BR112012020150B1 - Método para dispor um oleoduto híbrido - Google Patents

Abstract

método para dispor um oleoduto híbrido. a presente invenção refere-se ao uso de uma terminação de extremidade de oleoduto (plet) pesada, cara em uma seção de tubo rígido (1), no fundo do mar, para executar uma conexão submarina dessa seção de tubo a uma seção de tubo flexível (34), um conector rígido/flexível (rfc) (1b) é proporcionado na seção de tubo rígido (1), em vez de uma plet, e a extremidade de tubo tendo o rfc (1b) é elevada à superfície (107) do mar, enquanto deixando uma parte da seção de tubo rígido no fundo do mar (400). o rfc é então conectado a uma extremidade da seção de tubo flexível (34), e esta abaixada ao fundo do mar com a extremidade elevada da seção de tubo rígido (1) presa, para retornar a seção de tubo rígido (1) ao fundo do mar (400). uma vez que o rfc (1b), na seção de tubo rígido (1), é conectado à seção de tubo flexível (34) na superfície do mar, o rfc pode ter um projeto técnico mais leve, mais simples, resultando em economias significativas de custo, tempo de manufatura e tempo de controle de qualidade.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método de disposição de um oleoduto híbrido, e, mais particularmente, a um oleoduto com-preendendo uma seção de tubo rígido, que fica disposta no fundo do mar, e uma seção de tubo flexível, que é conectada à seção de tubo rígido. A seção de tubo flexível pode, por exemplo, se estender de uma extremidade da seção de tubo rígido até um local na superfície do mar, ou pode conectar a seção de tubo rígido a uma derivação/árvore de Natal na fonte, ou ambos.

[002] É conhecido na indústria petrolífera proporcionar e instalar esse oleoduto híbrido, por exemplo, para o transporte de óleo, ou de outro fluido de hidrocarboneto, de uma cabeça de uma fonte no fundo do mar a uma instalação de produção ou armazenamento superficial ou flutuante no mar. A Figura 1 dos desenhos em anexo mostra um oleoduto híbrido desse tipo. Como mostrado, o oleoduto híbrido compreende uma seção de tubo rígido 1, no fundo do mar 400, tendo uma terminação de extremidade de oleoduto (PLET) 102a, 106 em cada extremidade, uma ponte flexível 105, conectando a extremidade da seção de tubo rígido, na qual a PLET 102a é localizada, a uma derivação/árvore de Natal 106, proporcionada na fonte de um poço submarino, e uma seção de tubo flexível, ou tubo ascendente, 34, conectando a extremidade da seção de tubo rígido, na qual a PLET 102b é localizada, à instalação de produção, armazenamento e descarga (FPSO) flutuante 103, na superfície 107 do mar. O oleoduto híbrido serve para transportar o fluido de hidrocarboneto produzido da fonte até a FPSO flutuante na superfície do mar. A instalação de oleodutohíbrido é disposta da seguinte maneira.

[003] Inicialmente, um primeiro tipo de um navio fundeado (não mostrado), referido no presente relatório descritivo como um navio fundeado de forma rígida, é usado para abaixar a seção de tubo rígido 1, pelo corpo de água salgada e para o fundo do mar. São conhecidos três tipos de navios fundeados rígidos: (i) âncora em carretel; (ii) âncora em J; e (iii) âncora em S.

[004] Tipicamente, o tipo anterior de navio fundeado de forma rígida incorpora, sucessivamente ao longo da rota de ancoragem no navio, um guia de tubo fora de borda, um endireitador e um tensor de tubo, todos em uma rampa de ancoragem inclinada ou vertical. O tensor estica um comprimento contínuo de tubo rígido de um tambor de armazenamento a um comprimento contínuo de tubo rígido no navio fundeado rígido, pelo guia fora de bordo e pelo endireitador, para eli-minar as deformações plásticas ou inclinações no tubo. Ambas os navios de âncoras em J e em S usam uma estação de soldagem, para soldar um novo comprimento reto de tubo rígido, extremidade a extremidade, a um comprimento de tubo reto precedente, abaixar a série de tubos assim formada até que a extremidade superior dela fique em posição na estação de soldagem, e depois repetir o processo para outros comprimentos de tubo retos, sucessivamente. Em todos os três casos, o tubo é então dirigido abaixo para a água e para o fundo do mar, na medida em que o navio fundeado avança na superfície do mar, desse modo, depositando progressivamente o tubo disposto no fundo do mar.

[005] Comumente, uma PLET vai ser proporcionada na extremi dade da seção de tubo rígido, que vai ser primeiramente disposta no fundo do mar do navio fundeado de forma rígida. Desse modo, a PLET 102a é dirigida ao, e posicionado no, fundo do mar no seu local desejado, seguida pela maior parte da seção de tubo rígido 1. Depois, o tubo rígido é cortado no navio fundeado de forma rígida, no seu comprimento final necessário, e uma segunda PLET é presa na extremidade cortada do tubo, que é então abaixado do navio fundeado de forma rígida no fundo do mar, usando uma linha de abandono e recuperação (A & R).

[006] A etapa seguinte no procedimento de instalação é dispor, em qualquer ordem, a ponte flexível 105 no fundo do mar, entre a deri- vação/árvore de Natal 106 na fonte e a PLET 102a na seção de tubo rígido 1, e o tubo ascendente flexível 34 abaixo no fundo do mar, adja-centeà PLET 102b, da superfície do mar, mantendo sua outra extre-midade na superfície do mar. A ponte flexível e o tubo ascendente flexível são dispostos tipicamente da superfície do mar, um de cada vez, usando um tipo diferente de navio fundeados do navio fundeado de forma rígida, especificamente um adaptado para dispor tubos flexíveis. Esse navio fundeado é similar, em muitos aspectos, a um navio fundeado em carretel, rígido, e emprega os mesmos elementos principais, como descrito acima, exceto que não inclui um endireitador de tubo, porque o tubo flexível se endireita por si mesmo de bom grado, quandoé estirado fora do guia de tubo fora de bordo e pelo tensor. O navio fundeado empregado é referido no presente relatório descritivo como um navio fundeado de forma flexível.

