BR102020025456A2

BR102020025456A2 - Ferramenta adaptadora para acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para boca de sino diverless (bsdl) em uma boca de sino bsn900e e método de montagem

Info

Publication number: BR102020025456A2
Application number: BR102020025456-1A
Authority: BR
Inventors: Flavio Barroso De Mello; Vinicius GASPARETTO; Bruno Pinho Dos Reis
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CA3201561A1; WO2022120446A1; US20240035344A1; AU2021397812A1; MX2023006823A; CN116940742A

Abstract

ferramenta adaptadora para acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para boca de sino diverless (bsdl) em uma boca de sino bsn900e e método de montagem. de forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê uma ferramenta adaptadora para acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para boca de sino modelo diverless (bsdl) em uma boca de sino com interface tipo bsn900e. a ferramenta adaptadora é capaz de manter a intercambialidade e a flexibilidade entre projetos ou fases de projetos, mesmo que sejam utilizados diferentes modelos de boca de sino. ferramenta caracterizada por compreender um anel bipartido adaptador (10) que, na parte superior, possui geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo bsn900e e, na parte inferior, possui geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da bsdl (40). a presente invenção leva a dois métodos de montagens, os quais garantem a segurança operacional do conjunto adaptador, sendo: um método onde apenas é feito por parafusos localizados no anel bipartido, e outro, onde a montagem inclui além do anel bipartido, um conjunto com o anel de apoio e hastes.

Description

FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL) EM UMA BOCA DE SINO BSN900E E MÉTODO DE MONTAGEM

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção está baseada no desenvolvimento de uma solução para a adaptação entre tipos de bocas de sino.

[0002] A presente invenção se insere no campo das atividades de risers de dutos flexíveis e umbilicais com interface para boca de sino modelo diverless (BSDL) em UEPs que possuem bocas de sino modelo BSN900E.

Descrição do Estado da Técnica

[0003] A reutilização ou compartilhamento de linhas flexíveis entre projetos é uma prática frequente nos projetos da indústria petroleira. De forma a facilitar a intercambialidade dos risers entre as unidades de produção, existiu a necessidade de estabelecer recentemente uma padronização para os suportes destes. Esta padronização considera a utilização de bocas de sino do tipo BSN900E, uma vez que este é o modelo mais utilizado nas unidades de produção da companhia. No entanto a interface deste modelo de boca de sino não é compatível com novos desenvolvimentos que visam reduzir o tempo de mergulho. Esta diferença nas interfaces impede a intercambialidade das linhas entre os dois tipos de suporte.

[0004] Para permitir isso, seria necessário a reterminação da extremidade de topo dos risers para alteração do capacete do enrijecedor, o que demandaria aquisições de novos acessórios e suas respectivas montagens na linha, com impacto na prontidão dos projetos.

[0005] Usualmente, risers flexíveis são interligados a plataformas por dispositivos que desacoplam a tração do duto dos movimentos laterais causados por deslocamentos da unidade flutuante, sendo a primeira parcela suportada em uma região próxima ao deck da plataforma (Hang-off) e as cargas laterais transferidas para um dispositivo de conexão localizado em uma posição próxima ao fundo do casco da plataforma, havendo um acoplamento deslizante entre tal dispositivo e o duto. Um exemplo típico de tal dispositivo de conexão amplamente empregado é a boca de sino (US5947642A), figura 1. Tal desacoplamento entre a tração e os movimentos laterais dos risers flexíveis fornecem grandes benefícios operacionais para esta tecnologia de dutos, como por exemplo, o aumento de sua vida útil, não se limitando somente a este. Na Petrobras, o dispositivo descrito pelo documento US5947642A é largamente utilizado, onde os modelos mais comuns são a boca de sino BSN300, BSMF e a BSN900E, sendo que este último foi definido como interface padrão para interligação de risers flexíveis à UEP pela Petrobras. A Boca de Sino Multifuncional (BSMF), é uma estrutura de interface que tem capacidade de portar enrijecedores de curvatura para risers flexíveis ou suportar juntas flexíveis (flexjoint) com risers rígidos. Possui boa versatilidade e tem a possibilidade de substituição das interfaces e padronização de sua fixação.

