BR112013007444B1 - Sistema de coluna de ascensão independente e método para produzir fluido a partir de fonte submarina - Google Patents

Abstract

sistemas e equipamentos de coluna de ascenção independente e de inibição de hidrato e métodos para produzir fluido a partir de fonte submarina, para instalar sistema com base em coluna de ascensão independente marinha submarina e para inibir a formação de hidratos no mesmo. um sistema de coluna de ascensão independente conecta uma fonte submarina a uma estrutura de superfície. o sistema inclui uma coluna de ascensão independente, concêntrica compreendendo colunas de ascenção internas e externas que definem um anel entre as mesmas. a extremidade inferior da coluna de ascenção é fluidicamente acoplada à fonte submarina através de um conjunto de coluna de ascensão inferior (lra) e um ou mais canais flexíveis submarinos. uma extremidade superior da coluna de ascensão está conectada a um conjunto de flutuabilidade e à estrutura da superfície por meio de um conjunto de coluna de ascensão superior (ura) e um ou mais canaiss flexíveis superiores, sendo a coluna de ascensão também conectada mecanicamente a um conjunto de flutuabilidade que aplica tensão superior para a coluna de ascensão. a coluna de ascensão pode ser isolada para a garantia de fluxo, quer por um fluido de garantia de fluxo no anel, isolamento do lado de fora da coluna de ascensão externa, ou ambos. o sistema pode incluir um sistema de inibição de hidrato e/ou um sistema dispersante submarino. a estrutura de superfície pode ser dinamicamente posicionada.

Description

“SISTEMA DE COLUNA DE ASCENSÃO INDEPENDENTE

E MÉTODO PARA PRODUZIR FLUIDO

A PARTIR DE FONTE SUBMARINA”

RELATÓRIO DESCRITIVO

FUNDAMENTOS

Campo Técnico [001] A presente descrição refere-se, em geral, a sistemas e métodos úteis para a exploração de hidrocarbonetos marinhos, produção, perfuração de poços, conclusão de poços, intervenção de poços e campos de contenção e de descarte.

Antecedentes da Técnica [002] Os sistemas de coluna de ascensão independentes (FRS) têm sido usados durante as operações de produção e de conclusão. Para uma revisão, Ver, por favor, Hatton et al., “Recent Developments in Free Standing Riser Technology”, 3^rd. Workshop on Subsea Pipelines, de 3 a 4 de dezembro de 2002, Rio de Janeiro, Brasil. Ver também a Patente US 7.434.624. Para outros exemplos de sistemas FSR, ver os Pedidos de Patente Publicados US. N^os. 20070044972 e 2008022358, que divulgam sistemas FSR e métodos de instalação do mesmo. Outras patentes mencionando recursos adicionais de sistemas de colunas de ascensão são as Patentes US 4.234.047, 4.646.840, 4.762.180,

6.082.391 e 6.321.844.

[003] “Gas-lift na base da coluna de ascensão” é uma técnica para melhorar o fluxo de produção, especialmente o fluxo de óleo pesado, em sistemas de FSR. Szucs et al., “Heavy Oil Gas Lift Using the COR”, SPE 97749 (2005) revela uma aplicação de gas-lift à base de coluna de

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2/91 ascensão usando uma coluna de ascensão de deslocamento concêntrico (COR).

[004] American Petroleum Institute (API) Recommended Practice

2RD, (API-RP-2RD, First Edition June 1998), “Design of Risers for

Floating Production Systems (FPSs) and Tension-Leg Platforms (TLPsf é um padrão na indústria de produção de óleo e gás submarinos. O nitrogênio é observado como um meio possível para o isolamento das colunas de ascensão tubo-em-tubo em Bai et al., Subsea Engineering Handbook, página 437, (publicado em Dezembro de 2010), mas somente na abertura ou espaço anular entre a superfície externa do coluna de ascensão externo e material de isolamento.

[005] Webb et al., “Dual Activities Without the Second Derrick - A

Success Story”, SPE 112869 (2008) menciona a desidratação do espaço anular do coluna de ascensão usando nitrogênio, e revela uma plataforma de Spar com uma equipamento de fornecimento de nitrogênio da superfície e uma linha de nitrogênio permanente para a desidratação do espaço anular usando nitrogênio. O pedido de patente não provisório US do cessionário número de série 12/082.742, depositado em 14 abril de 2008 (Ballard et al.) descreve o uso de nitrogênio para remediar plugues de hidratos em sistemas de produção de hidrocarbonetos.

[006] No contexto de contenção e descarte, colunas de ascensão submarinas (independentes ou não), não foram conhecidas como sendo adequadas para tal utilização. Em particular, até recentemente, a indústria não teve que intervir com relação a vazamentos submarinos em qualquer profundidade significativa, como profundidades até 5.000 pés/1.500 metros ou mais. Em particular, os esforços de contenção anteriores não abordaram propriedades do fluido produzido pela combinação de hidrocarbonetos com água do mar a pressões e temperaturas de oceano profundo, que contribuem para a formação de hidratos de gás.

[007] Embora tenha aumentado o uso de sistemas de coluna de

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3/91 ascensão independentes e métodos de instalação, continua a haver uma necessidade por modelos mais robustos, particularmente quando a garantia de fluxo é uma preocupação como durante um período de retenção e de descarte, e para os projetos que podem lidar com grandes quantidades de gás de formação de hidratos potencialmente, tanto durante a operação normal de produção quanto durante os períodos de contenção. Os sistemas e métodos da presente divulgação são direcionados a estas necessidades.

SUMÁRIO [008] De acordo com a presente divulgação, sistemas de colunas de ascensão independentes concêntricos submarinos e métodos de utilização dos mesmos estão descritos o que pode reduzir ou eliminar muitos dos defeitos dos sistemas e métodos anteriormente conhecidos. [009] Um primeiro aspecto da presente divulgação é um sistema de coluna de ascensão independente que liga uma fonte submarina a uma estrutura de superfície, o sistema compreendendo:

uma coluna de ascensão independente concêntrica compreendendo colunas de ascensão internas e externas que definem um espaço anular entre elas, uma extremidade inferior da coluna de ascensão acoplada de modo fluido à fonte submarina através de um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) e um ou mais canais flexíveis submarinos e uma extremidade superior da coluna de ascensão mecanicamente conectada a um conjunto de flutuabilidade submarino e conectada de modo fluido à estrutura de superfície através de um conjunto de coluna de ascensão superior (URA) e um ou mais canais flexíveis superiores;

o LRA compreendendo um primeiro membro geralmente cilíndrico tendo um furo longitudinal, uma extremidade inferior, uma extremidade superior, e uma superfície cilíndrica geralmente externa, o

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4/91 primeiro membro geralmente cilíndrico compreendendo portas de entrada suficientes que se estendem a partir da superfície externa para o furo para acomodar o fluxo de hidrocarbonetos a partir da fonte fluida de hidrocarboneto assim como o influxo de um fluido funcional (fluido de garantia de fluxo ou outro líquido, por exemplo, um inibidor de corrosão ou escala, fluido de parada e similares), pelo menos uma das portas de entrada conectadas de modo fluido a um conjunto de válvula de asa de produção de LBA, a extremidade superior do primeiro membro geralmente cilíndrico compreendendo um perfil adequado para se conectar de modo fluido à coluna de ascensão independente, a extremidade inferior do primeiro membro geralmente cilíndrico compreendendo um conector adequado para conectar a um ancoradouro de leito submarino; e o URA compreendendo um segundo membro geralmente cilíndrico tendo um furo longitudinal, uma extremidade inferior, uma extremidade superior, e uma superfície cilíndrica geralmente externa, o segundo membro geralmente cilíndrico compreendendo portas de corte suficientes que se estendem a partir do furo para a superfície externa para acomodar o fluxo de hidrocarbonetos a partir da coluna de ascensão, e pelo menos uma porta que permite o fluxo de um fluido funcional para dentro do espaço anular, pelo menos uma das portas de corte conectada de modo fluido a um conjunto de válvula de asa de produção de URA para conectar de modo fluido o segundo membro geralmente cilíndrico com o canal flexível superior, a extremidade superior do segundo membro geralmente cilíndrico compreendendo um conector adequado para conectar ao conjunto de flutuabilidade submarino, e a extremidade inferior do segundo membro geralmente cilíndrico compreendendo um perfil adequado para se conectar de modo fluido à coluna de ascensão independente.

[0010] Em determinadas modalidades a coluna de ascensão pode

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5/91 ser mantida em uma posição quase vertival (ou substancialmente vertical) pela tensão aplicada pelo conjunto de flutuabilidade.

[0011] Em determinadas modalidades, o membro geralmente cilíndrico do LRA compreende um invólucro de cabeça de poço submarino tendo uma extremidade inferior e uma extremidade superior, a extremidade inferior conectada de modo fluido a uma articulação de transição, a articulação de transição tampada em sua extremidade inferior com um primeiro forjamento de extremidade de ponto de fixação servindo como um ponto âncora para a coluna de ascensão independente, a articulação de transição compreendendo uma ou mais portas de entrada, pelo menos uma das portas de entrada conectada de modo fluido ao conjunto de válvula de asa de produção de LRA e a um conector de braçadeira internainterna, o conector de braçadeira interna conectado de modo fluido à coluna de ascensão interna, a extremidade superior do invólucro de cabeça de poço submarino conectada de modo fluido a um conector de braçadeira externo de LRA conectando de modo fluido o invólucro de cabeça de poço submarino a uma articulação de tensão da coluna de ascensão, a articulação de tensão da coluna de ascensão por sua vez conectada de modo fluido à coluna de ascensão externa.

[0012] Em determinadas modalidades o URA compreende um carretel adaptador de perfuração conectado de modo fluido em uma primeira extremidade à coluna de ascensão independente e uma segunda extremidade conectada de modo fluido a uma cabeça de tubulação compreendendo uma ou mais portas de corte, a cabeça de tubulação conectada em uma extremidade inferior a uma cabeça do revestimento, e a cabeça do revestimento conectada a um adaptador de flange de engate tampado em seu topo com um segundo forjamento da extremidade do ponto de conexão servindo como um ponto de fixação da coluna de ascensão independente ao conjunto de flutuabilidade submarino, o conjunto de válvula de asa de produção de URA conectado de modo fluido a uma das portas de corte e à estrutura de superfície

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6/91 através de um dos canais flexíveis superiores.

[0013] Como usada aqui, a frase “fonte submarina” inclui, mas, sem limitação: 1) fontes de produção como cabeças de poço submarinas, BOPs submarinos, outras colunas de elevação submarinas, piano de válvulas submarino, dutos e tubulações submarinas, instalações de armazena-mento submarinas e similares, quer na produção, transporte e/ou no armazenamento de gases, líquidos ou combinação dos mesmos, incluin-do materiais orgânicos e inorgânicos; e 2) fontes de contenção submarinas de todos os tipos, incluindo BOPs submarinos de vazamento ou danificados, colunas de ascensão, pianos de válvula, tanques e similares. Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que a fonte de contenção é um preventor de explosão submarino falhado.

[0014] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o

LRA compre-ende ainda um conjunto de cubo conectando de modo fluido ao conjun-to de válvula de asa de produção de LRA com um dos canais flexíveis submarinos.

[0015] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que a articulação de transição no LRA compreende ainda uma ou mais hot stab portas hot stab portas hot stab para intervenção/manutenção em veículo submari-no, sendo que o veículo submarino pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em um ROV, um AUV e similares.

[0016] Ainda outras modalidades do sistema incluem aquelas em que a articu-lação de transição de LRA compreende ainda uma ou mais portas que permitem o monitoramento da pressão e/ou temperatura.

[0017] Ainda outras modalidades do sistema incluem aquelas em que a coluna de ascensão independente compreende uma subventilação do espaço anular que permite que o espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas seja aberto para o ambiente para facilitar a circula-ção de um fluido de garantia de fluxo, ou fechado para o ambiente após deslocamento da água do mar a partir daí com um fluido

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7/91 de prevenção de hidrato, por exemplo, uma fase gasosa para conter quer uma almofada de gás de baixa ou alta pressão ou água do mar aquecida ou outra água, ou metanol, ou outro fluido orgânico, ou a combinação destes. Em determinadas modalidades o espaço anular pode ser preenchido com uma atmosfera de gás consistindo essencialmente em nitrogênio em que a expressão “consistindo essencialmente em nitrogênio” significa que a atmosfera de gás é em grande parte N2 e quaisquer impurezas permitidas que não afetariam a capacidade do N2 de impedir a formação de hidrato.

[0018] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que a subventilação do espaço anular compreende uma ou mais válvulas controláveis por um ROV.

[0019] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que uma ou mais das linhas de fluxo submarinas são canais flexíveis.

[0020] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que pelo menos algumas porções das colunas de ascensão internas e externas compreendem seções de tubulação unidas por juntas rosqueadas. Em determinadas modalidades, uma ou ambas as colunas de ascensão internas e externas são construídas usando tubulares de aço de alta resistência usando conectores acoplados rosqueados.

[0021] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que o conjunto de válvula de asa de produção de URA compreende pelo menos uma válvula de parada de emergência (ESD) selecionada a partir do grupo consistindo em uma ESD operada hidraulicamente, uma ESD operada eletricamente, e uma ESD operada hidraulicamente e uma ESD operada eletricamente onde ambas as ESDs são controladas usando um umbili-cal conectado a um navio de coleta na superfície.

[0022] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que o conjunto de válvula de asa de produção de URA compreende a primeira e segunda válvulas de controle de fluxo para controlar o fluxo na coluna de ascensão interna e no espaço anular. Por exemplo, o fluxo de um líquido de garantia de fluxo ou outro funcional deve ser circulado

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8/91 no espaço anular.

[0023] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que os canais infe-riores submarinos flexíveis compreendem cada um uma ligação em ponte de onda lenta flexível com módulos de flutuabilidade distribuídos ligados ao conal submarino flexível, de forma aleatória, ou não aleatória, a partir dà base da coluna de ascensão independente a um piano de válvulas submarino no assoalho do mar, o piano de válvulas fluidamente conectado à fonte ou fontes submarinas.

[0024] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o conector de braçadeira interna compreende uma vedação de nariz, em algumas modalidades uma vedação de nariz Inconel, que veda dentro de um perfil da cabeça de poço submarino da cabeça de poço submarino, o conector também se engate com garras, tanto para a cabeça de poço submarino e à junta de tensão, a fim de criar uma ligação estrutural entre a conexão estrutural pré-carregada entre o invólucro da cabeça de poço submarino e os conectores de braçadeira interna e externa. Certas modalidades também compreendem um trinco do conector externo adicional, que bloqueia o conector de braçadeira interna para a cabeça de poço submarino. A vedação do nariz fornece integridade de pressão entre o caminho de fluxo interno na coluna de ascensão interna e o espaço anular entre as colunas de ascensão interior e exterior.

[0025] Certas modalidades do sistema incluem as que compreendem uma fundação de pilha de sucção no fundo do mar, a fundação de pilha de sucção compreende um êmbolo e uma amarra de corrente que liga o êmbolo ao LRA.

[0026] Determinadas modalidades do sistema incluem as que compreendem o isolamento úmido externo na coluna de ascensão externa para garantia de fluxo. Em certas modalidades o isolamento úmido compreende um material de espuma sintática. Em certas modalidades o material de espuma sintática compreende uma pluralidade de camadas de polipro-pileno sintáticas.