[007] Após o navio fundeado de forma flexível ter sido disposto na ponte flexível no fundo do mar e em uma extremidade do tubo flexível abaixo para o fundo do mar, as conexões submarinas são feitas para conexão da ponte flexível entre a derivação/árvore de Natal da fonte e a PLET 102a na seção de tubo rígido 1, e entre a outra PLET 102b, na seção de tubo rígido, e o tubo ascendente flexível 34, para completar o oleoduto de tubo ascendente híbrido. Essas conexões são feitas submarinas por uso de um veículo operado remotamente (ROV) ou por um mergulhador.

[008] O navio fundeado de forma flexível coloca a extremidade superior do tubo ascendente 34 acima para a FPSO, que fica em serviço longitudinalmente, e o tubo ascendente é conectado, por meio da sua terminação de extremidade, às instalações de armazenamento ou produção na FPSO 103. O navio fundeado de forma flexível se afasta do FPSO 103, para iniciar a sua operação de disposição de tubo flexível seguinte, em um local diferente.

[009] Em profundidades de trabalho típicas (de uns poucos me tros a cerca de 2,500 metros), as três conexões submarinas (duas para a ponte flexível 105 e uma para o tubo ascendente flexível 34) podem ser feitas pelo ROV em serviço ou mergulhador, sem dificuldade ou retardo indevido. No entanto, as duas PLETs na seção de tubo rígido precisam ser dotadas com conectores de extremidade mecânicos especiais, para permitem que sejam conectados à ponte flexível 105 e ao tubo ascendente flexível 34, respectivamente, em um meio físico submarino. Além do mais, todos são dotados de um tapete de lama ou uma fundação similar, por meio da qual são assentados no fundo do mar (que pode ser relativamente macio), para distribuir a carga e impedir que as PLETs afundem no fundo do mar. Ainda mais, cada PLET, sendo um dispositivo relativamente dimensionável, é tipicamente dotado com um protetor adequado, para protegê-lo de dano, devido a um impacto inadvertido de âncoras ou de outros objetos jogados, ou de serem laçados em redes de arrasto de peixe.

[010] Cada PLET, com seus conector de extremidade mecânico, tapete de lama e protetor de âncora, é uma estrutura pesa e intrincada, relativamente grande, tornando-a de manufatura cara e relativamente intensa em tempo para suas disposição e conexão.

[011] Claramente, existe uma necessidade para um oleoduto hí brido para transporte de fluidos de hidrocarbonetos de uma fonte sub-marina, no fundo do mar, a uma instalação na superfície, em que os custos de manufatura e inspeção e o tempo de manufatura, associados com as PLETs, podem ser reduzidos, e o risco de impacto e o de dano por armadilha minimizados efetivamente.

[012] De acordo com a invenção, proporciona-se um método de disposição de um oleoduto híbrido, compreendendo uma seção de tu-borígido, que é disposta no fundo do mar, e uma seção de tubo rígido, que é conectada à seção de tubo rígido, compreendendo as etapas de: (i) abaixar uma seção de tubo rígido no fundo do mar; (ii) elevar uma extremidade da seção de tubo rígido no fundo do mar à superfície do mar, enquanto deixando uma parte da seção de tubo rígido no fundo do mar; (iii) conectar uma extremidade de uma seção de tubo flexívelà extremidade elevada da seção de tubo rígido; e (iv) abaixar a uma extremidade da seção de tubo flexível no fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa, para retornar esta ao fundo do mar.

[013] Desde que as conexões rígidas/flexíveis sejam feitas na superfície do mar, os conectores (RFCs) usados podem ser de um projeto técnico mais simples do que as PLETs, o que reduz seus volume, custo de manufatura e tempo de manufatura. Além do mais, não precisam de protetores de âncora para proporcionar proteção de impacto por âncoras e outros objetos jogados, uma vez que são menores e tipicamente menos propensos a dano do que as estruturas similares à PLET.

[014] Além disso, as redes de arrasto vão tender a "pular" por um RFC, mas são mais propensas a ficarem presas com uma PLET, devido aos seus maior tamanho e geometria externa mais intrincada. No entanto, se houver preocupações significativas relativas aos objetos jogados, ou por emaranhamento com equipamento de arrasto ou pesca, os RFCs podem ser facilmente enterrados na mesma vala do fundo do mar, que é formada opcionalmente para acomodar o oleoduto.

[015] Deve-se também notar que a instalação de PLETs vai re- querer intervenções de ROV de um veículo tecnicamente muito mais sofisticado do que um requerido para os RFCs.

[016] Adicionalmente, devido ao menor volume, tapetes de lama ou fundações similares não são necessários para espalhar a carga em fundações de fundo do mar macias, ou pelo menos podem ser feitos menores do que para as PLETs mais pesadas.

[017] Ainda um outro benefício de um RFC é que quando do uso de um cabo de âncora, em uma maneira conhecida de per si, para abaixar uma PLET no fundo do mar, durante disposição da seção de tubo rígido, um aliviador de tensão vai ser necessários que seja colocado entre a PLET e a extremidade de tubo rígido, para evitar fadiga induzida por tensão no metal da parede de tubo. Quando um RFC é usado no lugar, um aliviador de tensão pode não ser necessário, uma vez que o RFC é mais leve, e, portanto, menos propenso a induzir fadiga durante disposição da seção de tubo rígido. Vai-se considerar que as vantagens referidas acima vão ser atingidas, mesmo se a conexão em uma extremidade apenas da seção de tubo rígido em uma seção de tubo flexível for feita na maneira indicada, ou se apenas uma extremidade da seção de tubo rígido precisar ser conectada a uma seção de tubo flexível.

