BR102020025523A2

BR102020025523A2 - Ferramenta adaptadora para acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para bocas de sino de modelos com conexão do tipo bsn900e em uma boca de sino diverless (bsdl) e métodos de interligação

Info

Publication number: BR102020025523A2
Application number: BR102020025523-1A
Authority: BR
Inventors: Flavio Luiz Barroso De Mello; Bruno Pinho Dos Reis; Vinicius GASPARETTO
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-06-28
Also published as: US20220186570A1

Abstract

FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL) E MÉTODOS DE INTERLIGAÇÃO. 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 bocas de sino de modelos com conexão do tipo BSN900E em uma boca de sino diverless (BSDL), constituída de um anel bipartido adaptador (1), furos para pinos guia (C), olhais para fixadores (D), e furos passantes (E). 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. O método de interligação entre o capacete (9) e o anel bipartido adaptador (1) pode ser feito por fixação direta por parafuso, ou por fixação por suporte anel/hastes. 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.

Description

FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL) E MÉTODOS DE INTERLIGAÇÃO

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 invenção se insere no campo das atividades de risers de dutos flexíveis e umbilicais com interface para bocas de sino com conexão do tipo BSN900E em UEPs que possuem bocas de sino modelo BSDL.

Descrição do Estado da Técnica

[0003] 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 desse dispositivo de conexão amplamente empregado é a boca de sino, conforme revelado em US5947642A, O desacoplamento entre a tração e os movimentos laterais dos risers flexíveis fornece grandes benefícios operacionais para a tecnologia de dutos; como por exemplo, o aumento de sua vida útil, não se limitando somente a este.

[0004] A boca de sino é um dispositivo responsável pelo travamento do chamado enrijecedor de curvatura (bend stiffener) dos risers flexíveis durante as operações de pull-in. O enrijecedor de curvatura ou restritor de curvatura protege os risers dos esforços de forças cortantes e de momentos fletores, uma vez que normalmente são travados nas suportações. Basicamente, esse dispositivo tem a função de assegurar a manutenção do raio de curvatura do riser dentro de uma faixa segura, além de diminuir o efeito da fadiga na região de conexão.

[0005] A reutilização ou compartilhamento de linhas flexíveis entre projetos é uma prática frequente nos projetos da na indústria petroleira. De forma a facilitar a intercambialidade dos risers entre as unidades de produção, a Petrobras estabeleceu recentemente uma padronização para os suportes destes dos risers. Essa 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 desse modelo de boca de sino não é compatível com novos desenvolvimentos que visam reduzir o tempo de mergulho. Essa diferença nas interfaces impede a intercambialidade das linhas entre os dois tipos de suporte.

[0006] Para permitir isso, é necessária a reterminação da extremidade de topo dos risers para a alteração do capacete do enrijecedor, o que demanda aquisições de novos acessórios e suas respectivas montagens na linha, com impacto na entrega dos projetos.

[0007] Na Petrobras, o dispositivo descrito pelo documento US5947642A é largamente utilizado, onde os modelos mais comuns são a boca de sino BSN300, BSMF e BSN900E, sendo que este último foi definido como interface padrão para a interligação de risers flexíveis à UEP pela Petrobras.

[0008] Recentemente, foi desenvolvido pela Petrobras (BR102018011452A2) um suporte alternativo denominado Boca de Sino Diverless (BSDL) que, além dos benefícios apresentados anteriormente, elimina a necessidade de acompanhamento por mergulhador durante as operações de pull-in.

[0009] A utilização da BSDL apresenta vantagens em relação aos modelos BSN900E e BSMF, como a otimização do processo de conexão do riser durante a operação de pull-in e a drástica redução de homem hora exposto ao risco (HHER) nas atividades de mergulho raso. Apesar de algumas similaridades entre os tipos de suportes, as interfaces de conexão dos enrijecedores de curvatura apresentam dissimilaridades geométricas, impossibilitando o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para a boca de sino modelo BSN900E ou BSMF em uma boca de sino modelo BSDL.

