BR112012009440A2

BR112012009440A2 - método de abandono de tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água

Info

Publication number: BR112012009440A2
Application number: BR112012009440-8A
Authority: BR
Inventors: Kimon Ardavanis
Original assignee: Saipem S.P.A.
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2020-09-15
Also published as: US20120269579A1; AU2010309504A1; AU2010309504B2; WO2011048480A8; EP2491289A1; IT1396585B1; WO2011048480A1; EP2491289B1; ITMI20091852A1; US8764345B2

Abstract

Método de abandono de tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água. Método de abandono de uma tubulação subaquática (2) sobre o leito (3) de um corpo d'água (4) de um navio de deposição (1) inclui as etapas de rebaixamento da extremidade livre da tubulação (2) no corpo d'água (4) e sobre o leito (3) do corpo d'água (4) utilizando uma primeira e uma segunda corda (12, 13), ambas conectadas à extremidade livre da tubulação (2) e que se estendem do navio de deposição (1) até a extremidade livre da tubulação (2); desconexão da primeira corda (12) da extremidade livre da tubulação (2), após a deposição da extremidade livre da tubulação (2) sobre o leito (3) do corpo d'água (4): e rebobinamento da primeira corda (12) sobre o recipiente de deposição (1), enquanto a segunda corda (13) ainda é conectada à extremidade livre da tubulação (2)

Description

- 1U7 Método de abandono de tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um método de abandono de uma tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água de um navio de deposição.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Tubulações subaquáticas normalmente são montadas a bordo de um navio de deposição e depositadas sobre o leito de um corpo d'água à medida que são montadas. Um tipo comumente utilizado de navio de deposição compreende uma linha de montagem a bordo substancialmente horizontal; e uma inclinação curva que orienta parte da tubulação à medida que ela é rebaixada sobre o leito. Este método de deposição é conhecido como deposição em S, devido à forma da tubulação entre o recipiente de deposição e o leito. Í Em um outro tipo comumente utilizado de navio de . 15 deposição, a tubulação é montada em uma torre de deposição substancialmente vertical e liberada de forma substancialmente vertical. Este método de deposição é conhecido como deposição em J, devido à forma da tubulação entre o navio de deposição e o leito, e é preferível com relação à deposição em S ao trabalhar em águas profundas. Substancialmente duas situações tornam necessário abandonar a tubulação sobre o leito: más condições meteorológicas tornam o trabalho de deposição perigoso; e o término da tubulação. - A tubulação deve ser recuperada do leito para retomar o trabalho de deposição e montagem interrompido pelo mau tempo. : Métodos de abandono e/ou recuperação de tubulações subaquáticas compreendem o desligamento da montagem da tubulação; conexão da extremidade livre da tubulação a um conjunto de elevação que compreende pelo menos um guincho sobre o navio de deposição, pelo menos uma corda e um dispositivo de conexão para conectar a corda à tubulação; e abandono/recuperação da tubulação erguendo-se a corda para fora com guincho. Os documentos EP 1.850.043 A2, US 2007/0177944, WO 2009/002142 e WO 2009/082191 descrevem diversos métodos de abandono e/ou recuperação, que empregam conjuntos de elevação que compreendem pelo menos um guincho a bordo do navio de deposição e uma corda. Alguns conjuntos de elevação empregam um primeiro e um segundo guincho para operação sincrônica de uma primeira e uma segunda corda para dividir a carga trocada entre a tubulação e o navio de deposição. A carga entre o navio de deposição e a tubulação varia entre um máximo e um minimo e depende do comprimento de tubulação elevado do leito. Ao abandonar a tubulação, a carga é máxima no estágio inicial, quando uma parte longa r 2/7 da tubulação é elevada do leito. E, por outro lado, ao recuperar-se a tubulação, a carga é máxima no estágio final, quando, novamente, uma parte longa da tubulação é levantada do leito.

A carga entre a tubulação e o navio de deposição, na verdade, é função do peso por metro linear da tubulação e do comprimento de tubulação levantado do leito.

Compreendendo um ou mais guinchos, o conjunto de elevação deve possuir capacidade maior que à carga máxima realmente de vida curta entre a tubulação e o navio de deposição. Isso significa que o navio de deposição, como um todo, deve ser equipado com um conjunto de elevação capaz de elevar mais que a carga máxima intercambiável entre a tubulação e o navio. Navios de deposição em águas profundas, normalmente equipados com uma torre de deposição em J, devem, portanto, ser equipados com conjuntos de elevação com capacidade de mais de 1500 ' toneladas ao trabalhar-se com tubulações com diâmetro extragrande.