[0006] O documento EP3473801A1 revela um aparelho para a montagem de uma linha flexível em uma instalação de superfície, um anel bipartido com hastes e acoplado ao enrijecedor. Apesar de um equipamento adaptador que se conecta ao enrijecedor de curvatura para auxiliar na conexão com o riser, o documento não cita a possibilidade de utilizar outros tipos de sistemas de suportação.

[0007] O documento WO2019232605A1 revela um sistema de acoplamento entre um enrijecedor de curvatura e uma boca de sino compreendendo uma pluralidade de mecanismos de travamento em que cada mecanismo de travamento é fixado externamente à boca de sino. Apesar de apresentar um método para efetuar o acoplamento entre um enrijecedor de curvatura de risers em uma boca de sino, não é capaz de permitir a intercambialidade entre dois tipos de suportação.

[0008] O documento US7069958B2 revela um conjunto e método de endurecimento de um membro flexível segundo o qual um membro rígido e um adaptador rodeiam o membro flexível e uma inserção se estende num anel entre o adaptador e o membro flexível. Apesar de acoplar entre enrijecedores de curvatura e a boca de sino, o documento não é capaz de permitir a intercambialidade entre dois tipos de suportação.

[0009] Diante das dificuldades presentes no estado da técnica citado acima, e para soluções de adaptação entre acoplamentos diferentes, surge a necessidade de desenvolver uma tecnologia capaz de performar de maneira eficaz e que esteja em acordo com as recomendações de padronização. O estado da técnica citado acima não possui as características únicas que serão apresentadas detalhadamente a seguir.

Objetivo da invenção

[0010] É um objetivo da invenção adaptar o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para boca de sino modelo diverless (BSDL) em uma boca de sino com interface tipo BSN900E.

[0011] Adicionalmente, um outro objetivo da presente invenção é permitir a intercambialidade entre os dois sistemas de suportação.

Descrição Resumida da Invenção

[0012] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê uma ferramenta adaptadora para acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para boca de sino modelo diverless (BSDL) em uma boca de sino modelo BSN900E ou modelo BSMF. A ferramenta adaptadora é capaz de manter a intercambialidade e a flexibilidade entre projetos ou fases de projetos, mesmo que sejam utilizados diferentes modelos de boca de sino.

[0013] Ferramenta caracterizada por compreender um anel bipartido adaptador que, na parte superior, possui geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo BSN900E e, na parte inferior, possui geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da BSDL.

[0014] A presente invenção requer montagem orientada, e para isso temos dois métodos de montagem, os quais podem ser realizados ou por fixação direta com parafusos ou através de fixação por suporte usando anel (10) e hastes (22).

Breve Descrição dos Desenhos

[0015] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de realização da mesma. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 representa o conjunto de interligação entre risers flexíveis com navios ou plataformas e ilustra os esforços aplicados;
- A Figura 2 ilustra as interfaces para acoplamento de enrijecedor de curvatura (a) BSDL e (b) BSN900E;
- A Figura 3 ilustra o anel bipartido adaptador;
- A Figura 4 ilustra a aplicação do anel bipartido adaptador no sistema de suportação tipo BSDL com sistema de fixação direta por parafuso;
- A Figura 5 ilustra o sistema de suporte anel/haste;
- A Figura 6 ilustra a montagem da primeira metade do anel bipartido adaptador no conjunto enrijecedor mais capacete;
- A Figura 7 ilustra o conjunto anel bipartido adaptador e sistema de suporte anel/haste;
- A Figura 8 ilustra a aplicação do anel bipartido adaptador no sistema de suportação tipo BSDL com sistema de fixação por anel/haste.

Descrição Detalhada da Invenção

[0016] O desenvolvimento da ferramenta adaptadora aqui revelada se deu pela busca de uma maior intercambialidade e na flexibilidade entre projetos ou fases de projetos, mesmo que sejam utilizados diferentes modelos de boca de sino.