[0010] O documento US20080087435A1 revela um equipamento conector submarino que inclui um conjunto de funil guia, o qual pode ser acoplado a uma estrutura submarina e uma haste que pode ser acoplada a um limitador/restritor de curvatura, ou a um enrijecedor de curvatura. Apesar de utilizar 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.

[0011] O documento BR102018011452A2 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, a invenção não é capaz de permitir a intercambialidade entre dois tipos de suportação.

[0012] O documento GB2508919A revela um conjunto de conector submarino para acoplar automaticamente uma estrutura submarina móvel a uma estrutura submarina fixa tubular. Apesar dos conectores auxiliarem no acoplamento do enrijecedor de curvatura, o aparato não é capaz de permitir a intercambialidade entre dois tipos de suportação.

[0013] Diante das limitações presentes no Estado da Técnica para soluções de adaptação entre acoplamentos diferentes, surge a necessidade de desenvolver uma tecnologia capaz de apresentar um desempenho eficaz e que esteja de acordo com as recomendações de padronização. O Estado da Técnica citado acima não possui as características únicas desta invenção, que serão apresentadas detalhadamente a seguir.

Objetivo da invenção

[0014] A presente invenção tem como um dos objetivos viabilizar o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para bocas de sino de modelos com conexão do tipo BSN900E em uma boca de sino modelo BSDL.

[0015] Outro objetivo desta invenção é permitir a intercambialidade entre os dois sistemas de suportação.

[0016] O objetivo desta invenção também compreende os métodos de viabilização do acoplamento do enrijecedor de curvatura com interface para bocas de sino de modelos com conexão do tipo BSN900E em uma boca de sino modelo BSDL.

Descrição Resumida da Invenção

[0017] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê uma ferramenta adaptadora para o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para bocas de sino de modelos com conexão do tipo BSN900E em uma boca de sino diverless (BSDL). A ferramenta adaptadora permite a intercambialidade e a flexibilidade entre projetos ou fases de projetos, mesmo que sejam utilizados diferentes modelos de boca de sino.

[0018] O adaptador desenvolvido nesta invenção compreende um anel bipartido a ser instalado junto ao capacete do enrijecedor de curvatura para permitir a intercambialidade entre os sistemas de suportação.

[0019] O tipo de-instalação, também objeto desta invenção é constituído de dois métodos de montagem distintos, um com fixadores diretamente ligados ao capacete e outro com anel de apoio e hastes.

Breve Descrição dos Desenhos

[0020] 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 sua realização. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 ilustra o novo suporte tipo BSDL, sendo (1.a) manopla, (1.b) grampo, (1.c) excêntrico, (1.d) porta linguetas;
- A Figura 2 ilustra as interfaces para acoplamento de enrijecedor de curvatura, sendo (a) capacete modelo BSDL e (b) capacete modelo BSN900E;
- A Figura 3 ilustra o detalhe do Anel Bipartido Adaptador (1), onde: (A) parte superior- geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo BSN900E (B) parte inferior- geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da BSDL na lingueta, (C) furos para pinos guia nas faces diametralmente opostas, (D) olhais para fixadores, que fazem a união do anel bipartido, (E) furos passantes para utilização com parafusos no método de fixação direta por parafuso.
- A Figura 4 ilustra o detalhe dos pinos guias fixados no anel bipartido adaptador, onde: (2) Pino Guia;
- A Figura 5 ilustra a aplicação do anel bipartido adaptador no sistema de suportação tipo BSDL com método de fixação direta por parafuso, onde: (1) Anel Bipartido Adaptador, (3) Fixador do Anel Bipartido Adaptador com o Capacete, (4) Lingueta;
- A Figura 6 ilustra o sistema de suporte anel/haste, onde: (5) Anel de Apoio do Suporte, (6) Fixador do Anel de Apoio do Suporte; (7) Haste do Suporte, (8) Fixador da Haste do Suporte;
- A Figura 7 ilustra a montagem da primeira metade do anel bipartido adaptador no conjunto enrijecedor mais capacete, para o modelo BSN900E, onde: (1) Anel Bipartido Adaptador, (5) Anel de Apoio do Suporte, (7) Haste do Suporte, (9) Capacete, (10) Enrijecedor de Curvatura.
- A Figura 8 ilustra o conjunto anel bipartido adaptador e o sistema de suporte anel/haste, onde: (1) Anel Bipartido Adaptador, (5) Anel de Apoio do Suporte, (6) Fixador do Anel de Apoio do Suporte; (7) Haste do Suporte;
- A Figura 9 ilustra a aplicação do anel bipartido adaptador no sistema de suportação tipo BSDL com método de fixação por anel/haste, onde: (1) Anel Bipartido Adaptador, (9) Capacete, (10) Enrijecedor de Curvatura, (11) Estrutura Central da BSDL, (12) Porta Lingueta.