[0027] Certas modalidades do sistema incluem aquelas que

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9/91 compreendem um fluido de garantia de fluxo no espaço anular entre a coluna de ascensão interna e externa, o fluido de garantia de fluxo selecionado a partir do grupo que consiste em nitrogênio ou outra fase gasosa, água do mar aquecida ou outra água ou produtos químicos orgânicos, tais como metanol.

[0028] Certas modalidades do sistema incluem as que compreendem uma atmosfera de gás (em algumas modalidades, nitrogênio de baixa pressão) no espaço anular entre a coluna de ascensão interna e externa para garantia de fluxo.

[0029] Certas modalidades do sistema incluem aquelas que compreendem ainda o isolamento úmido externo em alguma ou em toda a superfície externa da coluna de ascensão externa, e um fluido de garantia de fluxo (tal como uma atmosfera de gás - em algumas modalidades nitrogênio) no espaço anular entre a coluna de ascensão interna e externa para garantia de fluxo.

[0030] Certas modalidades do sistema incluem as que compreendem um gancho ajustável da coluna de ascensão interna fluidamente conectan-do uma extremidade superior da coluna de ascensão interna ao conjunto da coluna de ascensão superior.

[0031] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o conjunto flutuabilidade compreende um ou mais caixas de ar. Em determinadas modalidades do sistema uma ou mais das caixas de ar compreendem um sistema de caixa de ar não integral que compreende uma caixa de ar primária e uma ou mais caixas de ar auxiliares para proporcionar redundância da câmara falhada.

[0032] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o conjunto de válvula da asa de produção de URA compreende ambas as válvulas de parada de emergência hidraulicamente operadas e operadas por ROV.

[0033] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o conjunto de válvula da asa de produção de URA compreende uma ou mais hot stab portas hot stab de ROV permitindo que um fluido

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10/91 funcional, tal como um fluido de garantia de fluxo, flua, ou seja, injetado em qualquer um ou tanto na coluna de ascensão quanto no espaço anular interno. Exemplos de fluidos de garantia de fluxo adequados incluem nitrogênio ou outra fase gasosa, água do mar aquecida ou outra água, ou produtos químicos orgânicos, tais como metanol.

[0034] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que um ou mais canais flexíveis superiores compreendem uma ou mais pontes flexíveis de superfície que compreendem um acoplamento de desconexão rápida (“QDC”) permitindo que sejam desconectados rapidamente da superfície da estrutura, quer em caso de emergência ou durante um evento planejado (isto é, evacuação por acionamento/deriva ou por conta de furacão).

[0035] No entanto, outras modalidades do sistema incluem aquelas em que a coluna de ascensão externa compreende um ou mais grampos para imobilizar o(s) canal(is) superior flexível adjacente à coluna de ascensão externa.

[0036] Ainda outras modalidades do sistema incluem aquelas em que o siste-ma compreende duas ou mais colunas de ascensão independentes concêntricas iguais ou diferentes posicionadas lateralmente para além do mar, cada uma separadamente, fixa a sua própria (ou para a mesma) estrutura de superfície (tal como uma produção flutuante baseada em navio e instalação de armazenagem) e à mesma fonte ou fontes subma-rinas ou diferentes.

[0037] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que o sistema compreende um sistema de inibição de hidrato fluidamente conectado com a fonte submarina.

[0038] Em outras modalidades do sistema, o membro geralmente cilíndrico do LRA compreende um membro de aço de alta resistência forjado conectado de modo fluido a uma junta de pup da coluna de ascensão de produção através de uma junta de cruzamento inferior e conector rosqueado, e um flange de olhal que permite a conexão do

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11/91 membro de aço de alta resistência forjado a um conjunto de pilhas no fundo do mar.

[0039] Nas modalidades, o LRA compreende ainda suportes de grampo duplo para suportar os respectivos conectores submarinos duplos, o conector se conectando de modo fluido a dois conjuntos de válvula de asa de produção, cada conectado de modo fluido ao membro de aço de alta resistência forjado através dos respectivos cotovelos de bloqueio.

[0040] Nas modalidades, cada conjunto de válvula de asa de produção inclui uma válvula operada por ROV. O LRA pode ainda compreender um conjunto adicional ou subconjunto se conectando de modo fluido ao membro de aço de alta resistência forjado através de um terceiro cotovelo de bloqueio, o conjunto adicional ou subconjunto fornecendo uma conexão de fluido a uma fonte de um fluido funcional, como um fluido de garantia de fluxo ou outro fluido.

[0041] Ainda em outras modalidades, o LRA compreende ainda um conjunto de hot stab para injeção de um fluido funcional, o conjunto de hot stab permitindo uma menor vazão do fluido funcional do que é possível através do conjunto adicional ou subconjunto.

[0042] Ainda em outras modalidades, o membro de aço de alta resistência forjado compreende ainda uma superfície interna, pelo menos uma porção da qual é rosqueada, às roscas de correspondência de acoplamento de modo rosqueado de um anel de braçadeira, o anel de braçadeira incluindo pelo menos um conjunto de roscas internas que correspondem a um conjunto de roscas na coluna de ascensão interna, e incluindo ainda um elemento de vedação que pode ser composto de Inconel ou outro metal resistente à corrosão.

[0043] Em outras modalidades, o LRA compreende ainda uma subventilação do espaço anular para injeção de fluido funcional (ou circulação para fora) compreendendo válvulas operáveis por ROV em linha dupla, a subventilação do espaço anular incluindo um furo que fornece acesso ao espaço anular entre as colunas de ascensão interna e

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12/91 o membro de aço de alta resistência forjado e a junta de cruzamento inferior.

[0044] Em outras modalidades do sistema, o URA compreende ainda componentes que permitem a circulação de um fluido funcional, como água aquecida, através do espaço anular.

[0045] Nas modalidades, componentes que podem permitir a circulação de um fluido funcional através do espaço anular compreendem um conector submarino, um canal e uma ou mais válvulas no canal, o canal conectado de modo fluido ao carretel do gancho.

[0046] Em outras modalidades, o URA compreende um carretel de passagem conectado de modo fluido a um carretel do gancho, o carretel do gancho por sua vez conectável a uma junta de tensão cônica da coluna de ascensão independente.

[0047] Ainda em outras modalidades, o URA compreende ainda uma manilha e amarra de corrente que permite que o URA seja mecanicamente conectado a um dispositivo de flutuabilidade de superfície próxima.

[0048] O URA pode compreender ainda um primeiro cotovelo de bloqueio que inclui um furo interno que interage com e é substancialmente perpendicular a um furo no carretel de passagem, um segundo cotovelo de bloqueio tendo um furo interno que também é substancialmente perpendicular ao furo do carretel de passagem, mas que não corta o furo do carretel de passagem, e um canal de cano curvo conectado de modo fluido ao primeiro cotovelo de bloqueio fornecendo um caminho de fluxo para hidrocarbonetos em combinação com o furo do primeiro cotovelo de bloqueio.

[0049] Em outras modalidades, o URA compreende ainda a primeira e a segunda válvulas de parada de emergência no canal de cano curvo, o canal de cano curvo conectado de modo fluido a um conector submarino por sua vez conectado de modo fluido ao canal flexível submarino superior.

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13/91 [0050] O URA pode ainda compreender uma válvula de purga no canal de cano curvo que permite o fechamento no URA, alívio do teor do canal de cano curvo, e recuperação do submarino superior flexível.

[0051] Em outras modalidades do sistema, o URA compreende ainda um carretel de passagem de furo de produção fluidamente e mecanicamente conectado a um canal substancialmente vertical e a uma tubulação de produção, a tubulação de produção por sua vez conectada de modo fluido a um restritor de dobra através de um flange de API submarino, um conector submarino de alta pressão, outra conexão do flange de API submarino e opcionalmente um conector submarino de acoplamento de desconexão rápida (QDC), o restritor de dobra conectado ao canal flexível submarino superior que se estende em um ciclo catenário para a estrutura de superfície, e sendo que o canal substancialmente vertical se conecta fluidamente em série a um adaptador que por sua vez se conecta de modo fluido a um carretel do gancho de um flange API, uma cabeça do revestimento através de outro flange API, uma junta de haste soldada à cabeça do revestimento, e à coluna de ascensão externa através de uma conexão rosqueada em uma junta de haste, o carretel de passagem incluindo um flange de manilha que permite a conexão ao conjunto de flutuabilidade submarino.

[0052] Em outras modalidades determinadas, o sistema da coluna de ascensão independente compreende ainda um ESA operável por ROV conectado de modo fluido em uma seção do canal.

[0053] Em algumas modalidades, o sistema da coluna de ascensão independente compreende ainda uma cantoneira de suporte que suporta a tubulação de produção em um ângulo σ ao canal, e também suporta uma proteção de curva que fornece uma barreira mecânica entre a tubulação de produção e o canal, onde o ângulo σ varia de 0 a cerca de 180 graus.

[0054] Ainda em outras modalidades, o sistema da coluna de ascensão independente compreende ainda uma conexão ao carretel do gancho para conectar um conector de conector curvo para distribuir a

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14/91 água aquecida ao carretei do gancho a partir de um navio da superfície. [0055] Nas modalidades, o conector de conector curvo compreende, em ordem começando no carretel do gancho, um flange API, uma seção de tubulação, um conector submarino de alta pressão, um conector de API submarino e flange API, e um restritor de dobra. [0056] Em outras modalidades, a coluna de ascensão interna é posicionada dentro do adaptador, o carretel do gancho, e a cabeça do revestimento, criando o espaço anular entre uma superfície interna do carretel do gancho e a coluna de ascensão interna.

[0057] Ainda em outras modalidades, o sistema da coluna de ascensão independente inclui um par de vedações de O-ring que veda a coluna de ascensão interna dentro do adaptador, e um ou mais deslizamentos que faz uma cunha entre uma superfície inclinada interna do carretel do gancho e uma coluna de ascensão interna, fixando firmemente a coluna de ascensão interna no carretel do gancho. [0058] Em outras modalidades do sistema, o LRA compreende ainda um carretel de entrada de aço de alta resistência, forjado conectado de modo fluido a um conjunto do conector de conector curvo, o conjunto do conector de conector curvo conectado de modo fluido ao canal flexível inferior, o carretel de entrada também compreendendo um conector que permite a conexão a uma fonte de um fluido funcional.

[0059] Nas modalidades, o conjunto do conector de conector curvo compreende um flange de API submarino conectado em série a um carretel da tubulação, um conector submarino de alta pressão, outro flange de API submarino, e um restritor de dobra. O carretel de entrada também pode compreender uma superfície interna adaptada para aceitar e fluidamente se conectar a um conector de braçadeira interna aportada na superfície interna do carretel de entrada, o carretel de entrada compreende ainda um mecanismos de travamento que permite que o conector de braçadeira interna se conecte liberavelmente ao carretel de entrada, enquanto uma vedação de O-ring fornece uma vedação a prova de fluido entre um furo do conector de braçadeira

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15/91 interna e o espaço anular.

[0060] Em outras modalidades do sistema, a estrutura de superfície compreende um sistema de posicionamento dinâmico.

[0061] Outras modalidades do sistema incluem um sistema de injeção de dispersante químico automático ou semiautomático submarino (SADI) conectado operacionalmente à fonte submarina.

[0062] Um segundo aspecto da divulgação e um sistema de coluna de ascensão independente conectando a fonte submarina a uma ou mais estruturas de superfície, o sistema compreendendo:

pelo menos duas colunas de ascensão independentes concêntricas lateralmente espaçadas no mar, cada coluna de ascensão concêntrica compreendendo colunas de ascensão internas e externas que definem um espaço anular entre elas, cada coluna de ascensão externa tendo uma superfície externa, a superfície externa de cada coluna de ascensão coberta com uma quantidade de isolamento de um material isolante, cada espaço anular preenchido com uma atmosfera de gás consistindo essencialmente em nitrogênio, e a extremidade inferior de cada coluna de ascensão acoplada à fonte submarina através das respectivas colunas de ascensão inferiores (LRAs), um ou mais canais flexíveis submarinos, e um ou mais pianos de válvula, e uma extremidade superior de cada coluna de ascensão conectada ao seu próprio conjunto de flutuabilidade submarino e conectada de modo fluido a sua própria estrutura de superfície através dos respectivos conjuntos de coluna de ascensão superior (URAs) e um ou mais canais flexíveis superiores, opcionalmente cada coluna de ascensão sendo mantida em uma posição quase vertical pela tensão aplicada pelos respectivos conjuntos de flutuabilidade.

[0063] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que

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16/91 pelo menos uma das LRAs compreende:

um primeiro membro geralmente cilíndrico tendo um furo longitudinal, uma extremidade inferior, uma extremidade superior, e uma superfície cilíndrica geralmente externa, o primeiro membro compreendendo portas de entrada suficientes que se estendem a partir da superfície externa para o furo para acomodar o fluxo de hidrocarbonetos a partir da fonte fluida de hidrocarboneto assim como o influxo de um fluido funcional (fluido de garantia de fluxo ou outro fluido, por exemplo, um inibidor de corrosão ou incrustação, fluido de parada e similares), pelo menos uma das portas de entrada conectadas de modo fluido a um conjunto de válvula de asa de produção, a extremidade superior do primeiro membro compreendendo um perfil adequado para conectando de modo fluido a uma coluna de ascensão submarina, a extremidade inferior do primeiro membro compreendendo um conector adequado para conectar a um ancoradouro de leito submarino.

[0064] Em outras modalidades determinadas, a LRA compreende um invólucro de cabeça de poço submarino tendo uma extremidade inferior e uma extremidade superior, a extremidade inferior conectada de modo fluido a uma articulação de transição, a articulação de transição tampada com um primeiro forjamento de extremidade de ponto de fixação servindo como um ponto âncora para a coluna de ascensão independente, a articulação de transição compreendendo uma ou mais portas de entrada, pelo menos uma das portas de entrada conectadas de modo fluido a um conjunto de válvula de asa de produção de LBA, o conjunto de válvula de asa conectado de modo fluido à fonte submarina ou fontes através de um ou mais canais flexíveis submarinos, e a extremidade superior do invólucro de cabeça de poço submarino conectada de modo fluido a um conector de braçadeira externo de LRA conectando de modo fluido o invólucro de

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17/91 cabeça de poço submarino a uma articulação de tensão da coluna de ascensão, a articulação de tensão da coluna de ascensão por sua vez conectada de modo fluido à coluna de ascensão externa.

[0065] Em certas modalidades do sistema, pelo menos uma dos

URAs compreende:

um carretel adaptador de perfuração conectado de modo fluido em uma primeira extremidade à coluna de ascensão concêntrica e a segunda extremidade conectada de modo fluido à cabeça de tubulação compreendendo uma ou mais portas de corte, a cabeça de tubulação conectada a uma cabeça do revestimento, e a cabeça do revestimento conectada a um adaptador de flange de engate tampada em sua superfície com um segundo forjamento de extremidade de olhal servindo como um ponto de fixação da coluna de ascensão concêntrica ao conjunto de flutuabilidade, o URA compreende ainda um ou mais conjuntos de válvula de asa de produção de URA, os conjuntos de válvula de asa de URA conectados de modo fluido à estrutura de superfície através de um dos canais flexíveis superiores.