[0017] Abaixo segue descrição detalhada de uma concretização preferida da presente invenção, de cunho exemplificativo e de forma nenhuma limitativo. Não obstante, ficará claro para um técnico no assunto, a partir da leitura desta descrição, possíveis concretizações adicionais da presente invenção ainda compreendidas pelas características essenciais e opcionais abaixo.

[0018] Conforme previamente descrito, utilização da BSDL já está prevista para os novos projetos exploratórios devido às suas vantagens em relação ao modelo BSN900E e BSMF, como a otimização do processo de conexão do riser durante a operação de pull-in e drástica redução de Homem Hora Exposto ao Risco (HHER) nas atividades de mergulho raso.

[0019] Apesar de algumas similaridades entre os dois tipos de suportes, as interfaces de conexão dos enrijecedores de curvatura apresentam dissimilaridades geométricas (figura 2), impossibilitando o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para a boca de sino modelo BSDL em uma boca de sino modelo BSN900E ou BSMF. A Figura 2(a) mostra um suporte boca de sino do tipo BSDL e a Figura 2 (b) um suporte do tipo BSN900E.

[0020] O anel bipartido adaptador (10) possui, na parte superior, geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo BSN900E para travamento do capacete (40) da BSDL na boca de sino BSN900E (detalhe A da figura 3). Além disso, possui preferencialmente dois furos, um passante (11a) (figura 3) e um roscado (11b) (figura 3), em que os furos podem não se limitar a essa configuração e quantidade, e são para realizar a união das duas partes do anel (10) por parafusos. Na parte inferior, o anel bipartido adaptador (10) possui geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete (40) da BSDL na lingueta (130) (detalhe B da figura 3 e detalhe da figura 4), para o encaixe do capacete (40) deste mesmo modelo. Nesta mesma localização, existem preferencialmente dois olhais (15) para fixadores, onde o número de olhais (15) pode não se limitar a essa quantidade, e que auxiliam a união do anel bipartido (10) (detalhe C da figura 3). O anel bipartido (10) possui, também, preferencialmente cinco furos (13) passantes, onde os furos não se limitam a essa quantidade, e são para utilização com parafusos no sistema de fixação direta por parafuso, mostrado nas figuras 3 e 4.

[0021] Existem duas formas de interligação entre capacete (40) (figura 2a) e o anel bipartido adaptador (10) (figura 3):

1 – Fixação direta por parafuso; ou
2 – Fixação por suporte anel/hastes.

[0022] Ambas as interligações podem ser feitas a bordo de uma embarcação de lançamento de linhas flexíveis, no caso de reutilização de linhas de outros projetos, ou em fábrica, no caso de compartilhamento de linhas flexíveis novas.

[0023] Na montagem onde ocorre a fixação direta por parafusos, o anel bipartido adaptador (10), conforme mostrado na figura 4, pode ser fixado no capacete (40) através dos cinco furos (13) passantes, em que na configuração proposta a união dos anéis bipartidos totalizam pelo menos 10 furos. A quantidade total necessária de furos para realizar essa fixação irá depender de cada projeto, pois dependerá principalmente do diâmetro aplicado. No caso de compartilhamento de linhas novas entre projetos, esta fixação pode ser feita em fábrica. No caso de reutilização de linhas previamente fabricadas, este sistema de fixação depende da capacidade de usinagem dos furos a bordo de uma embarcação de instalação de dutos flexíveis. Caso não seja possível, deve-se utilizar o método de fixação por suporte anel/hastes.

[0024] Já na fixação por suporte do conjunto anel/haste, o anel bipartido adaptador (10) (figura 3) pode ser fixado no capacete (40) através da instalação de um sistema de suporte do conjunto anel/hastes (20), conforme pode ser visto da figura 5. Este sistema é constituído de um anel de apoio bipartido (21) e preferencialmente quatro hastes (22) de sustentação, mas não se limitando a essa quantidade, que são fixadas no anel de apoio (21) com parafusos (24) (figura 5).

[0025] Primeiramente as hastes (22) são montadas em umas das metades do anel de apoio (21) (figura 5). Em seguida o anel bipartido adaptador (10) é posicionado abaixo do capacete (40), juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22) (figura 6).