Descrição Detalhada da Invenção

[0021] O desenvolvimento da ferramenta adaptadora aqui revelada se deu pela busca de uma maior intercambialidade e flexibilidade entre projetos ou fases de projetos, mesmo que sejam utilizados diferentes modelos de boca de sino.

[0022] Abaixo segue a 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.

[0023] O uso do suporte Boca de Sino Diverless (BSDL), mostrado na Figura 1, permite a otimização do processo de conexão do riser durante a operação de pull-in e elimina a necessidade de acompanhamento por mergulhador, levando à drástica redução de homem hora exposto ao risco (HHER) nas atividades de mergulho raso. Essas são vantagens significativas em relação aos modelos BSN900E e BSMF.

[0024] Os suportes BSN900E e BSMF apresentam algumas similaridades com o suporte BSDL. Entretanto, as interfaces de conexão dos enrijecedores de curvatura, fixados no interior desses suportes em um sistema de acoplamento de dutos flexíveis, apresentam incompatibilidades geométricas impossibilitando, por exemplo, o acoplamento do enrijecedor de curvatura com interface para a boca de sino modelo BSN900E ou BSMF em uma boca de sino modelo BSDL, conforme mostrado na Figura 2 para o modelo BSN900E.

[0025] Esta invenção propõe um equipamento adaptador que permite o acoplamento de um enrijecedor de curvatura com interface para bocas de sino de modelos com conexão do tipo BSN900Eem uma boca de sino modelo BSDL. Na configuração proposta, um anel bipartido, mostrado nas Figuras 3 e 4, é instalado junto ao capacete do enrijecedor de curvatura para permitir a intercambialidade entre os sistemas de suportação, conforme mostrado na Figura 5 para o modelo BSN900E.

[0026] O anel bipartido adaptador possui, na parte superior, geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete modelo BSN900E para o assentamento do capacete no anel (detalhe (A), Figura 3). Na parte inferior, o anel bipartido adaptador possui geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da BSDL na lingueta (detalhe (B), Figura 3). Além disso, possui furos para pinos guia (C) nas faces diametralmente opostas. Nessa mesma localização, existem olhais (D) para fixadores, que fazem a união do anel bipartido. O anel possui, também, furos passantes (E) para utilização com parafusos no sistema de fixação direta por parafuso, conforme descrito na Figura 3 para o modelo BSN900E.

[0027] Existem duas formas de interligação entre o capacete (Figura 2) e o anel bipartido adaptador, objeto desta invenção (Figuras 3 e 4), compreendendo fixação direta por parafuso, ou fixação por suporte anel/hastes.

[0028] 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.

[0029] Na fixação direta por parafuso, o anel bipartido adaptador (1) pode ser fixado no capacete adaptador de boca de sino através dos furos passantes (E), conforme mostrado na Figura 5 para o modelo BSN900E. No caso de compartilhamento de linhas novas entre projetos, a fixação pode ser feita em fábrica. No caso de reutilização de linhas previamente fabricadas, esse sistema de fixação depende da capacidade de usinagem dos furos a bordo de uma embarcação de instalação de dutos flexíveis. Caso isso não seja possível, deve-se utilizar o método de fixação por suporte anel/hastes.