[0066] Um terceiro aspecto da divulgação é um sistema de coluna de ascensão independente que conecta uma ou mais fonte submarinas a uma ou mais estruturas de superfície, o referido sistema compreendendo:

pelo menos duas coluna de ascensão independentes concêntricas cada uma compreendendo colunas de ascensão internas e externas que definem um espaço anular entre elas, a extremidade inferior de cada coluna de ascensão acoplada a uma das fontes submarinas através de um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) e um ou mais canais flexíveis submarinos, e uma extremidade superior de cada coluna de ascensão conectada a um conjunto de flutuabilidade e a uma ou mais das estruturas de superfície através de um conjunto de coluna de ascensão superior (URA) e um ou mais

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18/91 canais flexíveis superiores, opcionalmente as colunas de ascensão cada uma sendo mantida em uma posição quase vertical pela tensão aplicada por seu respectivo conjunto de flutuabilidade; e um sistema de inibição de hidrato conectado de modo fluido à uma ou mais fontes submarinas.

[0067] Nas modalidades, as colunas de ascensão estão em uma posição quase vertical abaixo de seus respectivos conjuntos de flutuabilidade.

[0068] Certas modalidades do sistema incluem aquelas compreendendo uma subventilação do espaço anular conectada de modo fluido a uma ou mais das colunas de ascensão externas que permitem que o espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas sejam abertos para o ambiente para facilitar a circulação de um fluido de garantia de fluxo, ou tenham água do mar a ser deslocada com um fluido de garantia de fluxo e fechadas para o ambiente.

[0069] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que pelo menos uma coluna de ascensão externa compreende duas ou mais subventilações do espaço anular conectadas de modo fluido à mesma.

[0070] Nas modalidades, pelo menos uma das colunas de ascensão externas compreende duas ou mais subventilações dos espaços anulares conectadas de modo fluido às mesmas em locais longitudinais separados aleatoriamente ou não aleatoriamente espaçados ao longo de uma coluna de ascensão externa ou em linha ou não em linha, e/ou duas ou mais subventilações do espaço anular localizadas no mesmo local longitudinal em locais separados ao redor da circunferência da coluna de ascensão externa.

[0071] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que a subventilação do espaço anular compreende uma ou mais válvulas controláveis por um ROV.

[0072] Certas modalidades do sistema compreendem o isolamento

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19/91 úmido externo sobre, ou adjacente a pelo menos uma porção maior da superfície externa de uma ou mais das colunas de ascensão externas.

[0073] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que um sistema de inibição de hidrato é baseado em um navio da superfície, e a conexão de fluido compreende uma pluralidade de cabos umbilicais.

[0074] Ainda outras modalidades do sistema incluem aquelas sendo que uma das fontes submarinas é um sistema de segurança contra estouros com mal funcionamento (BOP), e um dos cabos umbilicais é conectado de modo fluido aos locais sobre o BOP submarino selecionado a partir do grupo consistindo em uma linha de parada do BOP submarino, uma linha de estrangulamento do BOP submarino, e tanto a linha de parada quanto a linha de estrangulamento do BOP submarino.

[0075] Certas modalidades do sistema incluem aquelas sendo que uma das fontes submarinas é um BOP submarino com mal funcionamento, e um dos cabos umbilicais é conectado de modo fluido a um piano de válvula de pilha do BOP submarino.

[0076] Ainda outras modalidades do sistema incluem aquelas sendo que um dos cabos umbilicais é conectado de modo fluido a um piano de válvula submarino.

[0077] Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que um sistema de inibição de hidrato compreende:

(a) um navio;

(b) um ou mais tanques fixos ao navio contendo um produto químico líquido adequado para inibir a formação de hidrato nos componentes submarinos;

(c) uma ou mais bombas primárias conectadas de modo fluido a um ou mais dos tanques;

(d) uma ou mais bombas de compressão conectadas de

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20/91 modo fluido a um ou mais dos tanques e a uma ou mais das bombas primárias; e (e) um ou mais cabos umbilicais conectados de modo fluido a uma ou mais bombas primárias e a um ou mais componentes submarinos.

[0078] Nas modalidades, as bombas primárias são acionadas por diesel, as bombas de compressão são acionadas por ar, e compreendem uma caixa de distribuição de cabo umbilical controlada por ROV, submarina conectando de modo fluido os cabos umbilicais a um painel de fragmento de hot stab controlado por ROV submarino, o painel de fragmento por sua vez conectado de modo fluido a uma ou mais fonte submarinas.

[0079] Um quarto aspecto desta divulgação é um sistema de inibição de hidrato compreendendo:

(a) uma estrutura de superfície;

(b) um ou mais tanques fixos à estrutura de superfície contendo um produto químico líquido adequado para inibir formação de hidrato nos componentes submarinos;

(c) uma ou mais bombas primárias (em determinadas modalidades acionadas por diesel) conectadas de modo fluido a um ou mais dos tanques; e (d) um ou mais cabos umbilicais conectados de modo fluido a uma ou mais bombas primárias e a um ou mais componentes submarinos.

[0080] Certas modalidades do sistema de inibição de hidrato podem incluir uma ou mais bombas de compressão (em determinadas modalidades acionadas por ar) conectando de modo fluido um ou mais

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21/91 dos tanques a uma ou mais das bombas primárias. Outras modalidades do sistema de inibição de hidrato podem compreendem uma caixa de distribuição de cabo umbilical controlada por veículo operado remotamente (ROV) submarino conectando de modo fluido os cabos umbilicais a um painel de fragmento de hot stab controlado por ROV submarino, o painel de fragmento pode por sua vez ser conectado de modo fluido a um ou mais dos componentes submarinos.

[0081] Certas modalidades do sistema de inibição de hidrato incluem aquelas em que as bombas primárias são acionadas por diesel.

[0082]	Determinadas	modalidades	de	sistema	de	inibição	de
hidrato	incluem aquelas	em que as	bombas de	compressão	são
acionadas por ar.
[0083]	Determinadas	modalidades	do	sistema	de	inibição	de

hidrato incluem aquelas compreendendo uma caixa de distribuição de cabo umbilical controlada por ROV, submarina conectando de modo fluido os cabos umbilicais a um painel de fragmento de hot stab controlado por ROV submarino, o painel de fragmento por sua vez conectado de modo fluido a um ou mais dos componentes submarinos. [0084] Um quinto aspecto desta divulgação é um método de instalar um sistema à base de coluna de ascensão independente submarina, o método compreendendo as etapas de (onde as etapas (c) - (g) podem ser realizadas em qualquer ordem):

(a) construção de um ou mais sistemas de coluna de ascensão independente concêntrica, cada sistema compreendendo uma coluna de ascensão independente concêntrica, um conjunto de colunas de ascensão inferior (LRA) conectado de modo fluido a uma extremidade de uma coluna de ascensão independente, e um conjunto de colunas de ascensão superior (URA) conectado de modo fluido a outra extremidade da coluna de ascensão independente, as colunas de ascensão internas e externas definindo um espaço anular entre elas;

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22/91 (b) instalação de um sistema de coluna de ascensão independente concêntrica em um local submarino;

(c) conexão de um canal flexível superior ao URA;

(d) instalação de uma pilha de sucção no fundo do mar e tensionar um sistema da coluna de ascensão independente para a pilha de sucção;

(e) conexão de um canal flexível submarino ao LRA e a uma fonte submarina usando um navio de instalação submarina;

(f) remoção da água do mar a partir do espaço anular e substituir a água do mar com um fluido de garantia de fluxo; e (g) manutenção da tensão da coluna de ascensão pela conexão do URA a um conjunto de flutuabilidade submarino próximo à superfície.

[0085] Nas modalidades, o método de instalação inclui travar o flexível superior a um lado da coluna de ascensão independente concêntrica durante ou após a etapa (c).

[0086] Determinadas modalidades do método de instalação incluem aquelas sendo que após a etapa (b) elas podem incluir travar o flexível superior a um lado da coluna de ascensão independente concêntrica. Outras modalidades do método de instalação determinadas podem incluir aquelas sendo que a etapa (b) pode ser realizada usando uma unidade de perfuração submarina móvel (MODU).

[0087] Determinadas modalidades do método de instalação incluem aquelas sendo que a etapa (b) é realizada usando um navio compreendendo um sistema de posicionamento dinâmico.

[0088] Determinadas modalidades do método de instalação incluem aquelas sendo que a tensão da coluna de ascensão é mantida usando uma corrente do sistema de caixa de ar não integrante

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23/91 amarrada acima da coluna de ascensão ao conjunto de flutuabilidade. Em determinadas modalidades do método de instalação, as caixas de ar fornecem pelo menos 100 kips (445 kilonewtons) de tensão eficaz na base da coluna de ascensão sob todas as condições de carregamento, incluindo a falha de uma ou mais câmaras de caixa de ar. Os sistemas da presente divulgação também podem ser usados com colunas de ascensão tensionadas por tensionadores hidro-pneumáticos, ou combinações destes com uma ou mais caixas de ar. Os sistemas e métodos da presente divulgação podem ser usados com desenvolvimentos de árvore úmida, incluindo aqueles empregando um FPSO ou outros sistemas de produção flutuantes (FPS), incluindo, mas sem limitação, plataformas semissubmersíveis. Os sistemas e métodos da presente divulgação também podem ser usados com desenvolvimentos de árvore seca, incluindo aqueles empregando torres compatíveis, TLPs, mastros e outros FPSs. Os sistemas e métodos da presente divulgação também podem ser usados com os chamados desenvolvimentos híbridos (como TLP ou mastro com um FPSO ou FPS). [0089] Determinadas modalidades do método de instalação compreendem desconectar o canal flexível superior usando um acoplamento de desconexão rápida (QDC).

[0090] Determinadas modalidades do método de instalação compreendem anexar uma bóia desconectável ao flexível superior perto do recipiente.

[0091] Ainda outras modalidades do método de instalação compreendem, no caso de uma desconexão não planejada ou planejada, desconectar o canal flexível superior do navio de um modo controlado e abaixar o canal usando um navio de suporte para pendurar o canal ao longo de um lado da coluna de ascensão independente. Ainda outras modalidades do método de instalação incluem prender o canal no lugar substancialmente adjacente à coluna de ascensão independente usando um ROV a outro navio submarino.

[0092] Determinadas modalidades do método de instalação

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24/91 incluem aquelas sendo que a etapa (a) é realizada usando componentes da coluna de ascensão de árvore seca existente e inventário de cabeça de poço submarino.

[0093] Determinadas modalidades do método de instalação compreendem anexar fluidamente um sistema de inibição de hidrato ao sistema de coluna de ascensão independente submarino.

[0094] Outras modalidades do método de instalação determinadas incluem aquelas sendo que a etapa (a) compreende construir as colunas de ascensão internas e externas usando tubulares de aço de alta resistência usando conectores acoplados rosqueados.

[0095] Um sexto aspecto desta divulgação é um método de produção de um fluido a partir de uma fonte submarina, o método compreendendo as etapas de:

(a) desenvolver um sistema submarino compreendendo pelo menos uma coluna de ascensão independente concêntrica compreendendo as colunas de ascensão internas e externas que definem um espaço anular entre elas, um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA), e um conjunto de coluna de ascensão superior (URA);

(b) conectar de modo fluido a coluna de ascensão independente à fonte submarina e à estrutura de superfície;

(c) iniciar o fluxo a partir da fonte submarina através da coluna de ascensão independente; e (d) manter o fluxo através da coluna de ascensão independente pelo fluxo de um produto químico inibidor de hidrato através de um ou mais componentes do sistema submarino (opcionalmente, em determinadas modalidades um ou mais fluidos funcionais podem ser introduzidos no fluido a partir da fonte submarina, ou através de uma porta no LRA, através de um piano de

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25/91 válvula submarino através do qual o fluido da fonte submarina flui, ou ambos).

[0096] Ainda outras modalidades do método incluem aquelas em que o URA compreende um ou mais de um conjunto de válvulas de asa de produção, o método compreendendo controlar o fluxo na coluna de ascensão interna e no espaço anular usando as primeira e segunda válvulas de controle de fluxo no conjunto de válvula de asa de produção de URA.

[0097] Determinadas modalidades do método incluem aquelas compreendendo interromper o fluxo da fonte submarina fechando pelo menos uma válvula de parada de emergência no conjunto de válvula de asa de produção de URA.

[0098] Determinadas modalidades do método incluem aquelas sendo que a etapa (b) compreende conectar de modo fluido a coluna de ascensão independente a um navio de coleta de superfície usando um ou mais canais flexíveis superiores e à fonte submarina usando um dos canais flexíveis submarinos compreendendo uma ligação em pontes de onda lenta flexível tendo módulos de flutuabilidade distribuídos aleatoriamente ou não aleatoriamente conectados a partir dà base de uma coluna de ascensão independente a um piano de válvula submarino sobre o fundo do mar, o piano de válvulas conectado de modo fluido à fonte ou fontes submarinas.

[0099] Determinadas modalidades de método submarino compreendem conectar de modo fluido a coluna de ascensão interna ao LRA que emprega um conector de braçadeira interna.

[00100] Determinadas modalidades de método submarino compreendem fixar uma coluna de ascensão independente usando uma fundação de pilha de sucção no fundo do mar, a fundação de pilha de sucção compreendendo um êmbolo, e uma amarra de corrente que conecta o êmbolo ao LRA.

[00101] Determinadas modalidades do método submarino incluem

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26/91 aquelas compreendendo garantir o fluxo do fluido através da coluna de ascensão usando isolamento úmido externo sobre pelo menos uma porção da coluna de ascensão externa para garantia de fluxo.

[00102] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo garantir o fluxo do fluido através da coluna de ascensão usando um fluido de garantia de fluxo, por exemplo, uma atmosfera de gás no espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas, ou água do mar quente ou outra água bombeada para baixo na coluna de ascensão, ou metanol.

[00103] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo garantir o fluxo do fluido através da coluna de ascensão usando isolamento úmido externo sobre pelo menos uma porção da coluna de ascensão externa e/ou um fluido de garantia de fluxo no espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas para garantia de fluxo. O fluido de garantia de fluxo pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em uma atmosfera de gás selecionada a partir de nitrogênio, ar enriquecido em nitrogênio, um gás nobre como argônio, xenônio e similares, dióxido de carbono e combinações dos mesmos; a água do mar quente ou outra água bombeada no espaço anular e para fora da subventilação do espaço anular, e metanol bombeado no espaço anular e para fora da subventilação.

[00104] Determinadas modalidades de método submarino incluem aquelas compreendendo garantir o fluxo do fluido através da coluna de ascensão usando pelo menos um de:

i) colocar o isolamento úmido externo sobre pelo menos uma porção da coluna de ascensão externa;

ii) injetar um fluido de garantia de fluxo no espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas; e iii) injetar um fluido de garantia de fluxo na corrente de

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27/91 fluxo dentro de uma coluna de ascensão interna.

[00105] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo conectar de modo fluido a coluna de ascensão interna ao conjunto de coluna de ascensão superior que emprega um gancho ajustável.

[00106] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo manter a flutuabilidade da coluna de ascensão usando um ou mais conjuntos de flutuabilidade.

[00107] Ainda outras modalidades dos métodos submarinos incluem aquelas em que a um ou mais conjuntos de flutuabilidade compreendem um sistema de caixa de ar não integrante compreendendo uma caixa de ar primária e uma ou mais caixas de ar auxiliares para fornecer a redundância da câmara falhada.