[0026] A figura 7 apresenta uma visão do anel bipartido adaptador (10) suportado pelas quatro hastes (22) de sustentação, sem o conjunto enrijecedor (100) e o capacete (40).

[0027] Na sequência, a outra metade do anel bipartido adaptador (10) é posicionada abaixo do capacete (40), juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22) (figura 6). O anel bipartido adaptador (10) é então travado usando fixadores (15) conforme mostrado na figura 3. A figura 8 mostra uma vista em corte da aplicação do anel bipartido adaptador (10) no sistema de suportação tipo BSDL com sistema de fixação por anel/haste (20).

[0028] As duas soluções propostas de adaptadores requerem um processo sequencial de montagem necessário para correta utilização dos adaptadores e segurança operacional. Sendo assim, um método de montagem exclusivamente realizada por meio de parafusos (13) espalhados no anel bipartido (10), requer as seguintes etapas:

a. montar os pinos guia (11c) em uma das metades do anel bipartido adaptador (10);
b. posicionar a primeira metade o anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40);
c. fixar o anel bipartido com fixadores através dos furos passantes;
d. posicionar a segunda metade do anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias;
e. Fixar a segunda metade do anel bipartido com fixadores através dos furos passantes.
f. travar o anel bipartido adaptador (10) usando fixadores (15);

[0029] No caso da necessidade do conjunto de suporte composto por anel/hastes (20), a correta ordem sequencial de montagem deve ser:

a. montar os pinos guia (11c) em uma das metades do anel bipartido adaptador (10);
b. montar as hastes (22) nas duas metades do anel de apoio (21);
c. posicionar o anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40) juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22);
d. posicionar a segunda metade do anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias, juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22);
e. travar o anel bipartido adaptador (10) usando fixadores (15);
f. travar o anel de apoio (21) usando fixadores (23).

Claims

FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL) EM UMA BOCA DE SINO BSN900E, caracterizada por compreender um anel bipartido adaptador (10) que, na parte superior, possui geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo BSN900E e, na parte inferior, possui geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da BSDL (40).
FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (10) possuir preferencialmente dois furos, um passante (11a) e um roscado (11b), para a união das partes.
FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pela união das partes ser feita por parafusos.
FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (10) possuir preferencialmente dois olhais (15) para fixadores para auxiliar na união do anel bipartido (10).
FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (10) possuir preferencialmente cinco furos passantes (13) para utilização com parafusos durante a interligação entre a ferramenta e o capacete pelo sistema de fixação direta por parafuso.
FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (10) poder ser instalado no capacete (40) através de um suporte anel/hastes (20).
FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo suporte anel/hastes (20) ser constituído de um anel de apoio bipartido (21) e preferencialmente quatro hastes (22) de sustentação que são fixadas no anel de apoio (21) com parafusos ( 24).
MÉTODO DE MONTAGEM, para o caso de fixação direta por parafusos da ferramenta conforme conceito inventivo apresentado na reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- a) montar os pinos guia (11c) em uma das metades do anel bipartido adaptador (10);
- b) posicionar a primeira metade o anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40);
- c) Fixar o anel bipartido com fixadores através dos furos passantes;
- d) posicionar a segunda metade do anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias;
- e) Fixar a segunda metade do anel bipartido com fixadores através dos furos passantes.
- f) travar o anel bipartido adaptador (10) usando fixadores (15);
MÉTODO DE MONTAGEM, para o caso de fixação por suporte anel/hastes da ferramenta conforme conceito inventivo definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- a) montar os pinos guia (11c) em uma das metades do anel bipartido adaptador (10);
- b) montar as hastes (22) nas duas metades do anel de apoio (21);
- c) posicionar o anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40) juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22);
- d) posicionar a segunda metade do anel bipartido adaptador (10) abaixo do capacete (40), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias, juntamente com o anel de apoio (21) e as hastes (22);
- e) travar o anel bipartido adaptador (10) usando fixadores (15);
- f) travar o anel de apoio (21) usando fixadores (23).