BR102014031802B1

BR102014031802B1 - Sistema e método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos em uma embarcação

Info

Publication number: BR102014031802B1
Application number: BR102014031802-0A
Authority: BR
Inventors: Carlos Henrique Guimarães Da Cunha; Antonio Marcos Rego Motta; José Abreu E Silva Filho; Carlos Alberto Duarte De Lemos
Original assignee: Petróleo Brasileiro S. A. - Petrobras
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2021-03-23
Also published as: BR102014031802A2

Abstract

sistema e método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos em uma embarcação. a presente invenção está relacionada a embarcações (2) dotadas de sistemas de recolhimento e tratamento offshore de equipamentos submarinos de exploração de petróleo, em particular dutos (4) flexíveis. nesse cenário, a presente invenção provê um sistema e um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos capazes de alterar significativamente a forma dos referidos equipamentos, aumentando, portanto, as opções de embarcações (2) responsáveis pela execução de serviços de descomissionamento. para tal, o sistema da presente invenção compreende meios para retirada (6) dos equipamentos submarinos (4) do mar e meios para desintegração (8) dos mesmos. um método associado ao sistema acima mencionado também é provido.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE RETIRADA E TRATAMENTO OFFSHORE DE EQUIPAMENTOS SUBMARINOS EM UMA EMBARCAÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção está relacionada a embarcações dotadas de sistemas de lançamento e recolhimento de equipamentos submarinos. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a embarcações dotadas de sistemas de recolhimento e tratamento offshore de equipamentos submarinos de exploração de petróleo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] As grandes empresas de petróleo mundiais que realizam exploração de reservas submarinas são responsáveis por retirar os equipamentos submarinos previamente instalados para a exploração de poços, a saber, dutos flexíveis, umbilicais, manifolds, ANM, entre outros, que não estão mais sendo utilizados para exploração. A retirada desses equipamentos normalmente está relacionada à falta de uso dos mesmos, que por sua vez pode ser relacionada ao abandono dos equipamentos por desgaste ou por término da vida útil do poço. Esse processo de retirada dos equipamentos, que visa evitar acúmulo de sucata no solo submarino, é chamado de descomissionamento.

[0003] No processo de descomissionamento, particularmente no que se refere a dutos flexíveis e umbilicais, utilizam-se embarcações do tipo PLSV (Pipe Line Support Vessel), dotadas de equipamentos de grande porte, tais como tensionadores, cestas, bobinas, guindastes, pórticos, entre outros, que servem para o recolhimento e estocagem dos dutos a bordo da embarcação. Estes navios (PLSV) tem uma capacidade de estocagem de dutos limitada a alguns quilômetros, dependendo do diâmetro de duto recolhido. Quando a capacidade de estocagem chega ao seu limite, faz-se necessário navegar até uma base na costa (no continente) para descarregamento dos dutos recolhidos, retornando posteriormente para continuidade do trabalho de recolhimento de dutos do mar.

[0004] As bases de manuseio na costa, citadas acima, são imensas, compreendendo áreas de estocagem que devem ser preparadas e equipadas com bobinas e veículos de grande porte para movimentar e tratar estes dutos (limpeza, corte, separação, etc.). Em seguida, o material tratado e devidamente selecionado é enviado a um local de descarte ou reciclagem.

[0005] A logística necessária para o descomissionamento com a tecnologia descrita, disponível hoje, tem custo muito elevado, além de requerer planejamento e contratações complexas para atender à demanda crescente das grandes empresas do ramo por este tipo de serviço.

[0006] Um problema adicional relacionado à disponibilidade dos recursos citados (embarcações e bases) é que os mesmos também são utilizados para instalação de equipamentos novos. Assim, há no mercado uma elevação dos custos tanto para lançamento de dutos novos como para retirada de dutos obsoletos.

[0007] Como será melhor detalhado abaixo, a presente invenção visa a solução dos problemas do estado da técnica acima descritos de forma prática e eficiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Um primeiro objetivo da presente invenção é o de prover um sistema e um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos capazes de modificar significativamente a forma dos referidos equipamentos, permitindo substituir as atuais embarcações responsáveis pela execução de serviços de descomissionamento, notadamente os PLSV, por embarcações mais simples e de menor custo.