. 15 A primeira e a segunda corda são normalmente cordas de metal, substancialmente com o mesmo comprimento ou maiores que a profundidade do corpo d'água e com diâmetro consistente com a carga máxima para a qual eles são projetadas. Mais especificamente, a primeira e a segunda corda podem ser de até 1500 metros, com diâmetros que variam de 0,08 a 0,25 metros, o que os torna extremamente volumosos e caros.

Um problema importante apresentado por dispositivos de - elevação que compreendem um primeiro e um segundo guincho e uma primeira e uma segunda corda é a tendência de entrelaçamento das cordas à medida que elas são i enroladas.

Isso significa que, após o abandono da tubulação sobre o leito do corpo d'água, as primeira e segunda cordas são desconectadas e novamente enroladas sobre o navio de deposição. Considerando a profundidade do corpo d'água, enrolar novamente as cordas leva algum tempo, durante o quê elas invariavelmente se entrecruzam e entrelaçam, também devido ao fato de que a tubulação é abandonada em severas condições meteorológicas e das ondas.

São disponíveis cordas antirrotação no mercado, mas cordas capazes de erguer e abaixar cargas excepcionais normalmente são tipos de cordas entrelaçadas que, sob seu próprio peso, giram em volta do seu eixo longitudinal à medida que são novamente enroladas. E, como as extremidades das cordas são livres, esta rotação causa oscilação das cordas, de forma a aumentar o risco de seu entrelaçamento.

O entrelaçamento da primeira e da segunda corda pode resultar em novo enrolamento lento ou incompleto e, em alguns casos, tempo de desligamento considerável para liberá-las.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO É objeto da presente invenção fornecer um método de abandono de tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água de um navio de deposição, projetado para eliminar as desvantagens do estado da técnica.

Um outro objeto da presente invenção é fornecer um método de abandono de uma tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água, projetado para enrolar novamente a primeira e a segunda corda de forma rápida e eficaz.

Segundo a presente invenção, é fornecido um método de abandono de uma tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água de um navio de deposição, em que o método compreende as etapas de abaixamento da extremidade livre da tubulação no corpo d'água e sobre o leito do corpo d'água, utilizando uma primeira corda e uma segunda corda, ambas conectadas à extremidade livre da ' tubulação e estendendo-se do navio de deposição até a extremidade livre da tubulação; - 15 desconexão da primeira corda da extremidade livre da tubulação, após a deposição da extremidade livre da tubulação sobre o leito do corpo d'água; e novo enrolamento da primeira corda sobre o navio de deposição, enquanto a segunda corda ainda é conectada à extremidade livre da tubulação.

A presente invenção reduz o risco de entrelaçamento da primeira corda e uma segunda corda, evitando que ambas estejam localizadas simultaneamente no corpo d'água com suas extremidades livres correspondentes em - boa proximidade entre si. Ao contrário do que se poderia esperar, o novo enrolamento das primeira e segunda cordas separadamente frequentemente é mais rápido que Ú enrolar ambas simultaneamente, o que permite novo enrolamento mais rápido da primeira e, particularmente, da segunda corda.

Em uma realização preferida da presente invenção, o método compreende o desenrolamento suficiente da primeira corda para recuperar a deformação elástica da primeira corda antes da sua desconexão da extremidade livre da tubulação que repousa sobre o leito do corpo d'água.

Isso evita a formação de mola da primeira corda e possível enroscamento em volta da segunda corda.

Em uma outra realização preferida da presente invenção, o método compreende o posicionamento do navio de deposição com relação à extremidade livre da tubulação, de tal forma que a primeira e a segunda corda inclinem- se com relação à vertical entre o navio de deposição e o leito do corpo d'água.

Ao fazê-lo, a primeira corda, quando liberada, é movida sob o seu próprio peso para longe da segunda corda em uma distância diretamente proporcional à profundidade e inclinação da segunda corda.

í 417

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Diversas realizações não limitadoras da presente invenção serão descritas como forma de exemplo com referências às figuras anexas, nas quais: - as Figuras 1A-1C exibem vistas laterais de três estágios de operação de um navio de deposição equipado com um conjunto de elevação projetado para implementar o método de acordo com a presente invenção; - as Figuras 2A-2C exibem vistas laterais de três estágios de recuperação das primeira e segunda cordas de acordo com a presente invenção; e - a Figura 3 exibe uma vista lateral de um dispositivo de conexão projetado para implementar o método de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O número 1 da Figura 1A indica, como um todo, um navio de deposição que monta e deposita uma tubulação subaquática 2 sobre o leito 3 de um : corpo de água 4 com nível SL.