[00108] Ainda outras modalidades dos métodos submarinos incluem aquelas em que a etapa de fechar pelo menos uma válvula de parada de emergência no conjunto de válvula de asa de produção de URA compreende fechar tanto uma válvula de parada de emergência hidráulica quanto uma operada eletricamente usando um cabo umbilical a partir da superfície.

[00109] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo sendo que o conjunto de válvula de asa de produção de URA compreende uma ou mais hot stab portas hot stab de ROV que permitem que um fluido de garantia de fluxo no espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas e em uma coluna de ascensão interna para garantia de fluxo. O fluido de garantia de fluxo pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em uma atmosfera de gás selecionada a partir de nitrogênio, ar enriquecido em nitrogênio, um gás nobre como argônio, xenônio e similares, dióxido de carbono e combinações dos mesmos; a água do mar quente ou outra água bombeada no espaço anular e para fora da subventilação do espaço anular, e metanol bombeado no espaço anular e para fora da

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28/91 subventilação.

[00110] Ainda outras modalidades dos métodos submarinos incluem aquelas compreendendo desconectar um ou mais canais flexíveis superiores usando um acoplamento de desconexão rápida que permite que esse seja desconectado a partir de um navio de coleta de superfície e/ou de armazenamento ou em um evento de emergência ou em um evento planejado (por exemplo, evacuação por acionamento/deriva ou furação).

[00111] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo imobilizar os canais flexíveis superiores adjacentes à coluna de ascensão externa usando um ou mais grampos fixos à coluna de ascensão.

[00112] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo posicionar duas ou mais coluna de ascensão independente concêntricas verticalmente e lateralmente separadas no fundo do mar, cada uma separadamente fixa a uma estrutura de superfície, que pode compreender uma instalação de produção e armazenamento flutuante baseada em navio, que pode ser igual ou diferente, e cada coluna de ascensão fixada à mesma fonte submarina ou fontes diferentes.

[00113] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo conectar de modo fluido um sistema de inibição de hidrato à fonte submarina.

[00114] Determinadas modalidades do método submarino incluem aquelas compreendendo posicionar dinamicamente a estrutura de superfície.

[00115] Um sétimo aspecto desta divulgação é um método de inibir a formação de hidrato em um sistema à base de coluna de ascensão independente submarino, o método compreendendo as etapas de:

(a) instalar a coluna de ascensão independente concêntrica compreendendo colunas de ascensão internas e externas que definem

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29/91 um espaço anular entre elas (opcionalmente compreendendo o isolamento úmido sobre uma superfície externa da coluna de ascensão externa);

(b) encher o espaço anular com o fluido de garantia de fluxo (opcionalmente uma atmosfera de gás); e (c) fluir um produto químico líquido inibidor de hidrato a partir de uma estrutura de superfície a um ou mais componentes submarinos.

[00116]	Determinadas	modalidades	do	método	de	inibição	de
hidrato incluem aquelas	em que a atmosfera de	gás	compreende
nitrogênio.
[00117]	Determinadas	modalidades	do	método	de	inibição	de

hidrato incluem aquelas em que o isolamento úmido compreende um material polimérico, como materiais sintáticos. Em determinadas modalidades do método de inibição de hidrato o material polimérico compreende uma pluralidade de camadas de polipropileno.

[00118] Determinadas modalidades do método de inibição de hidrato incluem aquelas em que um produto químico líquido inibidor de hidrato é selecionado a partir do grupo consistindo em álcoois e glicóis. [00119] Um oitavo aspecto da divulgação é um equipamento compreendendo:

(a) uma pluralidade de canais metálicos internos ou externos, conectados de forma rosqueada, cilíndricos, substancialmente coaxiais que define um primeiro espaço anular entre eles, e um caminho de fluxo interno ao canal interno, o canal externo tendo uma superfície externa; e (b) um subsistema de garantia de fluxo selecionado a partir do grupo consistindo em:

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30/91 (i) pelo menos uma porção maior da superfície externa tendo isolamento de material sintático na mesma suficiente para manter o fluxo desobstruído através do caminho de fluxo interno no canal interno;

(ii) um fluido de garantia de fluxo (como uma atmosfera de gás, água quente, ou produto químico orgânico) presente no primeiro espaço anular suficiente para manter o fluxo desobstruído através do caminho de fluxo interno no canal interno; e (iii) combinações de (i) e (ii);

e, opcionalmente, sendo que (c) a metalurgia dos canais, em combinação com reforço estrutural suficiente posicionado entre os canais internos e externos, é tal como para prevenir a falha do canal interno mediante à exposição do canal interno do equipamento à pressão interna até 5.000 psia (34 MPa), ou até 10.000 psia (70 MPa), ou até 15.000 psia (105 MPa), ou até 20.000 psia (140 MPa), ou até 25.000 psia (175 MPa), ou até 30.000 psia (210 MPa).

[00120] Determinadas modalidades do equipamento incluem aquelas em que uma combinação da metalurgia do canal e reforço estrutural é tal como para prevenir a falha do canal interno mediante a exposição do canal interno do equipamento à pressão interna até 5.000 psia (34 MPa).

[00121] Outras modalidades determinadas do equipamento incluem aquelas em que um canal interno é ele mesmo um canal isolado. Nas modalidades, o canal interno isolado também pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em:

(a) tubos concêntricos vedados tendo um segundo espaço anular entre eles, o segundo espaço anular substancialmente evacuado;

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31/91 (b) um canal tendo isolamento úmido sobre pelo menos uma porção de sua superfície externa que é igual ou diferente do isolamento sobre a superfície externa do canal externo e tendo uma espessura insuficiente para encher completamente o primeiro espaço anular.

[00122] Em outras determinadas modalidades do equipamento, a combinação da metalurgia do canal e reforço estrutural é tal como para prevenir a falha do canal interno mediante a exposição do canal interno à pressão interna até 30.000 psia (210 MPa).

[00123] Ainda outras modalidades do equipamento compreendem uma ou mais de uma subventilação do espaço anular.

[00124] Ainda outras modalidades do equipamento compreendem juntas de tensão conectadas rosqueadamente à primeira e segunda extremidades do canal externo.

[00125] Um nono aspecto da divulgação é um sistema de coluna de ascensão independente conectando a fonte submarina à estrutura de superfície, o referido sistema compreendendo:

uma coluna de ascensão independente concêntrica compreendendo colunas de ascensão internas e externas que definem um espaço anular entre elas, uma extremidade inferior da coluna de ascensão acoplada à fonte submarina através de um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) e um ou mais canais flexíveis submarinos, e uma extremidade superior da coluna de ascensão conectada a um conjunto de flutuabilidade e a estrutura de superfície através de um conjunto de coluna de ascensão superior (URA) e um ou mais canais flexíveis superiores, a coluna de ascensão sendo mantida em uma posição vertical substancialmente ereta pela tensão aplicada pelo conjunto de flutuabilidade;

o LRA selecionado a partir do grupo consistindo em:

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32/91 (i) um conjunto operável dos componentes anteriormente existentes, um ou mais dos componentes modificados para aceitar o fluxo de um hidrocarboneto a partir de uma fonte de hidrocarboneto e fluxo dentro da coluna de ascensão, e um ou mais dos componentes modificados para aceitar um fluido funcional, e (ii) um projeto personalizado operável compreendendo pelo menos um componente especialmente forjado para uso no LRA, e adaptado para aceitar um fluido funcional, o URA selecionado a partir do grupo consistindo em:

(i) um conjunto operável dos componentes anteriormente existentes, um ou mais dos componentes modificados para causar o fluxo de um hidrocarboneto para fora a partir da coluna de ascensão para um navio da superfície, e um ou mais dos componentes modificados para aceitar um fluido funcional, e (ii) um projeto personalizado operável compreendendo pelo menos um componente especialmente forjado para uso no URA, e adaptado para aceitar um fluido funcional.

[00126] Nas modalidades, a estrutura de superfície compreende um sistema de posicionamento dinâmico.

[00127] Os sistemas dentro da presente divulgação podem se beneficiar dos componentes existentes de uma pilha de BOP existente, como juntas flexíveis, mandril do adaptador da coluna de ascensão e mangueiras flexíveis incluindo a unidade de bombeamento hidráulico de BOP (HPU). Também, o cabo umbilical do Sistema de Controle de WorkOver de Instalação existente das árvores submarinas (IWOCS) e HPU podem ser usados em conjunto com um sistema de controle submarino compreendendo o conjunto de término de cabo umbilical (UTA), painel de ROV, acumuladores e válvulas solenóides, subsistemas

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33/91 de apoio acústico, conjunto de desconexão de emergência submarino (SEDA), sondas voadoras hidráulicas/elétricas e similares ou um ou mais destes componentes fornecidos com o sistema.

[00128] Sistemas e métodos desta divulgação podem incluir operações de intervenção de poço. Operações de intervenção de poço podem prosseguir através da slickline, e-linha, tubulação enrolada ou tubulação de perfuração (visto que o arranjo de superfície inclui uma unidade de workover hidráulica). Os sistemas e métodos descritos aqui podem fornecer outros benefícios e os métodos não são limitados aos usos finais particulares; outras variações óbvias do equipamento, sistemas e métodos podem ser empregadas.

[00129] Estas e outras características dos sistemas, equipamentos e métodos da divulgação tornar-se-ão mais evidentes após revisão da breve descrição dos desenhos, descrição detalhada e Reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00130] A maneira em que os objetivos da presente divulgação e outras características desejáveis podem ser obtidos é explicada na descrição a seguir e desenhos anexos, nos quais:

a FIG. 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma modalidade do sistema de acordo com a presente divulgação;

as FIGS. 1A, 1B, 1C e 1D ilustram esquematicamente, a FIG. 1B em seção transversal detalhada, uma modalidade de um sistema de acordo com a presente divulgação;

a FIG. 2 é uma vista esquemática em perspectiva de outra modalidade do sistema dentro da presente divulgação;

as FIGS. 2A e 2B são ilustrações esquemáticas, com a FIG. 2B, em corte transversal, de uma modalidade de um conjunto de coluna de

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34/91 ascensão inferior de acordo com a presente divulgação;

as FIGS. 3A a 3G incluem várias vistas, a FIG. 3F em corte transversal, de outra modalidade de um conjunto de coluna de ascensão inferior, de acordo com a presente divulgação;

a FIG. 3H é uma vista em perspectiva, a FIG. 3I uma vista em corte transversal, e a FIG. 3J uma vista em corte transversal mais detalhada de uma porção da modalidade do conjunto da coluna inferior das FIGS. 3A a 3G;

as FIGS. 4A e 4B ilustram vistas em perspectiva esquemática de outro conjunto de coluna de ascensão inferior de acordo com a presente descrição, e a FIG. 4C é uma vista em perspectiva esquemática de um componente interno útil com o conjunto de coluna de ascensão inferior ilustrado nas Figs. 4A e 4B; FIGS. 4D e 4E são vistas em corte transversal, e a FIG. 4F é uma vista plana do conjunto do coluna de ascensão inferior ilustrado nas Figs. 4A e 4B, e a FIG. 4G é uma vista esquemática detalhada de uma porção do conjunto de coluna de ascensão inferior ilustrado na FIG. 4E;

a FIG. 5 é uma vista lateral em elevação esquemática, com porções cortadas, de uma modalidade geral de um conjunto de coluna de ascensão superior de acordo com a presente divulgação;

as FIGS. 6A a 6G incluem várias vistas, com a FIG. 6E em corte transversal, de outra modalidade de um conjunto de coluna de ascensão superior de acordo com a presente divulgação, a FIG. 6H é uma vista esquemática em perspectiva, e as FIGs. 6I e 6J são vistas em corte transversal, de uma porção da modalidade de um conjunto da coluna de ascensão superior da FIG. 6, a FIG. 6K é uma vista em perspectiva de uma porta de teste de vedação;

as FIGS. 7A e 7B são vistas esquemáticas frontais e traseiras em

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35/91 perspectiva de outra modalidade do conjunto de coluna de ascensão superior de acordo com a presente divulgação;

a FIG. 7C é uma vista lateral em elevação e a FIG. 7D uma vista em corte transversal da modalidade das FIGs. 7A e B e a FIG. 7E é uma vista em corte transversal detalhada de uma porção dessa modalidade;

a FIG. 8A é uma vista esquemática lateral em elevação de outra modalidade URA, com a FIG. 8B uma vista esquemática em corte transversal detalhada de uma porção desta modalidade, a FIG. 8C é uma vista esquemática lateral em elevação de outra modalidade de LRA de acordo com a presente revelação, e FIG. 8D é uma vista em corte transversal de uma parte desta modalidade;

a FIG. 9 é um diagrama do diagrama de instrumentação e tubulação (P&ID) esquemático parcial de um sistema de coluna de ascensão independente concêntrica dentro da presente divulgação;

as FIGS. 10A e 10B ilustram vistas esquemáticas em perspectiva de uma pilha de sucção útil nos sistemas e métodos de acordo com a presente divulgação;

a FIG. 11A é uma vista em perspectiva esquemática de uma pilha de sucção ilustrada esquematicamente na FIG. 10 fixa a uma modalidade de LRA e coluna de ascensão;

a FIG. 11B é uma vista em perspectiva mais detalhada esquemática de uma porção da coluna de ascensão representada na FIG. 11A, ilustrando uma posição possível de uma subventilação do espaço anular da coluna de ascensão;

as FIGS. 12A, 12B e 12C são vistas em perspectiva esquemáticas de uma braçadeira de tempestade, uma trava de posição de coluna de ascensão, e o subsistema de monitoramento da tensão da coluna de

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36/91 ascensão de acordo com a presente divulgação;

as FIGS. 13A, 13B e 13C são vistas em perspectiva esquemática de um conjunto de flutuabilidade, com a FIG. 13C ilustrando esquematicamente a sua ligação com uma modalidade do conjunto da coluna de ascensão superior de acordo com a presente divulgação;

a FIG. 14 é uma representação gráfica da flutuabilidade da caixa de ar e requisitos de tamanho;

a FIG. 15 é uma vista esquemática em perspectiva de outro conjunto de flutuabilidade da caixa de ar;

a FIG. 16 é uma ilustração esquemática de uma modalidade do sistema da presente divulgação;

a FIG. 17 é uma ilustração esquemática mais detalhada de uma modalidade do sistema da presente divulgação;

a FIG. 18 é um diagrama esquemático detalhado de um piano de válvulas de estrangulamento/parada útil nos sistemas e métodos da presente divulgação;

as FIGS. 18A a 18C são diagramas esquemáticos de três hot stabs úteis no piano de válvulas de estrangulamento/parada ilustrado esquema-ticamente na FIG. 18;

a FIG. 19 é um diagrama P&ID esquemático de um pacote de coluna de ascensão marinha inferior (LMRP), pilha do sistema de segurança contra estouros (BOP) e piano de válvulas de estouro de refugo útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação;

a FIG. 20 é um diagrama esquemático, parcialmente em corte transversal, de uma pilha de BOP e painéis de controle associados úteis em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação;

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37/91 a FIG. 21 é um diagrama de tubulação e instrumentação esquemático (diagrama P&ID) de uma interface de fonte útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação;

a FIG. 22 é um diagrama P&ID esquemático de uma modalidade de um piano de válvulas de pilha útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação;

a FIG. 23 é um diagrama P&ID esquemático de uma modalidade de um piano de válvulas de estrangulamento/parada útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação, com a FIG. 23A um diagrama de tubulação esquemático mais detalhado das ligações para o fornecimento de um produto químico inibidor de hidrato para o piano de válvulas;

as FIGS. 24 e 25 são vistas esquemáticas laterais em elevação de dois arranjos de processo e os navios de coleta úteis nos sistemas e métodos da presente divulgação;

as FIGS. 26A, 26B e 27 são uma vista esquemática de diagramas P&ID de uma modalidade de um sistema de inibição de hidrato útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação, e as FIGS. 28 e 29 são diagramas em blocos esquemáticos que ilustram dois esquemas de combinação possíveis para sistemas de coluna de ascensão independentes concêntricas, de acordo com a presente divulgação.