[018] Em um modo preferido de colocar o método de disposição de oleoduto em prática, a outra extremidade da seção de tubo flexível é mantida na superfície do mar, quando a uma extremidade da seção de tubo flexível for abaixada no fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa. Desse modo, a seção de tubo flexível serve como uma seção de tubo ascendente, tal como pode ser usado para colocar em escoamento os fluidos de produção na seção de tubo rígido, até a superfície do mar. Consequentemente, a outra extremidade da seção de tubo flexível mantida na superfície do mar, quando a sua uma extremidade for abaixada para o fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa, pode ser conectada a uma instalação de produção ou armazenamento, que pode ser uma instalação flutuante.

[019] Alternativamente, a seção de tubo flexível pode ser uma ponte flexível, que é disposta no fundo do mar, quando a uma ex-tremidade da seção de tubo flexível for abaixada no fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa. Depois, se a outra extremidade da ponte flexível for conectada a uma deri- vação/árvore de Natal, na fonte de um poço submarino, após a ponte flexível ter sido disposta no fundo do mar, a seção de tubo rígido pode ser suprida com fluidos de produção da fonte.

[020] É também possível que a seção de tubo rígido tenha uma extremidade de uma respectiva seção de tubo flexível conectada a cada uma de suas extremidades. As duas seções de tubos flexíveis podem ser, respectivamente, uma ponte flexível e um tubo ascendenteflexível, a outra extremidade do tubo ascendente flexível sendo retida na superfície do mar, quando a uma extremidade da ponte flexível for abaixada no fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa, e também sendo conectada adequadamente a uma instalação de produção ou armazenamento, que pode ser uma instalação flutuante, como descrito acima, e a ponte flexível sendo disposta no fundo do mar, a uma extremidade da ponte flexível for abaixada no fundo do mar, com a extremidade elevada da seção de tubo rígido presa, e, em uma implementação do método de disposição de oleoduto, tendo a sua outra extremidade conectada a uma derivação/árvore de Natal na fonte de um poço submarino. O oleodutohíbrido resultante pode servir para o transporte de fluidos de produção da fonte e até a superfície do mar, para manuseio em uma instalação de produção ou armazenamento em alto-mar. Outra possibilidadeé que o oleoduto híbrido pode servir como uma linha de injeção de água ou de substância química no poço.

[021] Em cada um dos diferentes métodos de disposição de ole oduto referidos acima, as ou cada uma das primeira e/ou segunda conexões mencionadas podem ser feitas por um conector de tubo, compreendendo um corpo principal, tendo uma conexão soldada à seção de tubo rígido e um flange de extremidade para conexão a uma seção de tubo flexível. Esse conector pode ser feito para que tenha uma construção simples e leve, especialmente uma vez que uma conexão soldada é uma conexão muito simples, relativamente leve, efetiva e barata, conveniente para a seção de tubo rígido, que vai ser, na prática, um tubo de aço, e, portanto, adequada para soldagem, e também uma vez que um flange de extremidade pode ser facilmente preso na extremidade de uma seção de tubo flexível, tal como proporcionando um flange de extremidade correspondente na extremidade da seção de tubo flexível e fixando os dois flanges entre si, tal como por aferrolhamento.

[022] De preferência, a ou cada conexão entre a ou cada extre midade elevada da seção de tubo rígido e a respectiva seção de tubo flexível recebe suporte auxiliar de meio de suporte auxiliar em um navio fundeado de forma flexível, usado para disposição de cada seção de tubo flexível, quando a uma extremidade da ou de cada seção de tubo flexível for abaixada no fundo do mar, com a respectiva extremidade elevada da seção de tubo rígido presa, para retornar esta ao fundo do mar. O uso desse meio de suporte de carga auxiliar garante que a seção de tubo rígido é sempre suportada adequadamente, sem risco de dano à ou a cada seção de tubo flexível. Convenientemente, o meio de suporte auxiliar é um guincho A & R e uma linha de guincho no navio fundeado de forma flexível, que é proporcionado em todos os casos por outras razões operacionais.

[023] Convenientemente, a conexão soldada pode ser feita na superfície do mar durante a etapa (i), quando a maior parte da seção de tubo rígido tiver sido abaixada no fundo do mar, antes do abaixamento da seção de extremidade remanescente da seção de tubo rígido no fundo do mar.