[0009] Um segundo objetivo da presente invenção é o de prover um sistema e um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos que elimine a necessidade de (i) utilização de bobinas para enrolamento dos dutos ou (ii) segmentação dos mesmos em longos trechos retilíneos para transporte nas embarcações responsáveis pela execução de serviços de descomissionamento.

[0010] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê um sistema de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos em uma embarcação, compreendendo (i) meios para retirada dos equipamentos submarinos do mar e (ii) meios para desintegração dos equipamentos submarinos retirados do mar.

[0011] A presente invenção ainda provê um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos em uma embarcação, compreendendo as etapas de (i) retirar os equipamentos submarinos do mar através de meios para retirada e (ii) desintegrar os equipamentos submarinos retirados do mar através de meios para desintegração.

BREVE DESCRIÇÃO DA8 FIGURAS

[0012] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência, representando as modalidades da presente invenção.

[0013] A figura 1 ilustra um diagrama esquemático do sistema de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[0014] A figura 2 ilustra um tensionador de dutos como conhecido do estado da técnica e que pode ser empregado na presente invenção.

[0015] A figura 3 ilustra meios para desintegração (dispositivo desintegrador/fragmentador) como conhecido do estado da técnica e que pode ser empregado na presente invenção.

[0016] A figura 4 ilustra meios para separação magnética (esteira magnética) como conhecido do estado da técnica e que pode ser empregado na presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção, onde dutos flexíveis são desintegrados. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular, podendo ser aplicada em qualquer equipamento submarino que tenha viabilidade de ser desintegrável em uma embarcação offshore.

[0018] Em adição, entende-se na presente descrição por desintegração a descaracterização de um equipamento através de qualquer um de colapsamento, fragmentação, trituração, compactação e segmentação, incluindo também qualquer combinação dos mesmos.

[0019] A figura 1 ilustra um exemplo de embarcação 2 onde é instalado o sistema de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos de acordo com a concretização preferencial da presente invenção. Preferencialmente, a embarcação 2 onde é instalado o sistema da presente invenção é uma embarcação dedicada a procedimentos de lançamento e retirada de dutos flexíveis 4 ou rígidos e umbilicais em ambiente offshore, uma vez que a mesma já é adaptada para realização desse tipo de procedimento.

[0020] O sistema de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos de acordo com a presente invenção compreende meios para retirada dos equipamentos submarinos do mar. Tais meios de retirada são, preferencialmente, pelo menos um tensionador 6 capaz de puxar o equipamento (que no presente exemplo é um duto flexível 4) do mar para o interior da embarcação 2. Vale ressaltar que o uso de tensionadores para lançamento e recolhimento de dutos flexíveis é amplamente conhecido do estado da técnica. A figura 2, por exemplo, ilustra um tensionador 6 do estado da técnica que pode ser utilizado no sistema da presente invenção. Como ilustrado na figura 2, os tensionadores 6 geralmente compreendem um sistema de esteiras 6a paralelas ao eixo de longitudinal do duto e em contato com sua parede externa. As esteiras 6a são distribuídas radialmente em torno do duto de forma a aplicar uma pressão em sua parede externa condizente com o peso que será suportado ao realizar o lançamento ou recolhimento do duto. Diferentes configurações de esteiras podem ser utilizadas, a saber, duas esteiras diametralmente opostas com relação ao tubo (formando um ângulo de 180s entre elas), três esteiras em “Y” (formando um ângulo de 120º entre elas), quatro esteiras em “X” (formando um ângulo de 90s entre elas, como ilustrado na figura 2), entre outras.

[0021] O sistema da presente invenção pode se valer de um ou mais tensionadores 6 para retirada dos dutos 4. Dois ou mais tensionadores 6 podem ser combinados em série para a retirada, por exemplo, de um duto 4 localizado em águas mais profundas, que demandará uma carga maior dos tensionadores 6. O sistema da presente invenção pode empregar ainda dois ou mais tensionadores 6 montados em paralelo para a retirada de mais de um duto 4 por vez.

[0022] Alternativamente, os meios para retirada dos equipamentos submarinos podem ser guindastes adaptados para a retirada de tais equipamentos. Em adição, pode-se combinar tensionadores com guindastes adaptados para retirada dos equipamentos.