[00131] Deve-se notar, contudo, que os desenhos anexos não são à escala e ilustram apenas modalidades típicas da presente divulgação e, portanto, não deverão ser considerados limitativos do seu escopo, a divulgação pode admitir outras modalidades igualmente eficazes. Números de referência idênticos são usados ao longo das várias vistas para os elementos iguais ou semelhantes.

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DESCRIÇÃO DETALHADA [00132] Na seguinte descrição, numerosos detalhes são apresentados para proporcionar uma compreensão dos métodos, sistemas e equipamentos descritos. No entanto, será entendido por aqueles versados na técnica que os métodos, sistemas e equipamentos podem ser praticados sem estes detalhes e que numerosas variações e modificações das modalidades descritas podem ser possíveis. Todos os pedidos de patente US publicados e não publicados e patentes US aqui referidos são aqui expressamente incorporados por referência. No caso das definições dos termos nas referidas patentes e pedidos conflitarem com o modo como esses termos são definidos no presente pedido, as definições para os termos que são fornecidas no presente pedido de patente deverão ser consideradas como as de controle.

[00133] Como observado anteriormente, os sistemas de coluna de ascensão independente concêntrica submarina e métodos de uso dos mesmos são descritos os quais conectam de modo fluido uma ou mais fonte submarinas a uma ou mais estruturas de superfície que podem reduzir ou superar muitas das falhas dos sistemas e métodos conhecidos anteriormente. Como usado aqui, o termo “estrutura de superfície” significa um navio da superfície ou outra estrutura que pode funcionar para receber um ou mais fluidos a partir de uma ou mais colunas de ascensão independentes. Em determinadas modalidades, a estrutura de superfície também pode incluir instalações para possibilitar que a estrutura de superfície realize uma ou mais funções selecionadas a partir do grupo consistindo em armazenamento, processamento e descarregamento de um ou mais fluidos. Como usado aqui, o termo “descarregar” inclui, mas, sem limitação, explosão (queima) de hidrocarbonetos gasosos. Estruturas de superfície adequadas incluem, mas não são limitadas a, um ou mais navios; as estruturas que podem estar parcialmente submersas, como estruturas semissubmersíveis; estruturas de produção e armazenamento

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39/91 flutuantes (FPS); estruturas de armazenamento e descarregamento flutuantes (FSO); estruturas de produção, armazenamento e descarregamento flutuantes (FPSO); estruturas de perfuração offshore móveis como aquelas conhecidas como unidades de perfuração submarina móveis (MODUs); mastros; plataformas de pernas atirantadas (TLPs) e similares.

[00134] Como usada aqui, a frase “fonte submarina” inclui, mas, sem limitação: 1) fontes de produção como as cabeças de poço submarinas, BOP submarinos, outras colunas de elevação submarinas, piano de válvulas submarino, tubulação e dutos submarinos, instalações de armazena-mento submarinas e similares, se na produção, transporte e/ou arma-zenamento de gases, líquidos ou combinação dos mesmos, incluindo materiais orgânicos e inorgânicos; 2) fontes de contenção submarinas de todos os tipos, incluindo BOPs submarinos de vazamen-to ou danificados, colunas de ascensão, pianos de válvula, tanques e similares; e 3) fontes naturais. Certas modalidades do sistema incluem aquelas em que a fonte de contenção é um preventor de explosão submarino falhado.

[00135] Os termos “garantia de fluxo” e “fluido de garantia de fluxo” incluem garantia de fluxo à luz de hidratos, ceras, asfaltenos, e/ou escala já presentes, e/ou prevenção da sua formação e são considerados mais amplos do que o termo “inibição de hidrato”, que é usado exclusivamente aqui para prevenção da formação de hidrato. O termo “remediação de hidrato” significa remover ou reduzir a quantidade de hidratos que já se formaram em um determinado recipiente, tubulação ou outros equipamentos. O termo “fluido funcional” inclui fluidos de garantia de fluxo, assim como fluidos que podem fornecer funções adicionais ou separadas, por exemplo, resistência à corrosão, ajuste de concentração de íon de hidrogênio (pH), ajuste de pressão, ajuste de densidade e similares, como fluidos de parada.

[00136] Como usado aqui, o termo “substancialmente vertical”

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40/91 significa ter um ângulo para a vertical variando de cerca de 0 a cerca de 45 graus, ou de cerca de 0 a cerca de 20 graus, ou de cerca de 0 a cerca de 5 graus. Como tal o termo “substancialmente vertical” inclui e é mais amplo do que o termo “quase vertical”, já que este termo é usado na descrição do ângulo que a coluna de ascensão pode fazer com a vertical. [00137] No contexto de contenção e descarte, as modalidades dos sistemas e métodos descritos aqui podem ser usadas em qualquer ambiente marinho. Certas modalidades do sistema podem ser completamente ou parcialmente empregadas antes, durante e/ou após um componente submarino ter sido comprometido (por exemplo, mas, sem limitação, explosões de poço submarino, BOP submarinos danificados, colunas de ascensão submarinas danificadas ou outros canais submarinos, piano de válvulas submarinas danificadas) e podem ser usadas em qualquer ambiente marinho, mas pode ser particularmente úteis em ambientes marinhos submarinos profundos e ultraprofundos.

[00138] Certas modalidades dos sistemas podem ser completamente ou parcialmente empregadas antes, durante e/ou após a produção dos fluidos a partir de um ou mais poços submarinos. As modalidades do equipamento, sistemas, e métodos descritos aqui também podem ser usadas antes, durante e/ou após a exploração, perfuração, conclusão e intervenção.

[00139] As características primárias dos sistemas, métodos e equipamentos da presente divulgação serão agora descritas com referência às Figuras dos desenhos, depois do que alguns dos detalhes operacionais e de constru-ção serão explicados adicionalmente. Os mesmos números de referência são usados em toda a descrição para denotar os mesmos artigos nas Figuras.

[00140] De acordo com a presente divulgação, ilustrada na FIG. 1 está uma modalidade 100 de um sistema de contenção, descarte e produção submarino de água profunda. Enquanto muitos dos equipamentos, sistemas, e métodos descritos aqui foram desenvolvidos

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41/91 e usados no contexto da contenção e descarte, nota-se explicitamente que o equipa-mento, sistemas e métodos descritos aqui, muitas características dos quais nunca foram utilizadas antes ou mesmo contempladas até agora, não estão restritas às operações de contenção e descarte, mas podem ser usadas em conjunto com qualquer “fonte submarina”, como esse termo é definido aqui.

[00141] A modalidade do sistema 100 da FIG. 1 compreende colunas de ascensão independentes gêmeas (FSR's) 2 e 4 cada uma conectada de modo fluido nesta modalidade particular a um sistema de segurança contra estouros 22 no fundo do mar 10 através de uma série de pianos de válvula e pontes flexíveis, e voltar através de uma ponte flexível superior 12 para separar sistemas de produção e armazenamento flutuantes baseados em navio sobre a superfície do mar 20, como explicado adicionalmente aqui. FSR1 (2) é conectada a um navio de processamento 32, que por sua vez é conectado a um navio de coleta 34 através de uma mangueira de descarga flutuante 15. FSR2 (4) é conectada em uma configuração similar ao seu próprio navio de processamento 32 e navio de coleta 34. Os navios de processamento podem ser os mesmos ou diferentes. Outros navios, denotados 38 A, B, e C nas várias Figuras dos desenhos, podem ser fornecidos para instalação submarina, operacional e assistência de ROV ao sistema 100, e a prevenção e remediação de hidrato, se necessário. Outros componentes do sistema 100 podem incluir uma tampa de pilha 24 (que pode ser usada em esforços para parar o fluxo de óleo para fora do BOP 22); um piano de válvulas de estrangulamento/parada (“CKM”) designado como 28; uma chama 33 ou outro equipamento de descarte/contenção de gás opcional 36, como um sistema e método de manejar e armazenar o gás natural como descrito na Pat. US do cessionário n° 6.298.671; e vários canais de conector submarino, 46.

[00142] Ainda com referência à FIG. 1, a estrutura de superfície 40 pode atender um receptáculo de furo polido (PBR) e conjunto de coluna de ascensão 42 que é conectado de modo fluido através de uma ponte

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42/91 flexível submarina 44 ao CKM 28. A coluna de ascensão pode incluir uma haste de vedação sobre sua extremidade distal que veda deslizantemente em um furo polido dentro do PBR. Estas feições são mais completamente descritas no pedido pendente do cessionário número de série 6.147.9695, depositado em 27 de abril de 2011.

[00143] Cabos umbilicais de dispersantes químicos e sistemas de inibição de hidrato, desenhados na FIG. 1 coletivamente como 43, podem ser incluídos, como bem como um ou mais discos de estouro 45 no CDM 26. Um navio de serviço de sistema de inibição de hidrato 38A pode ser fornecido, que pode fornecer o produto químico inibidor de hidrato, energia e/ou assistência hidráulica através de um ou mais cabos umbilicais 37, uma caixa de distribuição de cabo umbilical submarina 35 e energia elétrica e/ou linhas umbilicais hidráulicas 39. Uma característica mais importante desta modalidade é uma característica de conexão/desconexão rápida, 50, permitindo que os flexíveis 12 rapidamente se desconectem de seus respectivos navios de superfície 32, quer como resultado de eventos aleatórios ou não aleatórios (planejados). As modalidades da característica de acoplamento de conexão/desconexão rápida, 50, são descritas no pedido provisório dos Estados Unidos do cessionário número de série 61/480.368, depositado em 28 de abril de 2011.

[00144] As colunas de ascensão independentes 2 e 4 na modalidade 100 podem ser projetos de tubulação-em-tubulação isolados-úmidos baseados em parte nos projetos de coluna de ascensão de “árvore seca” com disposição para encher o espaço anular com um fluido de garantia de fluxo (por exemplo, nitrogênio de baixa pressão) para melhorar a a garantia do fluxo. Embora os detalhes ainda sejam explicados neste documento, os principais componentes do sistema 100 podem ser: [00145] Pontes flexíveis de ID de onda lenta de 6 polegadas (15cm) 14 com módulos de flutuabilidade distribuídos 48 conectados a partir de base de cada FSR a um piano de válvula submarino sobre o fundo do mar (no caso da FSR1 (2) podem ser conectadas a um piano de válvulas

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43/91 de descarte de contenção (CDM) designado como 26, e FSR2 (4) pode ser conectada a um piano de válvulas de pilha 30, que é fluidamente conectado à pilha da tampa de BOP 24 através da ponte flexível 14A, e ao CDM 26 através de um flexível 46);

[00146] Uma fundação de pilha de sucção 16 e amarra de corrente 58 podem estar conectadas à base de cada FSR 2 e 4;

[00147] Um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA), designado 8, pode compreender nesta modalidade uma cabeça de poço submarina modificada 104, articulação de transição 105, forjamento inferior 106, conector de braçadeira externo 102 e junta de tensão (variadamente referida na indústria como uma “junta flexível, de fundo” ou (FJB)) com dois conjuntos de válvula de asa de produção 114A e B conectados de modo fluido às portas de entrada de LRA correspondentes 108 A e B (ver FIG. 3 A), uma das quais pode ser conectada à ponte flexível do fundo do mar 14;

[00148] Um conector de braçadeira interna (92, FIG. 3F) para conectar a coluna de ascensão interna 60 ao LRA 8;

[00149] Duas cadeias de coluna de ascensão tubo-em-tubo 2 e 4 com isolamento úmido externo 80 sobre a coluna de ascensão externa 70 e nitrogênio de baixa pressão no espaço anular 76 entre as colunas de ascensão internas e externas (60, 70) para garantia de fluxo do hidrato (ver FIG. IB);

[00150] Um gancho ajustável da coluna de ascensão interna (159, FIG. 6E) para conectar a coluna de ascensão interna 60 a um conjunto de coluna de ascensão superior (URA), designado como 6 em todos os desenhos;

[00151] Um conjunto de coluna de ascensão superior que pode compreender nesta modalidade a junta de haste 124, cabeça de tubulação 122, e carretel adaptador de perfuração 120 (ver FIG. 6E) conectados com uma amarra de corrente 127 a um conjunto de flutuabilidade de “caixa de ar” (18, 19 na FIG. 1) para manter a flutuabilidade adequada durantes as operações. Os URAs 6 da

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44/91 modalidade 100 podem cada compreender um conjunto de válvula de asa de produção único 136 (FIG. 6B) tendo ambas as válvulas de parada de emergência hidráulicas e manualmente operadas, junto com a injeção de nitrogênio através de hot stab portas hot stab de ROV a ambos os caminhos de fluxo da coluna de ascensão interna 64 e espaço anular 76 entre as colunas de ascensão internas e externas (60, 70);

[00152] Um sistema de caixa de ar não integrante (18, 19) compreendendo uma caixa de ar primária (18) e auxiliar (19) para fornecer a filosofia da redundância da câmara falhada; e [00153] Uma ponte de superfície flexível de ID de 6-polegadas (15 cm) 12 conectada de modo fluido a partir de cado URA 6 aos seus respectivos navios de processamento e coleta 32, 34. A ponte de superfície flexível 12 pode ser designada de modo que possa ser desconectada do navio da superfície em qualquer evento de emergência ou planejada (por exemplo, direção/deriva do navio ou evacuação por causa do clima). Certas modalidades podem incluir um cabo umbilical de controle hidráulico conectado junto com a ponte de superfície flexível 12 para controlar uma válvula de parada de emergência próxima ao topo da coluna de ascensão interna a partir do navio de contenção.