[024] Para um melhor entendimento da invenção e para mostrar como a mesma pode ser conduzida na prática, vai se fazer referência, por meio de exemplos, aos desenhos em anexo, em que: a Figura 1 mostra muito esquematicamente um oleoduto híbrido instalado, estendendo-se de uma derivação/árvore de Natal a uma instalação de descarga de produção - armazenamento flutuante (FPSO); a Figura 2 mostra muito esquematicamente um oleoduto híbrido instalado, também conectando uma derivação/árvore de Natal a uma instalação de descarga de produção - armazenamento flutuante (FPSO), quando a instalação foi feita por uso de um método de disposição de tubos de acordo com uma implementação preferida da invenção; a Figura 3 é uma vista seccional longitudinal por um conec-torrígido/flexível (RFC), tomada ao longo da seção III - III na Figura 3b, cujo conector é proporcionado em cada extremidade da seção de tubo rígido do tubo ascendente híbrido; a Figura 3a é uma vista do lado inferior do RFC, como visto ao longo da linha IIIa - IIIa na Figura 3b; a Figura 3b é uma vista pela extremidade do conector RFC, mostrado nas Figuras 3 e 3a; a Figura 4 é uma vista lateral de um navio fundeado de forma flexível, usado para disposição de tubo flexível; a Figura 5 é uma vista lateral mostrando o RFC no fundo do mar, como pré-instalado por um navio fundeado de forma rígida; a Figura 6 ilustra a extremidade de tubo pré-disposto sendo recuperada no sentido do navio fundeado de forma flexível; a Figura 7 é uma vista em projeção lateral mostrando o RFC conduzido por um grampo retraído, que é proporcionado na popa do navio fundeado de forma flexível; a Figura 7a é uma vista lateral do conector RFC e do gram-poretraído, como visto da direita da Figura 4; a Figura 8 é uma vista detalhada mostrando a extremidade de tubo inteiramente recuperada para o navio fundeado de forma flexível, aninhando-se dentro do grampo retraído; a Figura 9 ilustra o estágio seguinte de operação, após remoção de um lançador/receptor enroscado (PLR) opcional, mostrado na Figura 5, ou um receptor enroscado (PR), da extremidade de tubo rígido; a Figura 10 mostra uma conexão aferrolhada sendo consti-tuída, no navio fundeado de forma flexível, entre uma terminação de extremidade flangeada na seção de tubo flexível e o RFC, na extremidade do tubo de aço rígido, para proporcionar um tubo híbrido; a Figura 11 ilustra uma operação que é conduzida para de-salojar o RFC do grampo retraído, em preparação para disposição do tubo híbrido; a Figura 12 ilustra o estágio seguinte de disposição, no qual o conjunto de tubo é abaixado, permitindo que o tubo flexível passe pela roldana fora de bordo; a Figura 13 mostra a disposição, com o RFC então a uma profundidade intermediária na água; a Figura 14 é uma vista lateral ampliada do RFC na profun-didadeintermediária na água, mostrada na Figura 13; a Figura 15 mostra uma disposição de RFC quase completa, o RFC então sendo aterrado no fundo do mar e o navio partindo para dispor o tubo flexível longe do RFC, ao longo do fundo do mar; a Figura 16 é uma vista ampliada do RFC, mostrado na Figura 13, aterrado no fundo do mar; e a Figura 17 mostra o navio fundeado de forma flexível, após o cabo A&R ter sido desconectado.

[025] Nas várias figuras, os números de referência iguais deno tam elementos correspondentes.

[026] A Figura 1 mostra um oleoduto híbrido, que foi disposto para conexão de derivação/árvore de Natal à FPSO 103, flutuando na superfície 107 do mar, usando os métodos de instalação convencionais descritos acima. Como já explicado, esse método sofre da desvantagem de que usa PLETs convencionais, para promover as conexões submarinas necessárias, que são volumosas, caras e intensas em tempo para manufatura e inspeção.

[027] A Figura 2 ilustra muito esquematicamente uma implemen tação preferida do método de disposição de tubo, de acordo com a presente invenção. Nesse método, um navio fundeado de forma rígida (não mostrado) chega no local e dispõe uma seção de tubo rígido 1, feita geralmente de aço, no fundo do mar 108, completa com conexões de extremidades rígidas/flexíveis (RFCs) 1a, 1b nas suas extremidades, na mesma maneira que a seção de tubo rígido, com PLETs nas extremidades, foi disposta no método conhecido, descrito com referência à Figura 1. Como vai ser descrito em mais detalhes abaixo, a seção de tubo rígido pode ser dotada opcionalmente com um lança- dor/receptor enroscado, não mostrado na Figura 2, usado para indicar a seção de tubo rígido uma vez que ela tenha sido instalada no fundo do mar, com suas PLETs de extremidade. O navio fundeado de forma rígida então se afasta do local.

[028] Um navio fundeado de forma flexível (não mostrado), que chegou no local, é usado para recuperar uma extremidade da linha de escoamento rígida 1, com o RFC 1a ou 1b, para o navio fundeado de forma flexível, mas com a maior parte da linha de escoamento rígida deixada no fundo do mar. Considera-se, para fins descritivos, que o RFC 1a é recuperado primeiro, mas pode ser em vez dele o RFC 1b que é recuperado primeiro. Uma extremidade de uma ponte flexível 105 é conectada ao RFC 1a, e o navio fundeado de forma flexível é usado para dispor a ponte flexível no fundo do mar, começando com sua outra extremidade, que é posicionada adjacente à fonte submarina. A ponte e a derivação/árvore de Natal são então conectadas conjuntamente no mar, usando um ROV ou um mergulhador.

[029] O navio fundeado de forma flexível é então usado para re cuperar a outra extremidade da linha de escoamento rígida 1, com o RFC 1b, para o navio fundeado de forma flexível, deixando, de novo, a maior parte da linha de escoamento no fundo do mar. Uma extremidade de uma seção de tubo ou tubo ascendente flexível 104 é conectada ao RFC 1b, e o navio fundeado de forma flexível é usado para dispor o tubo ascendente flexível no fundo do mar, colocado o RFC 1b de volta na sua posição original no fundo do mar. O navio fundeado de forma flexível entrega o tubo flexível 34 a uma FPSO 103, que tenha chegado no local, e o navio fundeado de forma flexível se afasta para deslocar-se para a indicação de disposição de oleoduto seguinte. O tubo flexível é conectado às instalações de produção ou armazenamento da FPSO.

[030] Uma vez que os RFCs 1a, 1b são recuperados separada mente para o navio fundeado de forma flexível associado, as conexões necessárias para a ponte flexível e tubo ascendente flexível não são feitas no mar, o que propicia uma flexibilidade consideravelmente maior para a maneira na qual o RFC 1a é conectado à ponte flexível e o RFC 1b é conectado ao tubo ascendente flexível 34. Em particular, uma vez que as conexões são formadas a bordo no navio fundeado de forma flexível, é possível usar técnicas convencionais de conexão me- cânica. Comparativamente, as conexões submarinas requerem conectores projetados especialmente, que podem ser manipulados abaixo da superfície do mar, que são, tipicamente, de uma construção mais volumosa. Consequentemente, a construção, o peso e o custo de cada RFC são significativamente menores do que aqueles para uma PLET submarina.

