenção é um enrijecedor (16), preferencialmente em formato tubular, a ser empregado na ligação do riser (3) ao conector (2) . O seu funcionamento é baseado em um principio de Resistência dos Materiais, diferente do principio que justifica o emprego dos enrijecedores plásticos(13) conhecidos pelo estado da técnica. O enrijecedor (16) é, preferencialmente, composto por um tubo feito de material compatível com o material de que é feito o conector (2), ou seja, possui um módulo de elasticidade no mínimo equivalente ao material utilizado no riser (3), geralmente aço que possui um módulo de elasticidade da ordem de 180 a 210 GPa, preferencialmente 200 GPa. Deste modo, ele será configurado de modo a suportar todas as forças aplicadas ao riser (3), diferentemente dos enrijecedores plásticos (13) atualmente utilizados.

Este enrijecedor (16) possui um diâmetro interno (20), preferencialmente igual ao diâmetro externo do riser (3) para a ancoragem sem folga, e uma espessura (21) de sua parede suficiente para funcionar como uma viga em balanço, engastada na face terminal do conector (2), resistindo aos esforços aplicados pelo riser (3) dentro dos parâmetros usuais de segurança das estruturas metálicas. É prevista em uma construção alternativa da presente invenção que o enrijecedor (16) seja localizado na parte interna do riser (3), possuindo assim um diâmetro externo igual ao diâmetro interno do riser (3), mantendo todas as propriedades do enrijecedor (16).

Na construção de enrijecedores (16) de grandes comprimentos, o tubo metálico pode ser constituído por anéis solidarizados, preferencialmente com o mesmo diâmetro interno (20) e igual ao diâmetro do riser (3), por exemplo, e com paredes de espessuras (21) variáveis, mas suficientes às finalidades do enrijecedor (16). 0 enrijecedor (16) é, preferencialmente, construído de forma bipartida, podendo assim ser instalado após a construção do riser (3), ou mesmo em risers (3) já em funcionamento. A solidarização das duas metades do enrijecedor (16) pode ser feita por meio de abas laterais salientes (18), que são ligadas entre si por meio de parafusos (25), cujas dimensões e distribuição são determinadas de acordo com as técnicas usuais da construção metálica. Obviamente, tal construção é um exemplo ilustrativo e não limitativo.

Para a ligação do enrijecedor (16) ao conector (2), o enrijecedor (16) dispõe, preferencialmente, de uma placa bipartida (17), com um orifício central circular de diâmetro igual ao diâmetro (20) do tubo. A espessura da placa (24) deve ser suficiente para garantir a rigidez da ligação. A ligação das duas partes da placa bipartida (17) às correspondentes partes do enrijecedor (16) também é feita por meio das técnicas usuais da construção mecânica. A configuração externa da placa bipartida (17) não é, obrigatoriamente, circular. As dimensões da placa (22) devem ser compatíveis com a configuração da parede terminal do conector (2). A ligação da placa bipartida (17) à parede do conector (2) também é feita por meio das técnicas usuais da construção mecânica. 0 comprimento (23) do enrijecedor (16) deve ser, preferencialmente, da ordem de um a cinco passos das hélices formadas pelos fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3), a que o enrijecedor (16) será acoplado, para garantir a ancoragem do riser (3) e a resistência às forças a ele aplicadas.

Para esclarecimento da concepção desta invenção é preciso considerar que, para iniciar a junção de um riser (3) a seu conector (2), os fios de aço que compõe a armadura do riser (3) são constituídos por um sistema semelhante a molas helicoidais cilíndricas.

Estes fios da armadura (4, 5, 10, 11) sofrem um grande dobramento para fora do alinhamento longitudinal do eixo do riser (3) durante o acoplamento ao conector (2). Esse dobramento inicial (9), com um comprimento adequado medido a partir da extremidade do riser (3), é feito para abrir espaço para a realização do corte e eliminação das camadas externas de revestimento do duto interno (6) de condução do petróleo, que deve ser ligado às instalações de bombeamento existentes na plataforma marítima (1). O trecho dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) dobrado para fora do alinhamento, do riser (3) tem o comprimento necessário para a sua posterior ancoragem dentro do conector (2 ) .