[00154] A FIG. 2 ilustra outra modalidade de sistema e método 101 que pode ser útil em determinadas situações. A modalidade 101 inclui um navio de superfície multiuso único 55 que combina muitas das funções e características dos navios 32, 34, 36, 38A-C, 40, e outros navios não ilustrados na FIG. 1, incluindo a função de separação anteriormente fornecida pelo navio 32, função de coleta anteriormente fornecida pelo navio 34, função de chama em 33, capacidade de desconexão rápida em 50, e almofada de helicóptero 31. Em determinadas modalidades o navio 55 pode ser um navio dinamicamente posicionado, embora não seja um requisito. Uma porção de uma ou todas de uma das áreas de coleta 34 pode funcionar como áreas de armazenamento e/ou descarga. Uma porção do navio 55 pode compreender o armazenamento da coluna de ascensão, para seções de

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45/91 colunas de ascensão flexíveis e/ou colunas de ascensão rígidas, e pode compreender o equipamento adequado para fazer as conexões das colunas de ascensão, por exemplo, seções rosqueadas, incluindo berços e similares, posicionados sobre, em, ao longo e/ou abaixo do navio 55. [00155] O navio 55 (assim como navios 32 e 34 na modalidade 100) pode incluir um sistema de transferência de fluido, como descrito mais completamente na procuração do cessionário N°. 41005-00, incorporada aqui a título de referência. O navio 55 também pode compreender equipamento de instalação submarino, guindastes, módulos, ou outro equipamento para desenvolver e/ou instalar um ou mais pianos de válvulas submarinos, por exemplo, ou para conectar os flexíveis das colunas de ascensão ao navio 55, ou a partir de um LRA a um piano de válvula submarino. O navio 55 pode incluir as porções ligadas ao navio de um sistema de inibição de hidrato, como descrito adicionalmente aqui. navio 55 pode compreender controladores de ROV, e instalações de armazenamento e remediação para um ou mais ROVs. Em determinadas modalidades, o navio 55 compreende todos os componentes, materiais e força de trabalho necessários para um esforço de contenção, descarte e/ou produção completo, sem a necessidade de outros navios.

[00156] As FIGS. 1A a 1C ilustram esquematicamente (FIG. 1B na seção transversal detalhada) uma modalidade de um sistema de acordo com a presente divulgação. FSR 2 é ilustrado em um ângulo a com relação à vertical O ângulo pode variar de 0 a 20 graus, que é considerado “quase vertical”. Outro ângulo, β, é definido como o ângulo entre a vertical e uma linha tangente ao canal flexível 12 próximo à superfície da água 20. O ângulo β pode variar de 0 a cerca de 60 graus. Um terceiro ângulo γ, definido como o ângulo entre vertical e o canal flexível 14 próximo à base da coluna de ascensão independente, pode variar de cerca de 5 a cerca de 60 graus, ou de cerca de 5 a cerca de 30 graus.

[00157] A FIG. 1A também ilustra o local de um sistema de

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46/91 monitoramento de tensão 52 no FSR 2, embora o local possa ser qualquer lugar ao longo de FSR 2, e pode compreender uma pluralidade de tais sistemas de monitoramento aleatoriamente e não aleatoriamente espaçados ao longo de FSR 2. FIG. 1C ilustra detalhes do sistema de monitoramento de tensão, ilustrando um conector 54 e um módulo de monitoramento de tensão 56.

[00158] A FIG. 1B ilustra os locais relativos da coluna de ascensão interna 60, coluna de ascensão externa 70, superfície externa 62 da coluna de ascensão interna 60, superfície externa 72 da coluna de ascensão externa 70, superfície interna 74 da coluna de ascensão externa 70, espaço anular 76, e caminho de fluxo 64 na coluna de ascensão interna 60. Centralizadores (não ilustrados) podem ser posicionados entre a coluna de ascensão interna 60 e a coluna de ascensão externa 70 ao longo do comprimento de FSR 2 como necessário da maneira conhecida. O isolamento sólido 80 é nesta modalidade colocado adjacente à pelo menos uma porção maior de superfície externa 72 da coluna de ascensão externa 70, e em determinadas modalidades, este isolamento sólido é adjacente à toda a superfície externa 72 da coluna de ascensão externa 70.

[00159] As colunas de ascensão eletricamente aquecidas podem ser uma opção em determinadas modalidades, embora, por razões operacionais associadas com a desconexão de emergência (QDC) ou cenários de evacuação por causa do clima, essa opção possa não ser muito atraente. O aquecimento elétrico significativamente pode complicar o projeto de QDC [00160] A circulação de um fluido funcional, como água quente, no espaço anular, e o isolamento sobre o piano de válvulas submarino, linhas de fluxo (incluindo canais submarinos flexíveis 12 e 14, e pontes flexíveis e conectores curvos mencionados aqui) e conectores, além de uma coluna de ascensão independente, são preferidos. A capacidade de bombear um fluido funcional, como metanol ou água aquecida, para dentro dos receptáculos da hot stab de ROV é outra opção, como

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47/91 também é a capacidade de bombear um fluido funcional como nitrogênio ou outra fase gasosa para o fundo da coluna de ascensão interna ou no piano de válvula submarino CDM para dentro dos canais submarinos flexíveis como uma maneira de obter o líquido por baixo de um plugue de hidrato real ou potencial, completo ou parcial ou outras restrições de fluxo. Em determinadas modalidades como a modalidade 100 ilustrada na FIG. 1, o sistema e método pode ser configurado para bombear metanol para o fundo da coluna de ascensão interna 60, no fundo do espaço anular 76, para dentro do flexível de fundo (submarino) 14, no topo da coluna de ascensão interna 60 e espaço anular 76 e dentro do canal flexível superior 12.

[00161] A FIG. 1D ilustra esquematicamente uma subventilação do adaptador do espaço anular 140 flangeado dentro de FSR 2 através de uma conexão de flange 141 e conexão rosqueada 143. O adaptador 140 fornece subventilação das válvulas do espaço anular 142, 144, e um painel da hot stab de ROV 151 para monitoramento da temperatura e pressão. Em determinadas modalidades, o FSR pode ser designado com a capacidade de circular a água quente para baixo no espaço anular entre as colunas de ascensão interna e externa usando um arranjo como ilustrado esquematicamente na FIG. 8A em 919, saindo nas válvulas 142, 144 sobre a subventilação do espaço anular. Embora seja considerado dentro da presente divulgação, este pode ser um arranjo um pouco mais complexo, exigindo duas pontes no topo da coluna de ascensão, uma para lidar com os hidrocarbonetos contidos e a outra para fornecer um canal para a água do mar aquecida ser distribuída para baixo do espaço anular.

[00162] Os cálculos de garantia de fluxo podem indicar que um FSR poderia ser designado com um revestimento de isolamento térmico de propileno com 3-polegas (7,6 cm) de espessura de 5 camadas aplicado à coluna de ascensão externa, enquanto o espaço anular entre as colunas de ascensão internas e externas pode ser deslocado com nitrogênio de baixa pressão. Durante a operação, este esquema pode

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48/91 substancialmente manter a temperatura dos hidrocarbonetos do BOP submarino 22 para chegar no navio de contenção 32. Detalhes adicionais desta modalidade de um LPvA são explicados em relação às FIGS. 3A a 3J.

Conjunto de Coluna de Ascensão Inferior (LRA) [00163] As FIGS. 2A e 2B são vistas transversais e de elevação lateral esquemáticas, respectivamente, de uma modalidade geral de um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) de acordo com a presente divulgação. O LRA 8 inclui um corpo geralmente cilíndrico CB, uma extremidade superior 8UE e uma extremidade inferior 8LE, e cinco conexões C1, C2, C3, C4, e C5 nesta modalidade. A conexão C1 é uma conexão mecânica e de fluido do corpo cilíndrico CB à coluna de ascensão 2. A conexão C4 é uma conexão mecânica do corpo cilíndrico CB a uma amarração submarina (não ilustrada) através de uma corrente ou outras travas funcionais 58. As conexões C2, C3, e C5 são conexões mecânicas e de fluidos de canais 8A, 8B, e 8C ao corpo cilíndrico CB através das portas 8P no corpo cilíndrico CB. As portas 8P se estendem de uma superfície interna 8IS para uma superfície externa 8ES do corpo cilíndrico CB.

[00164] Os canais 8A, 8B, e 8C podem ser, por exemplo, conjuntos de válvula de asa se conectando às fontes de hidrocarboneto submarinas, conexões às fontes de fluidos funcionais como fluido de garantia de fluxos, ou conexões a outro equipamento submarino ou de superfície. Conexões C2, C3, e C5 entre as portas 8P e canais 8A, 8B, e 8C podem ser conexões rosqueadas, conexões de flange, conexões soldadas, ou outras conexões, e elas podem ser as mesmas ou diferentes com relação ao tipo de conexão, diâmetro e formato, dependendo do diâmetro e formato das portas 8P; por exemplo, as portas 8P podem ter um formato selecionado a partir do grupo consistindo em entalhe, fenda, oval, retangular, triangular, circular e

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49/91 similares. A conexão CI pode ser uma conexão rosqueada, flangeada, soldada ou outra, e podem incluir um ou mais garras, pinça, anel de divisão, ou outras feições. Em determinadas modalidades, o LRA pode ter a capacidade de se conectar aos pianos de válvula e outro equipamento, como flexíveis, dentro de 270 graus do ângulo do raio da abordagem.

[00165] Outra modalidade de um LRA é ilustrada em várias vistas nas Figs. 3A-3J. FIG. 3 A é uma vista em elevação frontal do LRA 8, que nesta modalidade compreende um conector de braçadeira externo 102 conectado a uma cabeça de poço submarina 104 (como explicado adicionalmente em relação às FIGS. 3H-3J) e articulação de transição 105. A articulação de transição 105 é soldada sobre sua extremidade superior nesta modalidade ao fundo da cabeça de poço submarina 104, e a um forjamento inferior 106 incluindo duas conexões de flange usinadas 108 A e 108B e um olhal. As duas conexões de flange usinadas 108 A e 108B são substancialmente perpendiculares a um eixo longitudinal comum à cabeça de poço 104, articulação de transição 105 e forjamento 106, e as duas conexões de flange usinadas 108A e 108B definem portas de entrada de LRA. O forjamento inferior e olhal são uma peça 106 nesta modalidade, e a articulação de transição 105 é uma peça separada que solda o forjamento inferior 106 à cabeça de poço submarina 104.

[00166] Quando em uso, o olhal do forjamento da extremidade 106 acopla um conector U 119 e corrente de trava 58, levando ao conjunto de pilha de sucção 16 (não ilustrado na FIG. 3).

[00167] O LRA 8 compreende ainda um painel de hot stab de ROV 110 para operar o conector de braçadeira externo 102 ao fazer a conexão com a cabeça de poço submarina 104. O conector de braçadeira externo 102 pode ser um conector de braçadeira de linha fina ou ultra-fina como disponível comercialmente a partir de GE Oil e Gas, Houston, TX (antigamente Vetco); FMC Technologies, Inc, Houston, TX; e possivelmente outros fornecedores. Um desses

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50/91 conectores de braçadeira é descrito na Pat US. n°. 7.537.057. Aqueles versados na técnica entendem que conectores de braçadeira externos conhecidos são projetados com o entendimento de que a tensão do projeto no conector aumenta, o momento de torção admissível diminui em uma relação inversa. As curvas específicas para estas relações de capacidade estão disponíveis a partir dos fabricantes.

[00168] Um flange 111 pode conectar um restritor de dobra 1 12 e canal flexível submarino 14 a um reforçador de curvatura submarino de alta pressão 180, o último tendo um perfil interno 81 (ver FIG. 3F) que permite que o canal flexível submarino 14 seja fluidamente conectado com o conjunto do conector de conector curvo de LRA 107. Como ilustrado esquematicamente na FIG. 3F, reforçador de curvatura 180 pode envolver a conexão de flange 81 que conecta o canal flexível submarino 14 a um conector submarino de alta pressão 181, o último pode ser usado para mecanicamente e fluidamente se conectar ao canal 107B do LRA 8. O reforçador de curvatura 180 pode tomar o momento fora da conexão de flange 81 de modo que ele pode ser transferido diretamente a partir do restritor de dobra 112 ao conector submarino de alta pressão 181, que está vindo da extremidade superior do reforçador de curvatura 180. Os fluidos de contenção ou produção fluem para cima através do canal flexível submarino 14 e conexão de flange 81 em um conjunto de cubo 116B (dois conjuntos de cubo 116A e B são indicados nesta modalidade), e ainda através de um conjunto de válvula de asa de produção de LRA 114B (dois conjuntos de válvula de asa de produção 114A e B são indicados nesta modalidade, FIG. 3A).

[00169] Os conjuntos de válvula de asa de produção LRA 114A e B podem compreender, cada um, os respectivos cotovelos de bloqueio 109A e 109B, e Válvulas de gaveta manuais operadas por ROV 115A e 115B, assim como respectivos caminhos de fluxo 115C e 115D (FIG. 3F). Os painéis de hot stab de ROV 150A e 150B, respectivamente, podem ser fornecidos para monitoramento da temperatura e pressão. Um suporte estrutural de grampo submarino 118 pode fornecer suporte

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51/91 para os conectores submarinos 119A e 119B (como disponível a partir de Vector Subsea, Inc. sob a designação comercial OPTIMA). Um painel da hot stab de ROV 121 com uma montagem para conjunto de cubo cego 116A pode ser fornecido, que podem acomodar de sensores de monitoramento de temperatura e/ou de pressão. Quatro anéis de grua giratórios 123 também podem ser fornecidos no suporte estrutural 118 nesta modalidade.

[00170] A FIG. 3C é uma vista esquemática detalhada que ilustra parafusos hexagonais 94 soldados em 93 a um bloco de retenção de parafuso de grampo 95. O bloco 95 também pode ser soldado em locais 97 ao corpo do conector submarino 119B. Um arranjo similar pode ser incluído no conector submarino 119 A, mas não é ilustrado.

[00171] A FIG. 3D é uma vista em elevação lateral, e FIG. 3E é uma vista plana do LRA 8. Conector de conector curvo 107 pode girar através de um amplo ângulo como pode ser necessário durante a conexão do canal flexível 14, como visto a partir da vista plana, mas uma vez fixado pelo conector 119B este movimento pode ser restrito.

[00172] A FIG. 3F é uma vista transversal tomada ao longo da linha pontilhada da FIG. 3E, e ilustra determinadas feições internas do LRA 8, mais particularmente o caminho de fluxo do fluido de contenção, como indicado pelos numerais de referência 113, canal de cano curvo 107B (através do conector 107 A), 116C, 115C (através da válvula 115B e cotovelo de bloqueio 109B), e finalmente caminho de fluxo 64 através do conector de braçadeira interna 92 e coluna de ascensão interna 62. FIG. 3F também ilustra cinco ganchos do estojo (às vezes referido como na técnica como fixação) 103 pré-instalados na cabeça de poço submarina 104, o gancho mais superior travando o conector de braçadeira interna 92 na cabeça de poço submarina 104, como explicado adicionalmente em referência às FIGS. 3H a J. Em determinadas modalidades pode se um, dois, três ou mais ganchos 103. FIG. 3G indica a posição do isolamento térmico, designado INS, sobre as porções de LRA 8.

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52/91 [00173] Os detalhes adicionais desta modalidade de um LRA são ilustrados nas Figs. 3I e 3J, que ilustram o uso de dois ganchos de trava 704, 724. Além das feições anteriormente detalhadas, as FIGS. 3H e 3I ilustram uma pluralidade de hastes indicadoras de trava de conector 720 que podem viajar pra cima e para baixo e mostram se o conector de braçadeira externo 102 está aberto ou completamente travado. Também é ilustrada uma das duas placas de fixação mecânica secundárias 702 (a outra está escondida na FIG. 3H), assim como a tubulação OA 11 para o fluxo do fluido hidráulico através de hot stabs 110. As hot stabs e tubulação OA 11, que passam através da HOB de tampa de extremidade (ou através de outras portas externas no conector 102) são partes de um sistema de travamento ativo superior 102A para o conector de braçadeira externo 102. Um sistema de travamento passivo inferior 102F também pode ser incluído nesta modalidade. Um exemplo dos detalhes mecânicos e operação do sistema de travamento ativo superior 102A e sistema de travamento passivo inferior 102F são fornecidos na Pat. U.S. N°. 6.540.024. Em resumo, o sistema de travamento ativo superior 102A compreende uma luva interna 102C, um pistão móvel hidraulicamente, axialmente 102D, e um elemento de travamento superior 102E, que pode ser um anel de divisão, pinça, ou pluralidade de garras circunferencialmente dispostos dentro de uma câmara formada entre uma superfície interna dos conectores de braçadeira externos 102 e um porção inferior do pistão 102D.