[031] Além do mais, uma vez que as conexões são feitas a bordo do navio fundeado de forma flexível, após o navio ter sido ancorado no fundo do mar, não há qualquer risco do RFC ser danificado pela âncora DO Navio Fundeado de Forma Flexível. Consequentemente, os RFCs não precisam ser proporcionados com protetores de âncoras.

[032] Ainda mais, uma vez que o peso de cada RFC é mais baixo do que aquele da PLET submarina, que, de outro modo, precisaria ser usada, cada conector não precisa ser dotado com um tapete de lama, ou pelo menos apenas um tapete de lama menor, com uma menor área de contato, é necessário. Consequentemente, um RFC menor e mais barato é necessário no lugar de uma PLET, que tinha sido usada convencionalmente antes.

[033] Outros detalhes do método de disposição do oleoduto hí brido e do equipamento usado para execução do método são apresen-tados com referência às Figuras 3 a 17. Essas figuras se referem à recuperação de cada RFC para o navio fundeado de forma flexível, a conexão do tubo flexível ao RFC, à disposição do tubo flexível, para retornar o RFC ao fundo do mar, e o completamento da instalação.

[034] Com referência às Figuras 3, 3a e 3b, o conector rígi- do/flexível (RFC), em cada extremidade da seção de tubo rígido 1, é de construção idêntica, embora a descrição que se segue se aplique especificamente ao RFC 1b, ela se aplica igualmente ao RFC 1a.

[035] O RFC 1b compreende um corpo principal, constituído de um comprimento curto do tubo 2, peça forjada 3, outro comprimento curto do tubo 4, similar ao comprimento de tubo 2, e peça forjada 5, que são todos soldados conjuntamente. Alternativamente, os componentes 3, 4 e 5 podem ser fabricados como uma peça forjada unitária, soldada no tubo 2.

[036] O comprimento curto de tubo (conhecido na indústria co mo "pedaço de ponta") é constituído geralmente do mesmo material de tubo que aquele da seção de tubo rígido 1. A peça forjada 3 inclui um rebordo anular 9, que funciona para suportar a catenária de tubo rígido, em conjunto com um grampo retraído no navio fundeado de forma flexível. A peça forjada 5 inclui um flange de extremidade 11, que é adequado para conexão à extremidade da seção de tubo ou tubo ascendente flexível (não mostrado nas Figuras 3, 3a e 3b), que tem uma extremidade equipada com um flange similar.

[037] Um colar 7, que é constituído de duas metades conectadas conjuntamente por uso de parafusos 13, suporta o tubo 4 e conduz argolas 6, para fixação de cordame de içamento. Esse colar é limitado axialmente pelo rebordo anular 9 na peça forjada 3 e por um rebordo anular 10 na peça forjada 5, e transmite a carga aplicada às argolas 6 ao RFC 1b e à seção de tubo rígido 1.

[038] O corpo principal do RFC 1b, constituído dos componentes 2, 3, 4 e 5 e as argolas 6, é pré-montado, e o RFC é conectado à ex-tremidade do tubo rígido 1 em 12 por soldagem. Essa conexão é feita no navio fundeado de forma rígida, após a seção de tubo rígido ter sido em grande parte disposta no fundo do mar, antes da disposição do comprimento final do tubo rígido no fundo do mar, usando uma linha de guincho de abandono e recuperação (A & R) de um guincho A & R 28.

[039] Um revestimento isolante térmico 8 cobre a parte externa da maior parte do comprimento de tubo curto 2 e de parte da peça forjada 3. A seção de tubo rígido 1 tem um revestimento isolante ex- terno similar. Uma vez que a solda 12 tenha sido constituída para unir a seção de tubo rígido 1 e o RFC 1b, a área de tubo nu na seção de tubo rígido e no RFC, na junta, é equipada com um isolamento similar (conhecido na indústria como um "sistema de revestimento de junta de campo" - não mostrado), para manter as propriedades de transferência térmica ao longo do comprimento do oleoduto.

[040] Com referência então à Figura 4, mostra-se um navio fun deado de forma flexível, denotado genericamente pelo número de refe-rência 300, que tem um convés inferior 23 usado para acomodar vários carreteis 200 para armazenamento de tubo flexível. O tubo flexível é orientado de um carretel selecionado no deque inferior para os tensores 21 no deque superior 24. Os tensores são usados para suportar o peso do tubo, na medida em que é disposto no mar pela popa do navio, por meio de uma roldana fora de bordo 25, que é livre para girar.

[041] O cabo do guincho de abandono e recuperação (A & R) 28 é passado por meio de uma roldana 27, suspensa de quadro em A 26 na popa do navio. O guincho de abandono e recuperação é usado para abaixar as seções de tubo no fundo do mar e recuperar as seções de extremidade de tubo do fundo do mar. O quadro em A é montado articuladamente no navio e pode ser "lançado"pela popa do navio por uso de êmbolos hidráulicos 108.

[042] O deque inferior também acomoda um guincho rebocador 29, para ajudar no manuseio de artigos no deque inferior. O navio é equipado com vários guindastes auxiliares 22, para o manuseio da maior parte dos artigos, e um guindaste principal 129, para manuseio e disposição de grandes artigos.

[043] A Figura 5 mostra uma extremidade da seção de tubo rígi do 1, com seu RFC 1b, no fundo do mar 400, como pré-instalada pelo navio fundeado de forma rígida. Uma unidade de lançamento e recep- ção enroscada (PLR) 30 é aferrolhada no flange do RFC 11. Em vez do PLR 30, um receptor enroscado (PR) opcional, para enroscamento em uma via, pode ser aferrolhado em um flange de RFC 11. A PLR (ou PR) é usada durante a incorporação da seção de tubo rígido, após ter sido disposta, antes da chegada do navio fundeado de forma flexível.