- 15 No exemplo exibido, o navio de deposição 1 compreende uma estrutura flutuante 5; uma torre de deposição em J 6; um conjunto de elevação 7 para abandonar e recuperar a tubulação 2; um sistema de posicionamento dinâmico conhecido, do qual as Figuras 1A a 1C exibem apenas os impulsionadores 8; e uma unidade receptora 9, exibida esquematicamente e definida, no exemplo exibido, por sensores acústicos passivos. A Figura 1A exibe o estágio operativo no qual a tubulação 2 - é montada em torre de deposição em J 6 e gradualmente liberada por conjuntos de aperto (não exibidos) associados à torre 6 e para fixar a tubulação 2. Ú Quando completada, ou sob mau tempo, a tubulação 2 deve ser abandonada sobre o leito 3.

O método de abandono compreende a conexão da extremidade livre da tubulação 2 ao conjunto de elevação 7; e a liberação da tubulação 2 sobre o leito 3. À medida que se processa a operação de abandono, a parte de tubulação 2 separa-se do leito 3 e, portanto, a carga entre a tubulação 2 e o navio de deposição 1 fica menor, o que significa que a carga máxima entre o navio de deposição 1 e a tubulação 2 ocorre no estágio inicial de abandono da tubulação 2.

Na Figura 1B, a tubulação 2 é depositada sobre o leito 3 com as duas cordas 12 e 13 conectadas; e, na Figura 1C, a tubulação é depositada sobre o leito 3, em que a corda 12 é novamente enrolada e a corda 13 ainda está conectada à tubulação 2.

Com referência às Figuras 2A a 2C, o conjunto de elevação 7 compreende dois guinchos 10 e 11; duas cordas 12 e 13; e um dispositivo de conexão 14 para conectar as cordas 12 e 13 à extremidade livre da tubulação 2.

O guincho 10 é montado sobre a estrutura flutuante 5 e compreende um tambor 15 para enrolar e desenrolar a corda 12; um motor 16; e um redutor 17. O guincho 11 é montado sobre a estrutura flutuante 5 e compreende um tambor 18 para enrolar e desenrolar a corda 13; um motor 19; e um redutor 20. As cordas 12 e 13 são cordões de aço, cordas com baixa força de torção projetadas para as capacidades de elevação de guinchos correspondentes 10 e 11. Alternativamente, podem ser utilizadas cordas antirrotação quando as cargas exercidas pela tubulação não forem particularmente altas. O dispositivo de conexão 14 compreende um plugue 21 para encaixar a extremidade livre da tubulação 2; e uma placa 22 com um gancho 23 para conexão ao plugue 21.

i As cordas 12 e 13 possuem terminais correspondentes 24 e 25 conectáveis à placa 22 por pinos correspondentes 26 e 27. O dispositivo de conexão Í 14 também compreende uma estação de abrigo 28 para um veículo com operação - 15 remota ROV para desconectar as cordas 12 e 13 da placa 22. Alternativamente, dispositivos de conexão 14 compreendem um manipulador 29, que é montado diretamente sobre a placa 22, possui controle remoto, preferencialmente ultrassônico, e é projetado para desconectar cordas 12, 13 da placa 22 e/ou da placa 22 do plugue 21. O dispositivo de conexão 14 também compreende um emissor de sinais 30 para emitir preferencialmente sinais de ultrassom, que indicam a posição da placa 22 e são recebidos pela unidade receptora 9.

- O conjunto de elevação 7 também compreende um dispositivo de controle 31 que compreende uma unidade de controle 32 conectada a Ú motores 16, 19 de guinchos correspondentes 10, 11; dois sensores de posição 33, 34 para determinar a posição e, portanto, a velocidade das primeira e segunda cordas 12, 13; e dois sensores 35, 36 para determinar a carga exercida sobre os primeiro e segundo guinchos 10, 11.

No uso real, o conjunto de elevação 7 desenrola cordas 12 e 13 para a tubulação inferior 2 sobre o leito 3 do corpo d'água 4 do navio de deposição 1.