Para ajustar os fios da armadura (4, 5, 10, 11) dentro do conector (2), como mostrado na figura 4, os fios são desdobrados para ficarem com o alinhamento longitudinal do eixo do riser (3). Para acomodar os fios da armadura (4, 5, 10, . 11) dentro do conector (2) é preciso dobrá-los localmente.

Considerando condições de serviço normal, quando o riser (3) é tracionado por forças externas, as dobras dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3) dentro do conector (2) tendem a se retificar. Com isso os fios da armadura (4, 5, 10, 11) tendem a deslizar para fora do conector (2), podendo formar dobras ao longo de seu comprimento, como mostrado nas figuras 4 e 5, junto à face de saida dos fios' da armadura (4, 5, 10, 11) de dentro do conector (2).

Após a saida de dentro do conector (2), os fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3) que saem com o alinhamento do eixo longitudinal do conector (2) precisam retomar o seu arranjo original de fabricação, semelhante a molas helicoidais cilíndricas. Para isso, como se mostra na figura 5, ao longo de um pequeno trecho, logo após a saída do conector (2), os fios da armadura (4, 5, 10, 11) mantêm a configuração retilínea com alinhamento longitudinal e, a seguir, ao longo do comprimento (23) do enrijecedor (16), recobram a configuração helicoidal original.

Na saída do riser (3), após o trecho retilíneo, os fios da armadura (4, 5, 10, 11) passam por uma transição de configuração, podendo ocorrer plastificações locais que, em alguma medida, também podem fragilizar o metal dos fios da armadura (4, 5, 10, 11).

Por essa razão, para aumentar a durabilidade dos risers (3), impedindo rupturas prematuras por fadiga, é preciso evitar que, imediatamente após a saída do conector (2), os fios da armadura (4, 5, 10, 11) sejam solicitados por momentos fletores. Essa condição é o objetivo do enrijecedor (16).

Observe-se que a grande flexibilidade dos risers (3) ao longo do comprimento (23) do enrijecedor (16) decorre principalmente da torção e da flexão no plano osculador dos fios das molas helicoidais que formam sua armadura longitudinal. É esta flexibilidade que faz com que o riser (3) busque sempre um comportamento de catenária, sujeito praticamente apenas a esforços de tração.

Junto à entrada do conector (2), essa flexibilidade desaparece no trecho em que os fios perdem o arranjo helicoidal e tomam a orientação longitudinal do eixo do conector (2). f Assim, neste .trecho, nos fios do riser atuam momentos fletores e forças cortantes. Esses momentos fletores provocam rotações de flexão do riser (3) junto à seção de entrada no conector (2), causando dobras plásticas localizadas, que comprometem a resistência do riser (3).

Por esses motivos, é neste trecho retilineo, no exterior do conector (2), que a ruptura dos fios tem maior probabilidade de ocorrer, pois os momentos fletores atuantes no riser (3) ai devem ser resistidos por um conjunto de fios paralelos de aço, a fim de transmiti-los à estrutura de conector (2), que vai retransmiti-los à estrutura da plataforma marítima (1).

Em vista do acima exposto, a presente invenção tem por objetivo principal eliminar os momentos fletores atuantes nos fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3) junto à seção de entrada do conector (2).

Deste modo, a invenção é composta por um enrijecedor (16), preferencialmente tubular, metálico e bipartido, que funciona como se mostra esquematicamente na figura 8 e cuja constituição está mostrada na figura 9.

Como pode ser visto na figura 8, dentro do enrijecedor (16) os fios da armadura enrolados (4) do riser (3) podem alterar gradualmente a configuração original de hélices cilíndricas, para a configuração retilínea na entrada do conector (2) . Essa transição de configuração ocorre em virtude do encosto dos fios da armadura (4) na face interna (19) do enrijecedor (16) . Assim, a flexão livre do riser (3) pode existir apenas fora do enrijecedor (16), a partir da seção de saída (26) do enrijecedor (16).