[044] Um mergulhador ou ROV é usado para prender o cordame ou cabo de guincho A & R 31 do navio fundeado de forma flexível a uma funda 31, que foi instalada com a seção de tubo rígido e o seu RFC 1a, 1b. A funda pode ser equipada com uma boia 33, para reter a funda fora do fundo do mar 400, auxiliando a fixação do cordame do guincho A & R.

[045] A Figura 6 ilustra a extremidade de tubo rígido pré-disposta, com o RFC 1b e a PLR 30, sendo recuperado pelo navio fundeado de forma flexível 300 por recebimento no guincho A & R 28. O cordame de guincho A & R 32 é passado do guincho 28 pela roldana 27 no quadro em A 28 e abaixo na PLR 30. O guincho A & R estira a extremidade de tubo rígido, até que o RFC 1b atinja um grampo retraído 200, proporcionado no navio fundeado de forma flexível.

[046] As Figuras 7 e 7a mostram o grampo retraído, denotado pelo número de referência 200, no navio fundeado de forma rígida, usado para suportar o RFC 1b.

[047] O grampo retraído 200 é retido firmemente contra a roldana fora de bordo 25 do navio fundeado de forma flexível 300. Isso é obtido por fixação de argolas para fixação dos furos 14 e 15 no grampo retraído e uso de uma disposição de cordame e um guincho. Quando o cordame é puxado firmemente pelo guincho rebocador 29, as faces posteriores de um grampo 17 são moldadas para ajustarem-se contra uma ranhura curva na roldana fora de bordo 25, com uma parte reta 16 do grampo retraído ajustando-se diretamente na ranhura de roldana, para garantir que o grampo fique alinhado na roldana fora de bordo 25.

[048] O grampo retraído 200 é usado para suportar o RFC 1b por permitir que o rebordo retentor 9 fique apoiado contra os suportes de tubo 18 no grampo retraído. Uma vez que o RFC 1b tenha sido inserido no grampo retraído, uma placa removível 19 é aferrolhada em posição, para reter o RFC 1b no lugar.

[049] A Figura 8 mostra a extremidade de tubo rígido e o RFC 1b recuperados para o navio fundeado de forma flexível 300 e apoiando- se dentro do grampo retraído 200, instalado na roldana fora de bordo 25. A PLR 30 (ou PR) é então removida da extremidade de tubo por desaferrolhamento dela do flange 11 do RFC 1b, deixando o RFC 1b suportado no grampo retraído 25 (Figuras 2 e 9).

[050] A Figura 9 mostra a disposição de cordame, usada par a reter o grampo retraído 200 no lugar na roldana 25. Um cabo de com-primento fixo 38 é preso em uma extremidade no deque superior 24 por meio de uma argola 37. A extremidade oposta desse cabo 38 é presa no furo de argola superior 14 no grampo retraído 200. Um outro cabo 40 é passado do guincho rebocador 29 para o furo de argola inferior 15 no grampo retraído. O grampo retraído 200 é retido firmemente contra a roldana fora de bordo 25, por recebimento no guincho rebocador 29.

[051] Para que se tenha acesso ao RFC 1b, uma plataforma ope racionaltemporária é construída por uso de andaime 39, erguido quando o navio fundeado de forma flexível estiver sendo ajustado.

[052] Mostra-se também na Figura 9 o tubo flexível 34, que foi avançado pelos tensores 21, e que é equipado com um reforçador de encurvamento 35 e uma terminação de extremidade flangeada 36, si-milar àquela na peça forjada 5 do RFC 1b. Os tubos flexíveis têm um raio de curvatura mínimo, e vão ser danificados ser o raio tiver que ser reduzido abaixo desse valor. O reforçador de encurvamento 35 impede que a parte de tubo flexível, que é ajustada para ser encurvada ainda mais do que a sua curvatura permissível.

[053] Após a extremidade de tubo rígido ter sido recuperada para o navio fundeado de forma flexível 300, com o RFC 1b apoiando-se dentro do grampo retraído 200, o cabo do guincho A & R 32 é deixado ficar frouxo. Isso facilita a remoção da PLR 30 do RFC. A PLR 30 é suportada adequadamente durante a desconexão, e depois levantada por uso de um guindaste auxiliar 22 ou de um guindaste principal 129.

[054] Com referência à Figura 10, o comprimento de tubo flexível 34 é avançado pelos tensores 21, para permitir que a conexão aferro-lhada seja constituída entre a terminação de extremidade flangeada 36 no tubo flexível 34 e na peça forjada 5 do RFC 1b, na extremidade do tubo de aço rígido 1. O ângulo no qual o tubo flexível 34 encontra o tubo rígido é controlado por elevação e abaixamento de uma caixa de rolo 41, que é suspensa do guindaste principal 129. Não é mostrado na Figura 10 um bloco de corrente ou um meio similar, usado para puxar conjuntamente as duas extremidades de tubo, antes de fixação por aferrolhamento. O reforçador de encurvamento 35 serve para impedir dano ao tubo flexível 34, na medida em que sua terminação de extremidade 36 está sendo manipulada para alinhamento com o RFC 1b, na extremidade do tubo rígido 1, bem como durante a disposição do RFC 1b com a terminação de extremidade conectada 36, essa disposição sendo descrita abaixo com referência à Figura 13.

[055] O guincho A & R 32 é conectado às argolas 6 no RFC 1b, pronto para redisposição da extremidade de tubo rígido elevada no fundo do mar e a disposição do tubo flexível do navio fundeado de forma flexível 300.

[056] O andaime temporário 39 precisa ser desmontado e a placa removível de grampo 19 removida, antes da operação para desalojar o RFC 100 do grampo retraído 200 poder ser iniciada, em preparação para redisposição dos tubos rígidos e flexíveis unidos.