As cordas 12, 13 são desenroladas por guinchos correspondentes 10, 11 até que a extremidade livre da tubulação 2 venha a repousar sobre o leito 3 do corpo d'água 4º (Figuras 1B e 2A); nesse momento, a primeira corda 12 é desconectada da placa 22 e novamente enrolada sobre o navio de deposição 1, enquanto a segunda corda 13 é mantida conectada à extremidade livre da tubulação 2 (Figuras 1C, 2B).

São disponíveis diversas opções para determinar quando a extremidade livre da tubulação 2 vem a repousar sobre o leito 3. Caso a operação de abandono seja assistida por um veículo com operação remota (ROV) (Figuras 2A, 2B), isso pode fornecer à tripulação de bordo, encarregada do abandono da tubulação 2,

e 6/7 imagens que exibem a posição da extremidade livre da tubulação 2. Alternativamente, a deposição da extremidade livre da tubulação é determinada pelo monitoramento da posição das cordas 12, 13 utilizando sensores 33, 34 e das cargas utilizando sensores 35, 36; caso a carga aumente, em vez de diminuir, à medida que as cordas 12, 13 são desenroladas, o que significa que a extremidade livre da tubulação 2 encontra-se sobre o leito. Esta determinação é possivel quando o peso por unidade de comprimento da tubulação 2 for maior que o peso por unidade de comprimento das primeira e segunda cordas 12, 13. Uma outra alternativa de determinação da deposição da extremidade livre da tubulação 2 sobre o leito 3 é o monitoramento dos sinais do emissor 30 com um receptor, tal como a unidade de recebimento 9 sobre o navio de deposição 1 (Figuras 1A a1C).

Enquanto a corda 12 estiver sendo novamente enrolada, à corda 13 é mantida conectada e fivme em uma dada tensão. Como a tubulação Í frequentemente necessita ser abandonada em severas condições meteorológicas, a - 15 tensão da corda 13 é preferencialmente dinâmica e a unidade de controle 32 controla o motor 19 do guincho 11 em função da carga detectada pelo sensor 35 e de tal forma que a carga detectada pelo sensor 35 permaneça dentro de uma dada faixa. Manter a corda 13 firme à medida que a corda 12 é novamente enrolada reduz o risco de cruzamento das cordas 12, 13. Além disso, antes da desconexão da placa 22, a corda 12 é desenrolada pelo guincho 10 de forma suficiente para recuperar a deformação elástica - da corda 12 e evitar a formação descontrolada de mola da corda 12 à medida que ela é desconectada. | Após o novo enrolamento da corda 12 pelo guincho 10, o guincho 11 desenrola a corda 13 de forma suficiente para recuperar a deformação elástica da corda 13. A placa 22 é desconectada em seguida da tubulação 2 e a corda 13 é novamente enrolada pelo guincho 11 (Figura 2C).

Em uma realização preferida, para evitar o desequilíbrio da placa 22, primeira e segunda cordas 12, 13 são desenroladas simultaneamente para recuperar a sua deformação elástica.

Preferencialmente, o navio de deposição 1 é movido para uma dada posição com relação à extremidade livre da tubulação 2/placa 22 e nela mantido, de tal forma que as cordas 12, 13 inclinem-se com relação à vertical, conforme exibido nas Figuras 1B e 2A. O navio de deposição 1 é posicionado pelo sistema de posicionamento dinâmico que compreende impulsionadores 8 (Figuras 1A-1C) que fornecem manutenção dinâmica de uma dada posição do navio de deposição 1. O sistema de posicionamento dinâmico conhece a posição da extremidade livre da tubulação sobre o leito 3 do corpo d'água 4 e mantém o navio de deposição 1 em posição fixa com relação à extremidade livre da tubulação 2, de tal forma que a corda 12, quando liberada, oscile sob o seu próprio peso para longe da corda 13 em uma distância diretamente proporcional à profundidade e inclinação da corda 13, de forma a reduzir adicionalmente o risco de contato entre as cordas 12 e 13 à medida que a corda 12 é novamente enrolada.

Na variação da Figura 3, as cordas 12, 13 são conectadas à placa 22 por junções oscilantes correspondentes 37, 38, que permitem a rotação de cordas correspondentes 12, 13 em volta dos seus eixos longitudinais correspondentes A1, A2. No exemplo exibido, a rotação das junções oscilantes 37, 38 pode ser travada, Mais especificamente, as junções oscilantes 37, 38 são travadas quando tensionadas (a junção oscilante 38 conectada à corda 13) e são livres para girar quando não tensionadas (junção oscilante 37 conectada à corda 12).