Este enrijecedor (16) preferencialmente é bipartido no eixo vertical, possuindo duas partes que são ligadas por parafusos (25) instalados em abas laterais salientes (18). Deste modo, o enrijecedor (16) amortece e transmite os momentos fletores do riser (3) à estrutura do conector (2), sem que os fios da armadura enrolados (4) do riser (3) junto à entrada do conector (2) sejam individualmente solicitados por momentos fletores locais, conforme ocorria nas técnicas anteriores. A ligação do enrijecedor (16) à parede terminal (15) da face terminal do conector (2) é feita por meio de uma placa bipartida (17) que é ligada tanto ao enrijecedor (16) quanto à estrutura do conector (2) pelos processos usuais da tecnologia mecânica, seja por solda ou por peças metálicas interligadas por parafusos.

Desse modo, os momentos fletores aplicados externamente aos risers (3), decorrentes de sua interação com os meios externos, de ar e de água, são transferidos ao enrijecedor (16) pelo encosto dos fios da armadura enrolados (4) do riser (3), enrolados helicoidalmente, à face interna (19) do enrijecedor (16) . Esses momentos são então transferidos ao conector (2) e deste à plataforma marítima (1).

Em resumo, a presente invenção prevê um enrijecedor (16) para risers (3) utilizados em sistemas de extração de petróleo, formado por uma tubulação metálica bipartida, com um comprimento de um a cinco passos das hélices cilíndricas formadas pelos fios da armadura longitudinal do riser (3).

Geralmente, cada passo possui a ordem de um metro. Essa armadura longitudinal do riser (3) é ancorada dentro do conector metálico (2) , que por sua vez é solidarizado à plataforma marítima (1) de exploração petrolífera.

Para que os fios da armadura longitudinal do riser (3) possam ser adequadamente ancorados no interior do conector (2) , ao longo de seu trecho final, os fios sofrem dobramento específicos para essa função, que será auxiliada por uma resina especial que é injetada no final da montagem do conjunto riser (3) e conector (2), aí enrijecendo, e assegurando essa ancoragem.

Tendo em vista que a ancoragem acima descrita possa ser realizada, para a entrada dos fios da armadura enrolados (4) do riser (3) no conector (2), o seu arranjo helicoidal precisa ser desfeito, o que é feito ao longo do comprimento (23) do enrijecedor metálico, de modo que junto à entrada do conector (2) os fios da armadura retos (5) possuam uma configuração praticamente linear e com a direção axial do conector.

Note-se que no estado da técnica, sem um enrijecedor de módulo de elasticidade equivalente ao do conector, toda essa mudança de configuração dos fios da armadura longitudinal do riser (3) ocorre de uma vez, na entrada do conector (2), ao longo da espessura da parede terminal (15) do conector (2), sem que isso possa eficientemente controlado.

Por este motivo, o enrijecedor (16) é configurado de modo a resistir aos esforços de flexão aplicados ao riser (3) , impedindo, assim, que ocorra uma sobrecarga de esforços nos fios da armadura (4, 5, 10, 11), nessa região de aproximação e entrada no conector (2).

Preferencialmente o enrijecedor (16) possui uma geometria tubular, em que o um diâmetro interno (20) do enrijecedor (16) é igual ao diâmetro externo da armadura longitudinal do riser (3). O enrijecedor (16) tubular pode ser bipartido em um plano axial de simetria, compreendendo aletas laterais (18), a serem ligadas entre si por parafusos (25). Para sua ligação ao conector (2), o enrijecedor (16) é provido de duas placas bipartidas (17), localizadas em sua face de ligação à parede terminal (15) do conector (2). As placas bipartidas (17) também compreendem abas laterais (18) salientes, ligadas entre si por meio de parafusos (25), em que as abas laterais (18) salientes e os parafusos (25) são configurados de modo a realizar a solidarização das duas metades do enrijecedor (16).

Preferencialmente, o comprimento (23) do enrijecedor (16) é de um a cinco passos de hélices formadas pelo alinhamento helicoidal dos fios da armadura enrolados (4). É previsto que o material de fabricação do enrijecedor (16) possua um módulo de elasticidade equivalente ao modulo de elasticidade do material de que é feito o conector (2), preferencialmente um metal. No caso de emprego de aço, o módulo de elasticidade é de 180 a 210 GPa, preferencialmente 200 GPa.