[057] O conjunto de tubos, consistindo do tubo rígido 1, tubo fle xível 34 e RFC 1b, é então içado livre do grampo retraído 200, por re-cebimento no guincho A & R 32 e ajuste do ângulo do quadro em A 26, como mostrado na Figura 11. O tubo flexível é suportado pelo guindaste principal 129 e a caixa de rolo 41, mas a operação e a quantidade de tubos flexíveis 34 recebida são alterados por avanço ou retorno do tubo flexível pelos tensores 21.

[058] Uma vez que o conjunto de tubos é levantado livre do grampo retraído 200, o grampo retraído é desmontado por recebimento dele no guincho rebocador 27 e depois por suporte dele com um guindaste auxiliar 22, antes da remoção das argolas e depois levantando-o livre com o guindaste auxiliar.

[059] A Figura 12 mostra o estágio seguinte da disposição, pelo qual o guincho A & R 32 é recebido para abaixar o conjunto de tubos, permitindo que o tubo flexível 34 passe pela roldana fora de borda gi-rando livremente 25.

[060] Uma vez que o tubo flexível não é suficientemente resisten te mecanicamente para suportar o peso do tubo rígido 1, no ângulo de disposição e no radio de roda de disposição necessários, o tubo rígido é suportado sempre, na medida em que se desloca pela água do mar abaixo no sentido do fundo do mar, pelo guincho A & R 32 preso no RFC 1b. O raio de curvatura do tubo flexível aproximando-se da roldana fora de bordo 25 é mantido, na medida em que o conjunto de tubos é abaixado, por abaixamento gradual da altura da caixa de rolo 41 por recebimento no guindaste principal 129, até que a caixa de rolo não seja mais necessária para suportar o tubo flexível.

[061] A Figura 13 mostra a disposição do RFC 1b com a termina ção de extremidade monta da 36, em uma profundidade intermediária na água, o tubo rígido 1 suportado pelo guincho A & R 32, e o tubo fle- xível disposto do carretel de armazenamento pela roldana fora de bordo 25 por avanço dos tensores 21. A inclinação do quadro A 26 é ajustada para impedir que o guincho A & R 32 entre em choque com o tuboflexível 34, na medida em que passa pela roldana fora de bordo 25.

[062] A Figura 14 é uma vista detalhada do RFC 1b em uma pro fundidadeintermediária na água, como mostrado na Figura 13. Deve- se notar que o cabo A & R 32 é preso no RFC 1b por meio de um garfo 42, que compartilha a carga entre as duas argolas 6.

[063] A Figura 15 mostra o estágio final da disposição de RFC, na qual o RFC 1b aterrou no fundo do mar 400 e o navio fundeado de forma flexível 300 começou a dispor o tubo flexível longe do RFC 1b ao longo do fundo do mar. Nesse estágio, o garfo 42 é desconectado do RFC 1b pelo mergulhador ou ROV, permitindo que o cabo A & R 32 seja recuperado para o navio 300 por recebimento dele no guincho A & R 28.

[064] A Figura 16 é uma vista detalhada da Figura 15, mostrando o RFC 1b aterrado no fundo do mar 400, antes da desconexão do cabo A & R.

[065] Após o cabo A & R 42 ter sido desconectado do RFC 1b, o navio fundeado de forma flexível 300 continua em modo de disposição de forma flexível regular, dispondo o restante do tubo flexível 34 como normal (Figura 17).

[066] Quando o tubo flexível não vai ser usado como um tubo as cendenteflexível, para conexão a uma FPSO, o navio fundeado de forma flexível vai parar de ficar fundeado em forma flexível, quando o comprimento pré-selecionado de tubo flexível, pré-enrolado no carretel de armazenamento para o serviço particular por fazer tiver sido estirado. A terminação de extremidade de tubo, na extremidade do tubo flexível, é então propiciada à FPSO para conexão final.

[067] Alternativamente, o tubo flexível pode ser preciso ligar o tubo rígido, no fundo do mar, a uma instalação de armazenamento ou produção em terra remota, ou assemelhados, por exemplo, na qual a seção de tubo rígido é localizada em água relativamente profunda, e a topografia de fundo do mar em água mais rasa requer o uso de tuboflexível. Nessas circunstâncias, o navio fundeado de forma flexível vai continuar a disposição do tubo flexível, como mostrado na Figura 17, pela distância necessária no fundo do mar.

[068] A descrição apresentada acima se refere à disposição da seção de tubo ou de tubo ascendente flexível, que é conectado subse-quentementeà instalação FPSO. Essencialmente, o mesmo método é usado para disposição da ponte flexível, com as diferenças apresentadas a seguir. Uma vez que o comprimento da ponte de tubo flexível pré-selecionado tenha sido disposto, com uma extremidade no fundo do mar e a outra extremidade ainda no navio fundeado de forma flexível associado, a linha de guincho A & R é presa no conector de extremidade na ponte, e a linha de guincho é enrolada para abaixar o restante da ponte flexível e da extremidade da seção de tubo flexível em toda a rota para o fundo do mar. Um ROV ou mergulhador pode então prender o conector na outra extremidade da ponte flexível à deriva- ção/árvore de Natal na fonte.

[069] A fixação e a disposição da ponte flexível, conectada a uma extremidade da seção de tubo rígido, e a fixação e a disposição da seção de tubo flexível, presa na outra extremidade da seção de tubo rígido, podem ser conduzidas em qualquer ordem. É possível, mas não preferido, conduzir ambas as operações simultaneamente, uma vez que isso requereria o uso de dois navios fundeados de forma flexível, ao mesmo tempo.

[070] Embora o navio fundeado de forma rígida, usado no méto do de disposição descrito com referência aos desenhos, seja um navio fundeado em carretel, em circunstâncias adequadas, um navio funde- ado em J ou fundeado em S, do tipo referido acima, pode ser usado no lugar.