Quando desenroladas para recuperar a sua deformação ' elástica, as cordas 12 e 13 são, portanto, livres para girar em volta dos seus eixos, com - 15 suas extremidades ainda conectadas. A rotação das cordas ocorre durante a utilização de cordas diferentes das antirrotação, que não são amplamente empregadas por conta do seu alto custo e sua incapacidade de suportar cargas pesadas.

Claramente, podem ser realizadas alterações da realização descrita da presente invenção sem, entretanto, abandonar o escopo das reivindicações anexas. |

Claims

Reivindicações 1 Método de abandono de uma tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água de um navio de deposição, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de rebaixamento da extremidade livre da tubulação (2) no corpo d'água e sobre o leito (3) do corpo d'água (4) utilizando uma primeira corda (2) e uma segunda corda (13), ambas conectadas à extremidade livre da tubulação (2) e estendendo-se do navio de deposição (1) até a extremidade livre da tubulação (2); desconexão da primeira corda (12) da extremidade livre da tubulação (2) assim que a extremidade livre da tubulação (2) for depositada sobre o leito (3) do corpo d'água (4); e novo enrolamento da primeira corda (12) sobre o recipiente de deposição (1), enquanto a segunda corda (13) ainda estiver conectada à extremidade livre da tubulação (2).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de desenrolamento da primeira Í corda (12) suficiente para recuperar a deformação elástica da primeira corda (12) antes - 15 de desconectar a primeira corda (12) da extremidade livre da tubulação (2) que repousa sobre o leito (3) do corpo d'água (4).
3. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira corda (12) é conectada à extremidade livre da tubulação (2) por uma primeira junção oscilante (37), que permite a rotação da primeira corda (12) em volta do seu eixo longitudinal, preferencialmente quando a primeira corda (12) não for tensionada. -
4. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de desenrolamento da segunda ' corda (13) suficiente para recuperar a deformação elástica da segunda corda (13), quando a extremidade livre da tubulação (2) repousar sobre o leito (3) do corpo d'água (4) e a segunda corda (13) for conectada à extremidade livre da tubulação.

5. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a segunda corda (13) é conectada à extremidade livre da tubulação (2) por uma segunda junção oscilante (38), que permite a rotação da segunda corda (13) em volta do seu eixo longitudinal, preferencialmente quando a segunda corda (13) não for tensionada.

6. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de desconexão da segunda corda (13) da extremidade livre da tubulação (2); e novo enrolamento da segunda corda (13) sobre o navio de deposição (1).

7. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de posicionamento do navio de deposição (1) com relação à extremidade livre da tubulação (2), de tal forma

| 1 2/2 que a segunda corda (13) incline-se com relação à vertical entre o leito (3) do corpo d'água (4) e o navio de deposição (1).

8. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de emissão de um sinal de uma posição em boa proximidade da extremidade livre da tubulação (2); e recebimento do sinal por meio de uma unidade de recepção (9) sobre o navio de deposição (1), de forma a monitorar a posição da extremidade livre da tubulação (2).

9. Método de acordo com qualquer das reivindicações | anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de operação da primeira corda (12) por meio de um primeiro guincho (10) e operação da segunda corda (13) por meio de um segundo guincho (11).

10. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de desconexão da 1 primeira corda (12) e da segunda corda (13) da extremidade livre da tubulação (2) por - 15 meio de um veículo com operação remota (ROV).

111. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de operação remota por via ultrassônica de um dispositivo de conexão (14) conectado à extremidade livre da tubulação (2), à primeira corda (12) e à segunda corda (13) e que compreende pelo menos um manipulador controlado por via ultrassônica (29). | | |

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' 1 Resumo Método de abandono de tubulação subaquática sobre o leito de um corpo d'água.

Método de abandono de uma tubulação subaquática (2) sobre o leito (3) de um corpo d'água (4) de um navio de deposição (1) inclui as etapas de rebaixamento da extremidade livre da tubulação (2) no corpo d'água (4) e sobre o leito (3) do corpo d'água (4) utilizando uma primeira e uma segunda corda (12, 13), ambas conectadas à extremidade livre da tubulação (2) e que se estendem do navio de deposição (1) até a extremidade livre da tubulação (2); desconexão da primeira corda (12) da extremidade livre da tubulação (2), após a deposição da extremidade livre da tubulação (2) sobre o leito (3) do corpo d'água (4); e rebobinamento da primeira corda (12) sobre o recipiente de deposição (1), enquanto a segunda corda (13) ainda é conectada à extremidade livre da tubulação (2).