BR102015027544A2 - flutuador para instalação de equipamentos submarinos - Google Patents

Abstract

flutuador para instalação de equipamentos submarinos a presente invenção se refere a um flutuador para instalação de equipamentos submarinos, preferencialmente utilizado em equipamentos associados à exploração submarina de petróleo, que compreende um corpo externo (1) que possui uma tampa superior (2) e uma tampa inferior (3), tubos de passagem (5) que se estendem internamente ao longo de toda a extensão do flutuador, sendo previstos ainda uma pluralidade de elementos de empuxo (6) dispostos internamente, que são constituídos de microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vinílico de células fechadas e resina.

Description

"FLUTUADOR PARA INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS SUBMARINOS" Campo da Invenção [0001] A presente invenção se refere a um flutuador para instalação de equipamentos submarinos, preferencialmente utilizado em equipamentos associados à exploração submarina de petróleo, em que a instalação ou manuseio do flutuador é realizada através de veiculo de operação remota (ROV).

Fundamentos da Invenção [0002] Com o crescimento da indústria de exploração de óleo e gás, para atender a necessidade de instalar oleodutos com um alto grau de confiabilidade, é necessário assentar uma tubulação ligada a uma embarcação até o leito do mar, cuja profundidade varia na faixa de 1 a 3 km. Nessa profundidade o oleoduto sofre uma alta pressão hidrostática tendo que suportar uma forte compressão, além disso, o longo percurso da tubulação entre a embarcação e o leito do mar, também faz com que o oleoduto fique ainda mais pesado.

[0003] Os equipamentos submarinos utilizados para instalar e/ou recuperar oleodutos e outros equipamentos submersos precisam ter uma boa flutuabilidade, sendo necessária a introdução de algum material no equipamento, normalmente ar, outros gases, ou materiais como espuma, poliuretano ou similares, para obter uma gravidade especifica menor que a da água. Na medida em que a profundidade aumenta, a pressão aplicada sobre o equipamento também aumenta, de forma que os referidos materiais se contraem, diminuindo seu volume, reduzindo assim a flutuabilidade.

[0004] Os flutuadores conhecidos do estado da técnica apresentam limitações de densidade, isto é, em grandes profundidades apresentam densidades maiores para não serem esmagados pela pressão da água, acarretando a redução da força de empuxo. Para compensar essa deficiência, os flutuadores do estado da técnica apresentam grandes dimensões e peso, aumentando o custo de fabricação e dificultando o manuseio.

[0005] A seguir sao enumerados alguns documentos da técnica anterior e suas desvantagens.

[0006] O documento de patente BR PI9306875^1 descreve um aparelho marinho ou submarino, linha de fluxo submarina e processo para a instalação ou recuperação de um aparelho marinho ou submarino, tal como oleodutos e equipamentos onde o aparelho marinho ou submarino compreende um recipiente impermeável associado com o aparelho, cujo recipiente está firmemente compactado com microesferas ocas para uma densidade onde, quando submerso em uso, a pressão interna das microesferas é maior ou igual a pressão da água no aparelho.

[0007] Um dos inconvenientes apresentados pelo aparelho descrito no documento acima reside no fato de possuir anéis de borracha para amenizar danos provenientes de impactos e/ou choques. Além disso, a presença de pontos de içamento reduzem a capacidade de montagem de flutuadores de modelos diferentes, e a fragilidade das microesferas ocas ao choque/impacto quando estão secas ou sem a presença de um meio liquido.

[0008] 0 documento de patente BR PI9500622-2 provê um processo para o assentamento de um oleoduto em um leito localizado de baixo d'água, no qual uma coluna de tubos é abaixada desde a instalação para o piso, particularizado por parte da coluna de tubos situada entre a superfície da água e o leito subaquático pelo menos parcialmente ser suportada por intermédio dos meios de sustentação que se engatam na coluna de tubos, na qual um deslocamento axial é realizado entre os meios de sustentação, por um lado, e a coluna de tubos por outro lado. Um oleoduto pesado pode ser assim assentado em um leito de mar profundo em uma profundidade, por exemplo, da ordem de magnitude de 1 a 3 km, a capacidade dos bancos de tração a bordo na instalação da fundação de tubos podendo ser reduzida.