EXEMPLO:

[071] Foi feita uma comparação dos custos relativos, tempo de manufatura, custos de inspeção relativos à manufatura e um estado no mar máximo, para instalação de um oleoduto híbrido tendo uma seção de tubo rígido principal no fundo do mar, uma conexão de ponte flexível da derivação/árvore de Natal na fonte, em uma extremidade da seção de tubo rígido, e uma seção de tubo flexível conectando a outra extremidade da seção de tubo rígido a uma FPSO flutuante na superfície do mar, os parâmetros indicados de custo e tempo sendo estimados quando do uso de conectores PLET, como é conhecido na técnica, e efetivo quando do uso de conectores RFC, de acordo com as propostas descritas acima, com os seguintes resultados:

[072] Da tabela apresentada acima, pode-se notar imediatamente que a opção de RPC propicia vantagens consideráveis do custo de manufatura em relação à opção PLET (US$1,3 M versus US$4,8 M), uma redução muito significativa no tempo de manufatura, a despeito de ter-se que recuperar cada extremidade da seção de tubo rígido su-cessivamente na superfície, para prender a ponte flexível e a seção de tubo flexível como pode ser o caso, e depois redispor ambas no fundo do mar (2,5 anos reduzidos a 8 meses), e custos de inspeção muito mais baixos durante manufatura (US$200 k em comparação com US$3 M), com a penalidade marginal de que a rugosidade no mar máxima (altura de onda), que pode ser tolerada para instalação, em vista de considerações de segurança, é de ondas de 2,0 metros, em comparação com ondas de 2,5 metros. A economia é de fato muito significativa em termos de considerações de custo e tempo, quando da condução da instalação de um oleoduto híbrido, enquanto que a penalidade é marginal e não vai se aplicar sob a maior parte das situações operacionais.

Claims (11)

1. Método para dispor um oleoduto híbrido, compreendendo uma seção de tubo rígido (1), que é disposta no fundo do mar (400), e uma ponte flexível (34, 105), que é conectada à seção de tubo rígido (1), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (i) abaixar uma seção de tubo rígido (1) no fundo do mar (400); (ii) elevar uma extremidade da seção de tubo rígido (1) no fundo do mar (400) à superfície do mar (107), enquanto deixa uma parte da seção de tubo rígido (1) no fundo do mar (400); (iii) conectar uma extremidade de uma ponte flexível (34, 105) à extremidade elevada da seção de tubo rígido (1); e (iv) abaixar a uma extremidade da ponte flexível (34, 105) para o fundo do mar (400), com a extremidade elevada da seção de tubo rígido (1) presa, para retornar esta ao fundo do mar (400) e para dispor a ponte flexível (34, 105) no fundo do mar (400), em que a ou cada conexão (1a, 1b) entre a ou cada extre-midade elevada da seção de tubo rígido (1) e a respectiva ponte flexível (34, 105) recebe suporte auxiliar de um guincho de suporte auxiliar (28) e uma linha de guincho em um navio fundeado de forma flexível (300) usada para a implantação da ponte flexível (34, 105), quando a uma extremidade da ou de cada ponte flexível (34, 105) é abaixada para o fundo do mar (400) com a respectiva extremidade elevada do seção de tubo rígido (1) fixada, para retornar a última ao fundo do mar (400); em que a etapa (i) é realizada por um navio fundeado de forma rígida, e em que as etapas (ii), (iii) e (iv) são realizadas pelo navio fundeado de forma flexível (300).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a outra extremidade da ponte flexível (105) é conec- tada a uma derivação ou árvore de Natal (106) na cabeça de poço de um poço submarino, após a ponte flexível (105) ter sido disposta no fundo do mar (400).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte-rizado pelo fato de que a seção de tubo rígido (1) é soldada ao corpo principal (2) de um conector de tubo (1a, 1b) que compreende um flange de extremidade (11) para conexão a uma ponte flexível (34, 105), e em que o método compreende fazer uma conexão entre a seção de tubo rígido (1) e uma ponte flexível (34, 105) através do conector de tubo (1a, 1b).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o conector de tubo (1a) é localizado no fundo do mar (400) nas etapas (i) e (iv) sem um ou mais dentre um tapete de lama e um guarda âncora.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracte-rizado pelo fato de que a conexão soldada é feita na superfície do mar (107) durante a etapa (i), quando a maior parte da seção de tubo rígido (1) tiver sido abaixada ao fundo do mar (400), antes do abaixamento da seção de extremidade remanescente da seção de tubo rígido (1) ao fundo do mar (400).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as etapas (ii) a (iv) são repetidas para conectar uma segunda ponte flexível (105) a uma segunda extremidade da seção de tubo rígido (1).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o método compreende fornecer a seção de tubo rígido (1) com uma unidade de pigging (30) antes de abaixar para o fundo do mar (400) na etapa (i); e, ao conectar a ponte flexível (34, 105) à seção de tubo rígido (1) na etapa (iii), remover a unidade de pigging (30).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um grampo retraído (200) é proporcionado no navio fundeado de forma flexível (300) para suportar a extremidade elevada da seção de tubo rígido (1) para conexão à ponte flexível (34, 105).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o grampo retraído (200) é fixado a uma roldana fora de bordo (25) do navio fundeado de forma flexível (300), e a roldana fora de bordo (25) é impedida de girar livremente durante a conexão da ponte flexível (34, 105) com a seção de tubo rígido (1) na etapa (iii).

10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracte-rizado pelo fato de que para a etapa (iii), a ponte flexível (34, 105) é apoiada por uma caixa de rolos (41) para controlar o ângulo de conexão da ponte flexível (34, 105) com a seção de tubo rígido (1).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que para a etapa (iv), uma altura da caixa de rolos (41) é ajustada para permitir apoiar a ponte flexível (34, 105) a um ângulo de disposição escolhido.

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