[00174] Alguns detalhes de um sistema de travamento passivo inferior 102F do conector de braçadeira externo 102, assim como alguns detalhes dos conectores de braçadeira internos 92, são ilustrados esquematicamente em seção transversal na FIG. 3J. Ganchos de fixação 704 e 724 são fornecidos, o gancho 704 fornecendo cerca de 2 milhões de lbf (cerca de 0,9 milhões de Kgf) da capacidade de fixação nesta modalidade.

[00175] A FIG. 3J ainda ilustra um corpo externo ou luva do

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53/91 conector de braçadeira interna 708, e um corpo ou mandril interno 709. Um conjunto de garras de fixação 717 é fornecido para bloquear o gancho do estojo de fixação 704 ao invólucro de cabeça de poço submarino 104. Outro conjunto de garras de travamento 901 pode ser fornecido para travar o conector de braçadeira externo 102 ao invólucro de cabeça de poço submarino 104. Um conjunto inferior de garras de travamento 706 trava a luva 708 do conector de braçadeira interna 92 para o gancho do estojo de fixação 704, e assim também trava para o invólucro de cabeça de poço submarino 104. Um conjunto similar de garras de travamento superiores 740 trava o conector de braçadeira interna 92 à junta de tensão 2FJB e assim ao conector de braçadeira externo 102. Os conjuntos inferiores e superiores de garras podem fornecer uma trava secundária da coluna de ascensão para a cabeça de poço submarina 104 e podem manter a integridade da pressão com a vedação de nariz 92A completamente acoplada, assim o conector de braçadeira externo 102 deve se tornar destravado a partir da cabeça de poço submarina 104 por qualquer razão.

[00176] Também são ilustrados conjuntos de packoff 710, 711, e 715, e uma superfície de aterrissagem 712 sobre uma porção interna do gancho do estojo 704 para a aterrissagem da vedação de nariz do conector de braçadeira interna 92A. O packoff 711 pode incluir uma cunha 711A que pode forçar as garras 717 em um conjunto de sulcos correspondentes internos 717A do invólucro da cabeça de poço 104. As garras 901 podem ser posicionadas dentro de uma janela estriada 902 no conector de braçadeira externo 102. FIG. 3J ilustra ainda uma gaxeta da cabeça de poço 716. Como será compreendido por aqueles versados na técnica, uma ou mais das garras descritas aqui podem ser substituídas por um anel de divisão, pinça ou outro equivalente funcional.

[00177] O conector de braçadeira interna 92 pode ter uma vedação de nariz 92A, que pode ser Inconel e que pode vedar dentro da superfície de aterrissagem 712 do gancho do estojo 103. O conector de

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54/91 braçadeira interna 92 pode travar com as garras 706 tanto ao gancho de fixação 704 quanto à junta de tensão 2FJB a fim de criar uma conexão estrutural pré-carregada entre a cabeça de poço submarina 104 e conector de braçadeira interna e externa 102 e 92 (além do conector ativo externo se fixar à cabeça de poço - assim pode haver múltipla redundância). A vedação de nariz 92A pode fornecer integridade de pressão entre os caminho de fluxo interno 64 e espaço anular 76 entre as colunas de ascensão internas e externas 60, 70. Assim, como ilustrado na FIG. 3F, o óleo e gás a ser contido vindo através da ponte flexível submarina 14 através de uma passagem definida pela superfície interna 113 do flexível 14, entra no conjunto de válvula de asa através das passagens 107B e 116C, e flui através do cotovelo de bloco 109B e forjamento 106. Com a vedação de nariz 92A acoplada, os fluidos produzidos fluem ascendentemente através da coluna de ascensão interna 60 através da passagem 64 e para o URA, e finalmente através do canal flexível 12 para o navio de contenção 32. [00178] Outra modalidade de um conjunto de coluna de ascensão inferior é fornecida esquematicamente nas Figs. 4A-4G. Nesta modalidade, um membro substancialmente cilíndrico 220 pode ser fornecido, o qual pode ser um membro de aço de alta resistência forjado. O membro 220 pode ser conectado de modo fluido a uma junta de pup da coluna de ascensão de produção 221 através da junta de cruzamento inferior 222 e conector rosqueado 242. Um flange de olhal 223 pode permitir a conexão do membro 220 a um conjunto de pilha no fundo do mar. Suportes de grampo duplo 224A e 224B podem suportar conectores submarinos 225A e 225B, respectivamente. Dois conjuntos de válvula de asa de produção 226A e 226B podem ser fornecidos, e cada um pode ser conectado de modo fluido ao membro 220 através dos respectivos cotovelos de bloqueio 23 OA e 230B. Cada conjunto 226 A e 226B pode incluir uma válvula operada por ROV 227 A e 227B, respectivamente.

[00179] Um conjunto adicional ou subconjunto 228 pode ser

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55/91 fornecido, conectando de modo fluido ao membro 220 através de um cotovelo de bloqueio 229. O Conjunto ou subconjunto 228 podem fornecer uma conexão de fluido a uma fonte de um fluido funcional, como um fluido de garantia de fluxo ou outro fluido. Nesta modalidade, o cotovelo de bloqueio 229 pode ser menor do que os cotovelos de bloqueio 230A e 230B, mas isso não é necessariamente assim. Um conjunto de hot stab 231 pode ser fornecido para injeção de um fluido funcional. Nesta modalidade, o conjunto de hot stab 231 pode fornecer uma menor vazão do fluido funcional do que é possível através do conjunto 228, mas, mais uma vez isso não é necessariamente assim em todas as modalidades. Um canal de pequeno diâmetro 241 (FIG. 4G) pode permitir a entrega do fluido funcional [00180] A FIG. 4C ilustra uma vista em perspectiva de uma tubulação de produção ou estojo 232 que se conecta a uma superfície interna do membro 220. A tubulação de produção 232 pode incluir um anel de braçadeira 233 e um elemento de vedação 234, que pode ser um elemento de vedação do tipo S. O elemento de vedação 234 pode ser composto de Inconel ou outro metal resistente à corrosão. Como ilustrado ainda esquematicamente nas Figs. 4D e 4E, o anel de braçadeira 233 pode incluir pelo menos um conjunto de roscas internas 235 que casam com um conjunto de roscas na tubulação de produção 232. O anel de braçadeira 233 também pode incluir pelo menos um conjunto de roscas externas 236 que casam com as roscas sobre uma superfície interna do membro 220.

[00181] A FIG. 4E ilustra as válvulas operáveis por ROV em linhas duplas 237 A e 237B para injeção do fluido funcional (ou circulação para fora) incluídas na subventilação do espaço anular 228, que podem incluir um furo 238 que fornece acesso a um espaço anular entre tubulação de produção 232 e membro 220 e junta de cruzamento inferior 222. A conexão de flange 239 ou outra conexão pode ser fornecida para este fim. Cada conjunto de válvula de asa de produção 226 pode incluir um conector 240 (240A e B) que pode permitir conexão

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56/91 aos canais flexíveis submarinos, como ilustrado na vista plana da FIG. 4G. Os conectores 240A e 240B podem ser conectores conhecidos sob a designação comercial OPTIMA, disponível a partir de Vector Subsea, Inc.

[00182] A FIG. 8C é uma vista em elevação lateral de outro conjunto LRA de acordo com a presente divulgação. Esta modalidade de LRA pode incluir um carretel de entrada de aço de alta resistência, forjado 920, um conector 921 e conector de conector curvo 944, flange de API submarino 945, carretel da tubulação 946, conector submarino de alta pressão 180, outro flange de API submarino 111, restritor de dobra 112, e canal flexível submarino 14 que podem se conectar a uma fonte submarina de hidrocarbonetos (não ilustrada). Outro conector 947 no carretel de entrada 920 pode permitir a conexão a uma fonte do fluido funcional [00183] A FIG. 8D ilustra, em seção transversal denotada 8D-8D na FIG. 8C, detalhes desta modalidade de LRA, ilustrando um conector de braçadeira interna 92 pousado sobre a superfície interna do carretel de entrada 920. Os mecanismos de travamento 930 permitem que o conector de braçadeira interna 92 se conecte liberavelmente ao carretel de entrada, enquanto uma vedação de O-ring 928 pode fornecer uma vedação a prova de fluido entre os furos do conector de braçadeira interna 92 e espaço anular 76. A junta flexível 2FJB pode ser conectada ao carretel de entrada de maneira conhecida, por exemplo, por anéis de divisão, pinças, ou garras como descrito aqui para outras modalidades.

Conjunto de Coluna de Ascensão Superior (URA) [00184] A FIG. 5 é uma vista lateral em elevação esquemática, com porções em corte, de uma modalidade geral de um conjunto de coluna de ascensão superior 6, de acordo com a presente divulgação. O conjunto de coluna de ascensão superior (URA) 6 pode ser um membro geralmente cilíndrico incluindo uma extremidade superior 6UE e uma

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57/91 exremidade inferior 6LE, e pode definir um furo interno geralmente indicado em 6IB. URA 6 pode compartilhar um furo em comum com a coluna de ascensão 70 e pode compartilhar mais de um furo em comum com a mesma. Os canais 6A e 6B podem fluidamente conectar o URA através de portas de extração 60T, o canal 6A sendo conectado de modo fluido a um furo da coluna de ascensão interna 60 enquanto o canal 6B fluidamente se conecta com um espaço anular criado pelo furo interno 6IB e coluna de ascensão interna 60 que se conecta a uma superfície interna do URA 6 de uma forma que não é ilustrada. A extremidade superior 6UE do URA pode ser conectada a um dispositivo de flutuabilidade perto da superfície (não ilustrado) através da amarra de corrente ou outro conector 127.

[00185] As FIGS. 6A e 6G incluem várias vistas, algumas em seção transversal, de uma outra modalidade de um conjunto de coluna de ascensão superior, de acordo com a presente divulgação. A FIG. 6H é uma vista esquemática em perspectiva, e As Figs. 6I e 6J são vistas em seção transversal, de uma porção do conjunto de coluna de ascensão superior da modalidade das FIGS. 6A e 6G; A FIG. 6K é uma vista em perspectiva de uma porta de teste de vedação. URA 6 nesta modalidade inclui uma cabeça de tubulação 122, que pode servir como fluido e conexão mecânica entre a cabeça do revestimento e junta de haste 124 (tal como disponíveis de GE Oil & Gas, Houston, Texas) e um carretel adaptador de perfuração 120. O carretel adaptador de perfuração 120 e a cabeça de tubulação 122 podem ser conectados mecanicamente juntos, utilizando uma pluralidade de conjuntos de fixação 120A, enquanto a cabeça de tubulação 122 e a junta de haste 124 podem também ser conectadas mecanicamente através de uma segunda pluralidade de conjuntos de fixação de 122B [00186] Os conjuntos de fixação 120A e 122B podem ser iguais ou diferentes, e podem ser conjuntos de parafuso de fixação ou outros conjuntos de fixação de conhecidos na técnica. Um exemplo não limitativo de um conjunto de parafuso de fixação é fornecido na Patente

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US n° 4.606.557.

[00187] Pode também estar incluído na modalidade um adaptador de flange da manilha 126, forjamento final do olhal 128 e U-link 125 que podem proporcionar uma conexão para a amarra de corrente 127. Para os fins da presente divulgação, a cabeça de tubulação 122 pode ser usinada com uma conexão de flange de 5-1/8” (13 cm) 10K de American Petroleum Institute (API), e conjunto de válvula de asa de produção 136 pode ser fixo com uma válvula de interrupção de emergência de 5 polegadas (13 centímetros) 10.000 psi (70 MPa) hidraulicamente atuada, 137B, e uma válvula de interrupção de emergência ROV operados 10.000 psi (70 MPa), 131. O monitoramento da pressão e da temperatura do painel de porta hot stab de ROV 139 pode ser proporcionado, bem como a porta de injeção de nitrogênio (ou outro fluido) e o painel ROV 152 para o espaço anular da , e tubulação 158 para a injeção de nitrogênio ou outro gás atmosférico no espaço anular, bem como a pressão, a temperatura e portas de escorrimento (através do painel de acesso ROV 153) entre as válvulas no caminho do fluxo de produção, bem como um painel ROV do disco de ruptura 156.

[00188] Um ou mais portas hot stab de ROV e medidores de pressão, entre as duas válvulas ESD no URA podem ser fornecidss, de modo a circular fluido funcional de volta, através de canal flexível 12 para a estrutura de superfície e para drenar a pressão da linha, se necessário (enquanto mantém a primeira válvula fechada). Um suporte de sustentação umbilical 155 pode ser fornecido. Uma série de portas de corte 130 pode ser fornecida na cabeça de tubulação 122 (ver Figura 6C), assim como uma pluralidade de portas de intervenção 135. Uma conexão de flange 133 pode ligar um conector submarino de alta pressão 184 a um restritor de curvatura 134. Em certas modalidades um carretel inicial 138 e um adaptador restritor de curvatura 157 podem ser fornecidos. Um olhal de elevação 129A, pode ser fornecido para a elevação do conjunto de válvula de asa de produção 136, mas não quando o canal flexível submarino 12 estiver ligado.

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59/91 [00189] A FIG. 6D, é uma vista em elevação lateral de URA 6 e A FIG. 6E é uma vista em seção transversal através do corte A-A da FIG. 6D. Como ilustrado na FIG. 6E, um dispositivo de suspensão ajustável URA 159 é fornecido nesta modalidade. Também indicado é o caminho do fluxo de contenção de líquidos, primeiro para cima, através do furo 64, então lateralmente através da passagem 137D no cotovelo de bloco 137A e conexão 132, em seguida, para baixo através de uma passagem 137C na válvula 137B e na passagem 131A na válvula 131 e, finalmente, fora do URA pelo caminho do fluxo 184B no conector submarino 184A, que pode ser conectado ao canal flexível 12 pelo flange 184C, e caminho de fluxo 12A por meio do canal flexível 12 para o navio de contenção 32 na superfície do mar.

[00190] A FIG. 6F é uma vista plana de URA 6, que ilustra detalhadamente algumas das características mencionadas anteriormente.

[00191] A FIG. 6G é uma vista em perspectiva esquemática do URA 6, que ilustra a colocação opcional do material isolante, INS, em torno das válvulas 137B e 131, bem como a tubagem associada. O INS isolante pode ser igual ou diferente ao utilizado como isolante úmido 80 ilustrado na FIG. IB.