[0009] Uma das desvantagens apresenta no documento acima mencionado é o fato dos anéis de proteção correrem o risco de se desprender dos flutuadores durante a operação. Outro problema encontrado é a dificuldade da montagem do conjunto de dois ou mais flutuadores que não forem do mesmo modelo, devido a um único ponto de içamento na extremidade inferior e superior.

[00010] Outro documento conhecido do estado da técnica é o BR102012029254-8 que se refere a um flutuador para uso em exploração submarina de petróleo, com um espaço interno oco, e compreendendo um corpo externo, feito, de preferência, de plástico de engenharia com densidade inferior a 1 g/cm3, o dito corpo apresentando furos de equalização de pressão na sua parede e, no seu interior, corpos internos com densidade, de preferência, inferior a 0,5 g/cm3. A superfície interna da parede do corpo externo apresenta uma manta perfurada com propriedades antichoque e com orifícios de diâmetro menor do que o diâmetro dos corpos internos. Na prática o limite de alta frequência típica é 1Hz. 0 método no domínio da frequência pode ser aplicado para baixas e altas frequências, porém, necessita de um longo tempo de medida para frequências muito baixas.

[00011] 0 flutuador descrito no documento acima é uma evolução em relação ao estado da técnica, entretanto apresenta o inconveniente de possuir um processo de fabricação mais lento e que requer mais controle nos processos produtivos do elemento de empuxo, bem como o preparo dos seus componentes. Outro inconveniente na cadeia produtiva destes flutuadores é o constante controle da relação "peso x volume" durante a fabricação dos mesmos.

[00012] A proposição inicial do flutuador tal como descrito no documento BR102012029254-8, resultou no desenvolvimento do flutuador para instalação de equipamentos submarinos, objeto da presente invenção, cuja finalidade é a de melhorar o empuxo do flutuador utilizando microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vinilico com nanocélulas fechadas e resina especial, evitando assim a série de problemas listados anteriormente.

[00013] A seguir será apresentado um sumário simplificado das modalidades descritas na presente invenção, sendo que tal sumário não é uma visão geral extensiva de todas as modalidades contempladas aqui. E não pretende identificar elementos fundamentais ou criticos, nem delinear o escopo de tais modalidades. Sua única finalidade é apresentar alguns conceitos das modalidades descritas na forma simplificada, como uma introdução à descrição mais detalhada que será apresentada adiante.

Sumário da Invenção [00014] A presente invenção provê um flutuador para instalação de equipamentos submarinos composto de microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vinilico de nanocélulas fechadas, resina especial, tendo um corpo que compreende tampas superior e inferior, tubos de passagem fixados às tampas através de porcas de fixação, fabricados em plástico de engenharia com densidade inferior a 1 g/cm3.

[00015] A principal vantagem da presente invenção é a de melhorar consideravelmente o empuxo do flutuador, devido à diminuição de peso do mesmo.

[00016] Outra vantagem da presente invenção é proporcionar um flutuador extremamente resistente a choques contra objetos e/ou equipamentos submarinos.

[00017] Uma outra vantagem da presente invenção é de permitir que o flutuador seja amarrado/fixado a um ou mais flutuadores de modelos iguais ou diferentes, e/ou ao equipamento submarino.

[00018] Uma outra vantagem da presente invenção é poder aumentar o empuxo do flutuador modificando apenas a forma de produção do elemento de empuxo, ou seja, o mesmo modelo de flutuador pode apresentar uma variação de empuxo controlada de acordo com o elemento de empuxo adotado na sua fabricação.

[00019] Para a realização dos objetivos precedentes e afins, uma ou mais modalidades compreendem os aspectos que serão descritos a seguir e especificamente definidos nas reivindicações. A descrição seguinte e os desenhos apensos apresentam certos detalhes ilustrativos dos aspectos das modalidades descritas. Estes aspectos indicam, contudo, apenas algumas das diversas maneiras pelas quais os princípios de diversas modalidades podem ser utilizados. Além disso, pretende-se que as modalidades descritas incluam todos estes aspectos e seus equivalentes.

Breve Descrição das Figuras [00020] As características, natureza e vantagens da presente descrição serão mais visíveis a partir da descrição detalhada exposta abaixo quando lida em conjunto com os desenhos, nos quais as mesmas referências se referem aos mesmos elementos, nos quais: Figura 1 - ilustra uma vista em perspectiva do flutuador, objeto da presente invenção;

Figura 2 - ilustra uma vista frontal do flutuador da Figura 1;

Figura 3 - ilustra uma vista do corte A-A da Figura 2.