[0023] O sistema da presente invenção ainda compreende meios para desintegração 8 dos dutos 4. Os meios para desintegração 8 dos dutos 4 podem ser qualquer equipamento adaptado para realizar pelo menos um de colapsamento, fragmentação, trituração, compactação e segmentação dos dutos 4.

[0024] Preferencialmente, os meios para desintegração 8 dos dutos 4 são fragmentadoras verticais comumente utilizadas para desintegração de sucatas metálicas e afins, como descritas nos documentos do estado da técnica US5431350A, JP2005296702A, EP2711081A1, cujas descrições são aqui incorporadas como referência.

[0025] Preferencialmente, os meios para desintegração 8 de acordo com a concretização preferencial da presente invenção compreendem pelo menos dois eixos 8a rotativos dentados paralelos (figura 3), fabricados a partir de um material de alta resistência, acionados, preferencialmente, por pelo menos um de motor hidráulico, motor elétrico e motor à combustão (não mostrados). Preferencialmente, na concretização que emprega motores hidráulicos, os mesmos utilizam potência hidráulica disponível na embarcação. Assim, os dutos 4, ao passarem entre os dois eixos dentados, são ao mesmo tempo colapsados (resultado da proximidade entre os eixos) e triturados/cortados pelos dentes. Dessa forma, os dutos 4 retirados do mar têm sua forma alterada de maneira significativa a bordo da embarcação 2 com o sistema da presente invenção.

[0026] Opcionalmente, a distância entre os eixos, a potência e o diâmetro dos eixos dos os meios para desintegração 8 podem ser regulados de forma a adequar o equipamento a diferentes tipos de dutos, com materiais, estrutura e diâmetros variados.

[0027] Preferencialmente, na medida em que o duto 4 é retirado do mar pelo tensionador 6, o mesmo já passa diretamente pelos meios para desintegração 8, sendo somente descarregado na embarcação após a desintegração, conforme ilustrado na figura 1.

[0028] Opcionalmente, o material desintegrado passa por uma etapa de lavagem para retirada de eventuais resíduos de hidrocarbonetos (óleo e gás) que ainda possam estar presentes no material dos dutos. Assim, meios para separação de hidrocarbonetos são opcionalmente providos no sistema da presente invenção de modo a eliminar qualquer resíduo do material desintegrado antes de seu armazenamento na embarcação (em contêineres, por exemplo).

[0029] Opcionalmente, os resíduos eventualmente separados na etapa anterior são armazenados em compartimentos adequados preparados para este fim. Por exemplo, óleo pode ser armazenado em tanques (para reciclagem, reutilização ou descarte em terra) e gás pode ser direcionado para queimadores. O material desintegrado pode ser transferido para embarcações menores, que podem transportá-lo até portos comuns para que sejam enviados até o local de descarte ou reciclagem, eliminando a necessidade de bases para manuseio de dutos flexíveis e umbilicais de controle submarinos.

[0030] Opcionalmente, um meio de separação magnética 10 é empregado na saída dos meios pra desintegração 8 para separação de metais ferromagnéticos, mais especificamente aço carbono, dos demais materiais (basicamente aço inoxidável e polímeros) para facilitar o processo de reciclagem de cada um dos materiais posteriormente. Preferencialmente, conforme ilustrado nas figuras 1 e 4, uma esteira transportadora 12 transporta os dutos desintegrados a partir da saída dos meios para desintegração 8; e meios para separação magnética (que podem ser uma esteira magnética 10 posicionada acima da esteira transportadora 12 e com movimento perpendicular com relação à mesma) removem para um compartimento lateral todo o material ferromagnético presente nos dutos desintegrados, como mostrado na figura 4. Dessa forma, parte do material desintegrado, proveniente dos meios para desintegração 8, já é separado in loco, permitindo, inclusive, que os materiais possam ser armazenados em compartimentos separados. Assim, diferentes materiais podem ser encaminhados para destinos finais em terra distintos.