Assim, o enrijecedor (16), é configurado de modo a funcionar como uma viga em balanço engastada na parede terminal (15) da face do conector (2), ou seja, engastada na estrutura do conector (2) que, por sua vez, transmite os momentos fletores, bem como as forças cortantes, à plataforma marítima (1). Assim, o enrijecedor (16) é configurado de modo que os fios da armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3), na região de aproximação do conector (2), sejam submetidos apenas a forças axiais de tração do riser (3), solucionando os problemas do estado da técnica apontados.

Por fim, é previsto que qualquer sistema de extração de petróleo que compreende uma plataforma marítima (1) na superfície do mar, uma cabeça de poço de extração de petróleo no fundo do mar, ao menos um riser (3) configurado de modo a transportar petróleo da cabeça de poço à plataforma marítima (1) e ao menos um conector (2) que conecta mecanicamente o riser (3) à plataforma marítima (1) pode utilizar a presente invenção.

Neste sentido, o riser (3) compreende fios de armadura (4, 5, 10, 11) que ancoram o riser (3) no conector (2), e o sistema de extração de petróleo compreende ao menos um enrijecedor (16) localizado externamente ou internamente aos fios de armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3) em uma porção de conexão do riser (3) com o conector (2).

Obviamente, o sistema de extração de petróleo pode compreender ao menos dois risers (3), ou seja, um riser (3) se conectando a outro riser (3) , configurados de modo a transportar petróleo da cabeça de poço à plataforma marítima (1) . Neste caso, o sistema compreende ao menos um conector (2) que conecta mecanicamente o riser (3) a outro riser (3), em que os risers (3) compreendem fios de armadura (4, 5, 10, 11) que ancoram os risers (3) no conector (2) . Assim, o sistema de extração de petróleo compreende ao menos dois enrijecedores (16) localizados externamente ou internamente aos fios de armadura (4, 5, 10, 11) de cada um dos risers (3), em uma porção de conexão dos risers (3) com o conector (2).

Deste modo, a presente invenção refere-se a um enrijecedor (16), preferencialmente metálico, para risers (3) utilizados em sistemas de extração de petróleo, que compreende uma tubulação metálica bipartida, a ser colocada no interior dos risers (3) flexíveis, que pode ser empregada com dois arranjos alternativos, nas operações de fixação do riser (3) a seu conector (2) de extremidade.

Com o primeiro arranjo, o enrijecedor (16) envolve os fios da armadura (4, 5, 10, 11) longitudinal do riser (3) .

Para isso, a capa externa de material plástico de proteção do riser (3) contra a corrosão de suas armaduras é removida, ao longo de um comprimento igual ao comprimento do enrijecedor (16) a ser instalado. Posteriormente, o conector (2) deve ser revestido com uma capa de material plástico, contra sua própria corrosão e contra a corrosão dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) longitudinal do riser (3) .

Com o segundo arranjo, o enrijecedor (16) é envolvido pelos fios da armadura (4, 5, 10, 11) longitudinal do riser (3), quando os fios forem recolocados em seu alinhamento original, depois de terem sido dobrados para fora desse alinhamento. Para isso, o enrijecedor (16) é instalado no interior do riser (3), durante a fase em que os fios de sua armadura (4, 5, 10, 11) longitudinal estão necessariamente dobrados para fora do seu alinhamento original, a fim de que o duto interno de transporte de petróleo seja adaptado ao interior do conector (2) de extremidade do riser (3).

Embora a invenção tenha sido amplamente descrita, é óbvio, para aqueles versados na técnica, que várias alterações e modificações podem ser feitas sem que as referidas alterações não estejam cobertas pelo escopo da invenção.

Claims (22)

1. Enrijecedor (16) para risers (3) utilizados em sistemas de extração de petróleo, CARACTERIZADO pelo fato de o riser (3) ser ancorado em uma extremidade superior em plataformas marítimas e em uma extremidade inferior em poços de extração de petróleo, o riser (3) compreendendo um duto central de transporte de petróleo do poço de extração de petróleo para a plataforma marítima e fios de armadura (4, 5, 10, 11) que formam uma armadura longitudinal no entorno do duto central de transporte de petróleo, em que o enrijecedor (16) proporciona uma região junto à entrada do riser (3) na plataforma marítima, em que os fios da armadura enrolados (4) têm seu arranjo alterado para os fios da armadura retos (5).

2. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de os fios da armadura retos (5) serem ancorados dentro de um conector (2) conectado à plataforma marítima.

3. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERI ZADO pelo fato de compreender uma face de extremidade que está em contato mecânico com uma parede terminal (15) do conector (2).

4. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERI ZADO pelo fato de ser configurado de modo a funcionar como uma viga em balanço engastada na parede terminal (15) do conector (2).

5. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERI ZADO pelo fato de o riser (3) compreender fios da armadura internos (10) ao conector (2) e fios da armadura externos (11) ao conector (2), em que os fios da armadura externos (11) ao conector (2) são localizados na área do enrijecedor (16), em que os fios da armadura enrolados (4) mudam sua configuração para fios da armadura retos (5).

6. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de os fios da armadura (4, 5) possuírem alinhamentos distintos, compreendendo um alinhamento helicoidal nos fios da armadura enrolados (4) e um alinhamento retilineo nos fios da armadura retos (5) dentro do conector (2).

7. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERI ZADO pelo fato de ser o enrijecedor (16) configurado de modo a resistir aos esforços de flexão aplicados ao rlser (3).

8. Enrijecedor (16) , de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de ser o enrijecedor (16) e o riser (3) possuem uma geometria tubular.

9. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERI ZADO pelo fato de possuir um diâmetro interno (20) igual ao diâmetro externo dos fios da armadura (4, 5, 10, 11) longitudinal do riser (3).

10. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERI ZADO pelo fato de ser bipartido longitudinalmente.

11. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERI ZADO pelo fato de compreender ao menos duas placas bipartidas (17) localizadas em sua face de contato com o conector (2).

12. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 11, CARA-CTERI ZADO pelo fato de as placas bipartidas (17) compreenderem abas laterais salientes (18) ligadas entre si por meio de parafusos (25).

13. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERI ZADO pelo fato de as abas laterais salientes (18) e os parafusos (25) serem configurados de modo a realizar a solidarização das duas metades do enrijecedor (16) .

14. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de o comprimento (23) do enrijecedor (16) ser de um a cinco passos de hélices formadas pelo alinhamento helicoidal dos fios da armadura enrolados (4).

15. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de ser feito com material de módulo de elasticidade equivalente ao modulo de elasticidade do material de que é feito o conector (2) .

16. Enrijecedor (16), de acordo com a reivindicação 15, CARACTERI ZADO pelo fato de possuir um módulo de elasticidade de 180 a 210 GPa.

17. Enrijecedor (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERI ZADO pelo fato de ser de metal.

18. Sistema de extração de petróleo CARACTERIZADO pelo fato de compreender uma plataforma maritima (1) na superfície do mar, uma cabeça de poço de extração de petróleo no fundo do mar, ao menos um riser (3) configurado de modo a transportar petróleo da cabeça de poço à plataforma maritima (1) e ao menos um conector (2) que conecta mecanicamente o riser (3) à plataforma maritima (1) , o riser (3) compreendendo fios de armadura (4, 5, 10, 11) que ancoram o riser (3) no conector (2), compreendendo o sistema de extração de petróleo ao menos um enrijecedor (16), conforme definido nas reivindicações 1 a 17, localizado em uma porção de conexão do riser (3) com o conector (2) .

19. Sistema de extração de petróleo, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERI ZADO pelo fato de a porção de conexão do riser (3) com o conector (2) ser uma região em que os fios de armadura enrolados (4) têm seu arranjo alterado para os fios da armadura retos (5).

20. Sistema de extração de petróleo, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, CARACTERIZADO pelo fato de o enrijecedor (16) ser localizado internamente aos fios de armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3).

21. Sistema de extração de petróleo, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, CARACTERIZADO pelo fato de o enrijecedor (16) ser localizado externamente aos fios de armadura (4, 5, 10, 11) do riser (3).

22. Sistema de extração de petróleo, de acordo com a reivindicação 18, 19 ou 20, CARACTERI ZADO pelo fato de compreender ao menos dois risers (3) e ao menos um enrijecedor (16) adicional, conforme definido nas reivindicações 1 a 17, sendo o enrijecedor (16) adicional localizado em uma conexão mecânica entre os dois risers (3) .