Descrição Detalhada da Invenção [00021] A presente invenção provê um FLUTUADOR PARA INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS SUBMARINOS, preferencialmente utilizado em equipamentos associados à exploração submarina de petróleo, cuja instalação ou manuseio é realizada através de veiculo de operação remota (ROV) . A instalação dos flutuadores na linha de lançamento ou equipamento associado também pode ser realizada a bordo e o veiculo de operação remota (ROV) apenas monitorar a operação.

[00022] Refe rência será feita agora à Figura 1, que ilustra o flutuador que compreende um corpo externo (1) fabricado a partir de plástico de engenharia, preferencialmente polipropileno, nylon, ou poliuretano, de densidade inferior a 1 g/cm3, sendo que o corpo externo pode possuir uma pluralidade de furos (IA) nas paredes a fim de equalizar a pressão interna e externa do flutuador, que é dotado de uma tampa superior (2) e uma tampa inferior (3) .

[00023] Refe rência é feita agora à Figura 2 que ilustra uma vista da tampa superior (2), idêntica à tampa inferior (3) do flutuador, onde são previstas porcas de fixação (4) de tubos de passagem (5) que se estendem internamente ao longo de toda a extensão longitudinal do flutuador.

[00024] Os tubos de passagem (5) são previstos para passagem de cabos de aço utilizados quando o flutuador está em operação, permitindo que o flutuador seja fixado/amarrado ao equipamento ou a outro flutuador. Esse sistema de amarração de dois ou mais flutuadores permite aumentar o empuxo gerado pelo conjunto dos flutuadores.

[00025] Referencia é feita agora a Figura 3 que ilustra uma vista do corte A-A da Figura 2. Pode-se observar que o flutuador possui internamente uma pluralidade de elementos de empuxo (6) constituídos de microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vínilico de células fechadas e resina especial. Os referidos elementos de empuxo (6) são inseridos no interior do flutuador dispostos de forma alinhada e ordenada, e a quantidade vai depender do empuxo nominal solicitado pela operação. A concepção do elemento de empuxo é responsável pelo baixo peso e alta resistência a pressão hidrostática. 0 elemento de empuxo é obtido a partir de uma mistura controlada e equacionada entre os principais componentes, isto é, microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vínilico de células fechadas e resina especial, onde a razão de cada componente define a densidade final do elemento de empuxo e suas propriedades de resistência mecânica e térmica.

[00026] 0 flutuador compreende adicionalmente uma manta antichoque (7) fabricada a partir de um tecido especial com fibras sintéticas, que permite reter a pluralidade de elementos de empuxo (6) no interior do flutuador. Além disso, a referida manta antichoque permite o equilíbrio da pressão interna e atua como uma camada de amortecimento dos elementos de empuxo (6).

[00027] Na modalidade preferida da invenção o flutuador apresenta uma configuração cilíndrica hexagonal que facilita o seu armazenamento e evita que o flutuador "role" de um lado para o outro enquanto estocado. No entanto, outras formas de flutuador podem ser utilizadas, tais como quadrado, redondo, etc., com o mesmo objetivo do escopo da invenção, entendendo-se estas como compreendidas pela presente invenção.

[00028] Na prática, o flutuador da presente invenção proporciona uma significativa melhora nas condições de montagem e fixação do flutuador ao equipamento submarino, além de aumentar consideravelmente o empuxo.

[00029] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da invenção. Consequentemente, as modalidades particulares descritas em detalhes acima são meramente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações apensas e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (2)

1. Flutuador para instalação de equipamentos submarinos, que compreende um corpo externo (1) que possui uma tampa superior (2) e uma tampa inferior (3), sendo dotado ainda de uma manta antichoque (7), caracterizado pelo fato de que o flutuador compreende adicionalmente tubos de passagem (5) que se estendem internamente ao longo de toda a extensão do flutuador, os quais são fixos através de porcas (4) dispostas externamente nas tampas (2, 3), sendo previstos ainda uma pluralidade de elementos de empuxo (6) dispostos internamente, que são constituídos de microbolhas de gás com corpo esférico de quartzo, material vinílico de células fechadas e resina.

2. Flutuador para instalação de equipamentos submarinos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos elementos de empuxo (6) serem dispostos de forma alinhada e ordenada no interior do flutuador.