[0031] Ainda de forma opcional, após a etapa de desintegração, os dutos desintegrados são compactados através de meios para compactação. Esta etapa adicional reduz ainda mais o volume de material a ser transportado pela embarcação. Preferencialmente, os meios para compactação são pelo menos uma prensa compactadora acionada por atuadores hidráulicos, equipamento amplamente conhecido do estado da técnica para prensagem de sucatas e materiais recicláveis dos mais variados tipos. Dessa forma, o material compactado resultante assume a forma aproximada de paralelepípedos (não mostrado), que podem ser empilhados para transporte na embarcação 2. Preferencialmente, a compactação dos materiais é realizada após separação magnética mencionada acima, de modo que o material ferromagnético compactado, por exemplo, já possa ser enviado diretamente para reciclagem em terra, dispensando a necessidade de descompactação para em seguida haver uma separação do material.

[0032] Adicionalmente, a presente invenção provê um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos em uma embarcação, associado ao sistema acima descrito. O referido método compreende as etapas de:
retirar os equipamentos submarinos (dutos 4) do mar através de meios para retirada (tensionadores 6), e
desintegrar os equipamentos submarinos retirados do mar através de meios para desintegração 8.

[0033] Opcionalmente, o método da presente invenção compreende uma etapa de separação magnética dos materiais ferromagnéticos presentes na mistura desintegrada através de pelo menos um meio de separação magnética 10, conforme descrito acima.

[0034] Ainda de forma opcional, o método da presente invenção compreende adicionalmente uma etapa de compactação do material desintegrado, após separação magnética ou não, como descrito acima.

[0035] Assim a presente invenção provê um sistema e um método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos capazes de alterar significativamente a forma dos referidos equipamentos, aumentando, portanto, as opções de embarcações responsáveis pela execução de serviços de descomissionamento. Eventualmente, a demanda por embarcações do tipo PLSV para serviços de descomissionamento pode ser dispensada, já que o sistema da presente invenção possibilita o transporte desse tipo de material em embarcações menores.

[0036] Adicionalmente, uma vez que o material desintegrado apresenta maior facilidade de manuseio e transporte quando comparado com dutos íntegros em cestas ou boninas, é possível o transporte do mesmo desde a embarcação em ambiente offshore até uma unidade de tratamento na costa utilizando-se embarcações menores e/ou mais simples. Assim, uma embarcação adaptada para retirada dos dutos e provida com o sistema da presente invenção poderia retirar continuamente os dutos, descarregando o material desintegrado em embarcações mais simples para transporte até a costa.

[0037] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.

Claims

Sistema de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos (4) em uma embarcação (2), compreendendo:
meios para retirada (6) dos equipamentos submarinos (4) do mar,
caracterizado por compreender adicionalmente:
meios para desintegração (8) dos equipamentos submarinos (4) retirados do mar.
Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os equipamentos submarinos serem pelo menos um de dutos flexíveis (4), dutos rígidos e umbilicais.
Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por os meios para retirada serem pelo menos um de tensionador (6) e guindaste.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por os meios para desintegração (8) serem qualquer equipamento adaptado para realizar pelo menos um de colapsamento, fragmentação, trituração, compactação e segmentação dos equipamentos submarinos.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os meios para desintegração (8) compreendem pelo menos dois eixos rotativos (8a) paralelos.
Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por que os eixos rotativos paralelos (8a) serem dentados.
Sistema, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado por os eixos rotativos paralelos (8a) serem acionados por pelo menos um de motor hidráulico, motor elétrico e motor à combustão.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender adicionalmente meios para separação de hidrocarbonetos do material desintegrado.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender adicionalmente meios para separação magnética (10) do material desintegrado.
Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por que os meios para separação magnética serem pelo menos uma esteira magnética (10).
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender adicionalmente meios para compactação do material desintegrado.
Método de retirada e tratamento offshore de equipamentos submarinos (4) em uma embarcação (2), compreendendo a etapa de:
retirar os equipamentos submarinos (4) do mar através de meios para retirada (6),
caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de:
desintegrar os equipamentos submarinos (4) retirados do mar através de meios para desintegração (8).
Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa de desintegrar compreender pelo menos um de colapsamento, fragmentação, trituração, compactação e segmentação dos equipamentos submarinos.
Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a etapa de desintegrar compreender colapsamento e fragmentação dos equipamentos submarinos (4).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de separação de hidrocarbonetos do material desintegrado.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de separação magnética do material desintegrado.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de compactação do material desintegrado.