[0030] Na fixação por suporte anel/hastes, o anel bipartido adaptador pode ser fixado no capacete através da instalação de um sistema de suporte anel/hastes. Este sistema é constituído de um anel de apoio bipartido (5) e hastes de sustentação (7) que são fixadas no anel de apoio (5) com parafusos (6 e 8), conforme mostrado na Figura 6. Primeiramente, os pinos guias são montados em umas das metades do anel bipartido adaptador (1). Em seguida, o anel bipartido adaptador (1) é posicionado abaixo do capacete (9), juntamente com o anel de apoio (5) e as hastes (7), conforme mostrado na Figura 7.

[0031] A Figura 8 apresenta uma visão do anel bipartido adaptador (1) suportado pelas hastes de sustentação (7), sem o conjunto enrijecedor mais capacete.

[0032] A Figura 9 mostra uma vista em corte da aplicação do anel bipartido adaptador (1) no sistema de suportação tipo BSDL com método de fixação por anel/haste.

Claims

FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), caracterizada por compreender um anel bipartido adaptador (1), furos para pinos guia (C), olhais (D) para fixadores, e furos passantes (E).
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) possuir furos para pinos guia (C) nas faces diametralmente opostas.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) possuir olhais (D) para fixadores para união.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) possuir furos passantes (E) para utilização com parafusos durante a interligação entre a ferramenta e o capacete por fixação direta por parafuso.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) ser instalado no capacete (9) através de fixação direta por parafuso.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) ser instalado no capacete (9) através de fixação por suporte anel/hastes.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo suporte anel/hastes ser constituído de um anel de apoio bipartido (5) e de hastes de sustentação (7) serem fixadas no anel de apoio (5) com parafusos (6 e 8).
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900EEM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) possuir, na parte superior, geometria compatível com o perfil de rabo de andorinha do capacete nos modelos de boca de sino BSN900E ou BSMF.
FERRAMENTA ADAPTADORA PARA ACOPLAMENTO DE UM ENRIJECEDOR DE CURVATURA COM INTERFACE PARA BOCAS DE SINO DE MODELOS COM CONEXÃO DO TIPO BSN900E EM UMA BOCA DE SINO DIVERLESS (BSDL) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo anel bipartido adaptador (1) possuir, na parte inferior, geometria compatível com o perfil de assentamento do capacete da BSDL na lingueta.
MÉTODO DE INTERLIGAÇÃO ENTRE CAPACETE E ANEL BIPARTIDO ADAPTADOR, utilizando fixação direta por parafusos da ferramenta definida na reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- a) Montagem dos pinos guias (2) em uma das metades do anel bipartido adaptador (1);
- b) Posicionamento do anel bipartido adaptador (1) abaixo do capacete (9);
- c) Fixação do anel bipartido adaptador (1) com fixadores através dos furos passantes (E);
- d) Posicionamento da segunda metade do anel bipartido adaptador (1) abaixo do capacete (9), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias (2);
- e) Fixação da segunda metade do anel bipartido adaptador (1) com fixadores através dos furos passantes (E);
- f) Travamento do anel bipartido adaptador (1) usando fixadores através dos olhais (D).
MÉTODO DE INTERLIGAÇÃO ENTRE CAPACETE E ANEL BIPARTIDO ADAPTADOR, utilizando fixação por suporte anel/hastes da ferramenta definida na reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- a) Montagem dos pinos guias (2) em uma das metades do anel bipartido adaptador (1);
- b) Montagem das hastes (7) nas duas metades do anel de apoio (5);
- c) Posicionamento do anel bipartido adaptador (1) abaixo do capacete (9), juntamente com o anel de apoio (5) e as hastes (7);
- d) Posicionamento da segunda metade do anel bipartido adaptador (1) abaixo do capacete (9), realizando o encaixe na primeira metade através dos pinos guias (2), juntamente com o anel de apoio (5) e as hastes (7);
- e) Travamento do anel bipartido adaptador (1) usando fixadores através dos olhais (D);
- f) Travamento do anel de apoio (5) usando fixadores (6 e 8).