[00192] Mais detalhes sobre esta modalidade de um URA são ilustrados nas FIGS. 6H-6K. Uma porta de injeção de nitrogênio 158A é ilustrada, bem como uma porção inferior 122A da cabeça tubulação122, a porção inferior inclui uma porta de teste de vedação 718. Ainda é ilustrado um anel de vedação 720 entre a cabeça da tubulação 122 e da cabeça de revestimento 124, um vedante de metal com metal 722, um perfil de ferramenta de torque 724, uma conexão de cruzamento 726, e um anel de carga de suporte do gancho 728, bem como um packoff 730. A FIG. 6J ilustra ainda um forjamento de URA 734 com portas 732 nele adequadas para medir a pressão e a temperatura. Finalmente, um anel de vedação 736 é ilustrado posicionado entre o carretel adaptador de perfuração 120 e a cabeça de

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60/91 tubulação 122. A FIG. 6H e 6I ilustram a cabeça do revestimento e junta de haste 124 que compreende uma parte inferior da cabeça de revestimento 124A e uma junta de haste 124B soldada em 124C para a parte inferior da cabeça de revestimento 124A.

[00193] As FIGS. 7A e 7B são vista em perspectiva frontais e traseiras esquemáticas de outra modalidade de conjunto de coluna de ascensão superior (URA) de acordo com a presente divulgação; a FIG. 7C é uma vista em elevação lateral desta modalidade, A FIG. 7D é uma vista em seção transversal da modalidade das FIGs. 7A e 7B; e A FIG. 7E é uma vista em seção transversal detalhada de uma porção da vista em seção transversal da FIG. 7D. Esta modalidade de URA difere das modalidades de URA anteriores principalmente porque esta modalidade permite a circulação de um fluido funcional, tal como a água quente, por meio do espaço anular. Nas modalidades de URA anteriores, duas das grandes válvulas de asa e as passagens de diâmetro grandes foram substituídas por funcionalidade de stab de ROV para injetar um fluido funcional, tal como nitrogênio.

[00194] Na modalidade ilustrada nas FIGs. 7A e 7E, outro canal flexível (não ilustrado por razões de clareza), pode ser conectado ao URA pelo conector submarino 818 e estender-se a um navio de superfície, se a circulação contínua ou semicontínua no espaço anular for desejada. Um carretel de extração 804 pode ser fluidamente conectado a um carretel de gancho 803. O carretel de gancho, por sua vez, pode estar conectado a uma junta de reforço cônica 802, que não é uma parte do URA per se, mas é ilustrado por completo para mostrar como o URA conecta-se a um sistema de coluna de ascensão Uma manilha 806 e uma amarra de corrente 807 podem permitir que o URA esteja mecanicamente conectado a um dispositivo de flutuabilidade perto da superfície (não ilustrado).

[00195] Como melhor ilustrado na FIG. 7D, um cotovelo de bloco

808 pode incluir um furo interno 808A, que se cruza com e é substancialmente perpendicular a um furo 804A no carretel de extração

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804. Também incluído nesta modalidade está um cotovelo de bloco 809 e um furo interno 809A que é também substancialmente perpendicular ao furo 804A, mas que não cruza o furo 804A. Um canal curvo 810 pode fornecer um caminho de fluxo de hidrocarbonetos, em combinação com o furo de cotovelo 808 A, a primeira válvula de interrupção de emergência 811 e a segunda válvula de interrupção de emergência 812. Uma saída 813 no conector 813A se conectaria a um canal flexível submarino 12 para operações de produção ou contenção. O conector 813A pode ser um conector conhecido sob a designação comercial OPTIMA, ou outro conector adequado para utilização submarina. Uma conexão ROV 814 é fornecida para a operação do conector 813A. Uma válvula de escape 815 pode também ser fornecida, servindo para permitir o fechamento no URA, liberando o conteúdo do conjunto de conector curvo 810, e recuperando o flexível submarino, por exemplo, para reparação ou substituição.

[00196] As válvulas 816 e 817 podem ser fornecidas para a circulação do espaço anular e/ou produção e/ou injeção de fluido funcional através do conector 818. Um fluido funcional pode ser entregue dentro do espaço anular através do conector 818 e válvulas 816 e 817d e sair através do espaço anular subventilado, tal como ilustrado na FIG. 1D. As válvulas 816 e 817 podem ser operáveis com ROV. Um fluido funcional pode também ser injetado no espaço anular através de outra válvula operável por ROV 819 e conector 820, que pode ser um conector de flange.

[00197] A FIG. 7E é uma vista em seção transversal detalhada de uma área onde o carretel de extração 804 e o carretel de gancho 803 de conectam. Dois arranjos de vedação de aneis e retenção de fio 822 podem fornecer vedação dupla entre o fluido fluindo no furo 825A na produção de cunhas de manutenção 824 da câmara 827 e tubulação 825 . Um anel de fixação 823 fixa a cunha de manutenção 824 na posição. Incluem-se ainda uma passagem 826, que pode permitir o acesso ao anel de vedação e os arranjos de retenção de fio 822.

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62/91 [00198] Outra modalidade de um conjunto de coluna de ascensão superior, de acordo com a presente divulgação, é ilustrada esquematicamente em elevação lateral na FIG. 8A. URA 6 inclui um carretel de extração do furo de produção 910 fluidamente e mecanicamente conectado a um canal 911 e a uma tubulação de produção 913. A tubulação de produção 913 pode ser fluidamente conectada a um restritor de curvatura 134 através de um flange de API submarino 905, um conector submarino de alta pressão 184, outra conexão de flange de API submarino 133 e, opcionalmente, um conector submarino QDC 950 (por exemplo, tal como disponível a partir de Vector Subsea, Inc. sob a designação comercial OPTIMA) O restritor de curvatura 134 pode conectar-se a um canal flexível submarino 12, que pode estender-se num loop de catenária para um navio de superfície de forma conhecida. Uma ESD 915 pode ser fornecida na seção de tubulação 911, que é operável por ROV. Um suporte de sustentação 916 pode ser fornecido, ao qual se soma uma tubulação de suporte 913 a um ângulo σ, que pode também sustentar uma blindagem curva 942, que proporciona uma barreira mecânica entre os conjuntos laterais. O ângulo σ pode variar de 0 a cerca de 180 graus, ou a partir de cerca de 30 graus e cerca de 90 graus, ou entre cerca de 30 a cerca de 45 graus. A tubulação 911 fluidamente se conecta a um adaptador 926, que por sua vez se conecta a carretel de gancho 912 por meio de um flange API 917, cabeça de revestimento 124 através de outro flange API 918, junta de haste 124B soldada à cabeça de revestimento 124, e coluna de ascensão 2 roscada na junta de haste 124B. O carretel de extração 910 pode incluir um flange de manilha 127 permitindo uma conexão com uma amarra de corrente 125 e um dispositivo de flutuabilidade perto da superfície (não ilustrado).

[00199] Outra característica desta modalidade, ilustrada na FIG. 8A, é oferta de uma conexão 906 no carretel de gancho 912 para conectar um conector curvo 907, flange API 908, tubulação 909, conexão de alta pressão submarina 940, outro conector API submarino

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940 e flange API 941, e restritor de curvatura 923 para um flexível submarino 919 para distribuição de água quente dentro do carretel de gancho 912 da estrutura de superfície e, assim, dentro do espaço anular 76 (FIG. 8B). A água aquecida sairia por uma subventilação no espaço anular, como ilustrado na FIG. 1D.

[00200] A FIG. 8B ilustra, em seção transversal denotada por 8B-8B na FIG. 8A, os detalhes desta modalidade de URA. Uma coluna de ascensão interna 60 é ilustrada posicionada dentro do adaptador 926, carretel de gancho 912, cabeça de revestimento 124, criando um espaço anular 76 entre uma superfície interna 912A do carretel de gancho 912 e a coluna de ascensão interna 60. Um par de vedação de O-ring 925 veda a coluna de ascensão interna 60 no adaptador 926. Um ou mais cunhas de blindagem 924 entre uma superfície interna inclinada 943 de carretel de gancho 912 e uma coluna de ascensão interna 60, segurando firmemente a coluna de ascensão interna 60 no carretel de gancho 912.

[00201] A FIG. 9 é um P&ID de um sistema de coluna de ascensão independente concêntrica da modalidade dentro da presente divulgação. As válvulas indicadas com coloração preta, a cheio indicam que a válvula está normalmente fechada. A linha de acesso de nitrogênio 160 pode ser fornecida para a remediação de hidrato da coluna de ascensão interior 60. A linha 160 se conecta através de um conector submarino 182. Um disco de ruptura 162 pode ser fornecido, a uma pressão definida adequada para as condições, mas em uma modalidade pode ser fixa em 4.740 psia (32 MPa). O disco de ruptura 162 pode ser parte de um sistema de válvula de segurança de pressão 164 para o espaço anular 70. Vários medidores de pressão Gl, G2, G3, G4, G5, G6 e G7 podem ser fornecidos, bem como portas de hot stab de ROV 161, 163,

165, 167, 169, 171, 173, 175, e 177, como indicado. As portas de hot stab de ROV podem ser únicas ou múltiplas. Uma porta de esgotamento de pressão de hot stab de ROV 186 pode ser fornecida nesta modaliade.

[00202] As FIGs. 10A e 10B ilustram vistas em perspectiva

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64/91 esquemática de uma modalidade do conjunto de pilha de sucção 200 útil nos sistemas e métodos de acordo com a presente divulgação, incluindo um revesti-mento cilíndrico 202, um prato de topo 204, uma ligação de flange 206 para bombear a água do mar para dentro ou fora do revestimento cilíndrico 202 e vários conectores para ajudar a manipular a pilha de sucção 200. Uma conexão cônica 210 e extensão vertical 212 podem fornecer orientações para aterrar um pistão 214, como disponível a partir de Balltec, de Lancashire, no Reino Unido. Uma extensão do olhal 216 e o conector em U podem permitir a conexão da pilha de sucção ao LRA usando correntes de amarra 117. A instalação da pilha de sucção 200 no fundo do mar pode prosseguir pelo bombeamento da água do mar a partir do dispositivo através da conexão 206. A pressão submarina força o revestimento cilíndrico 202 para o fundo do mar. Tais métodos de instalações são conhecidos e são discutidos, por exemplo, no pedido de patente publicado US 2002/ 0122696.

[00203] A FIG. 11A é uma vista em perspectiva esquemática do revestimento cilíndrico da pilha de sucção 202 ilustrado esquematicamente na FIG. 10 fixo a um LRA via amarra de corrente 117, ilustrando uma posição possível de uma ventilação no espaço anular AVS logo acima do LRA, com a FIG. 11B sendo uma vista em perspectiva adicional da modalidade LRA 8 e a subventilação do espaço anular AVS, ilustrando as válvulas de subventilação do espaço anular 142 e 144.

[00204] Em várias modalidades, os sistemas de FSRs podem ser ancorados no fundo do mar 10 por meio de um conjunto de pilhas de sucção, tal como ilustrado na FIG. 11 A. As pilhas de sucção podem ser idênticas ou diferentes. Em uma modalidade, elas podem ser de 14 pés de diâmetro e 70 metros de comprimento. A nova ferramenta de manipula-ção de seguidor de sucção Balltec macho pode ser usada com o receptáculo fêmea existente na pilha de sucção. Uma vez que a pilha de sucção é inserida no fundo do mar, a mesma pode ser ancorada ao

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FSR por meio de um conector de Balltec, as manilhas e amarra de corrente, tal como ilustrado. As correntes de amarra de fundação podem ser selecionadas para acomodar a tensão de base máxima de 550 kips (2450 KN) (isto é, revestimento da maior carga de sobrevivência). A pilha de sucção pode ser projetada para um fator de segurança de retirada mínimo de 3 sobre esta tensão de base máxima. [00205] Em uma modalidade semelhante à ilustrada nas FIGs. 3A e 3J, o peso de LRA pode ser de cerca de 30 kips (130 quilonewtons), em ar, 26 kips (116 quilonewtons) submerso, e pode ser fixo a uma pilha de sucção com 90 pés de cadeia R-4 de 117 milímetros com uma resistência à ruptura 2.915 kips (13.000 quilonewtons) e uma manilha Crosby G-2140 de 250 toneladas (cerca de 227.000 kg) com uma resistência à ruptura de 2.750 kips (12.200 quilonewtons). O LRA, nesta modalidade, pode ser constituído por uma cabeça de poço submarina Vetco H-4 de 15K, especialmente maquinada com entradas de 2 x 7-1/6 polegadas (5 x 18 cm) 10.000 psi (70 MPa) para acomodar várias pontes flexíveis ou, como ilustrado na FIG. 3, um produção de ponte e uma interface ROV para injeção de metanol.

[00206] As FIGs. 12A, 12B e 12C são vistas em perspectiva esquemáticas de um subsistema de braçadeira de tempestade, um sistema de posiciona-mento da coluna de ascensão, e subsistema de monitoração da tensão da coluna de ascensão, de acordo com a presente divulgação. O subsis-tema de braçadeira de tempestade ilustrado na FIG. 12A compreende uma braçadeira da coluna de ascensão 250, extensão hori-zontal 252, braçadeira de ponte flexível (operável por ROV) 254 (total de quatro em uma modalidade). A braçadeira de ponte 254 pode compre-ender as guias 255, 256 que servem para orientar o canal flexível para a braçadeira de ponte flexível 254. O sistema de posicionamento da coluna de ascensão pode compreender uma braçadeira de posição da coluna de ascensão 258 e um par de fontes acústicas ou sinalizadores 260, 262. Sinalizadores beacons acústicos adequados estão disponíveis na Sonardyne

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International Ltd do Reino Unido, e de Sonardyne Inc., Houston, TX. O posicionamento acústico é bem conhecido e não necessita aqui de mais explicações, no entanto, a sua utilização em sistemas e métodos de descarte e contenção submarina é conhecido.

[00207] A FIG. 12C ilustra um sistema de monitoramento de tensão 52, incluindo um conector submarino 54, módulo de monitoramento de tensão 56, e sinalizadores acústicos 264 e 265. Como notado, tais sinalizadores são comercialmente disponíveis e o monitoramento da tensão da coluna de ascensão é conhecido, no entanto, não nos métodos de descarte da contenção submarina.

[00208] No caso de um evento de desconexão planejada ou não planejada, o canal de ponte flexível superior pode ser projetado para ser reduzido de maneira controlada para o lado do FSR e forçado nas braçadeiras de ponte flexível pelo ROV. A braçadeira de posição da coluna de ascensão com dois sinalizadores acústicos pode ser implantada em qualquer parte da coluna de ascensão, mas em uma modalidade, pode ser implantada perto do topo da coluna de ascensão. Estes sinalizadores podem ser integrados com os sistemas de posicionamento dinâmico de contenção do navio (DP), a fim de fornecer a localização relativa contínua do topo da coluna de ascensão que pode alimentar diretamente para controle dos limites da manutenção de posicionamen-to dos navios. A unidade de monitoramento da tensão da coluna de ascensão pode ser instalada em qualquer lugar ao longo do comprimen-to da coluna de ascensão e em vários locais. Em uma modalidade, a unidade de monitoramento da tensão da coluna de ascensão pode ser instalada no exterior da coluna de ascensão com 2 sinalizadores acústicos de transmissão dos valores de tensão para o navio de contenção em intervalos contínuos predefinidos.

[00209] As FIGs. 13A e 13B são vistas em perspectiva esquemática de um conjunto de flutuabilidade útil nos métodos e sistemas da presente divulgação. Uma grade 270 pode ser fornecida, juntamente com um canal de suporte central 271, e uma fenda 272 na superfície de

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67/91 topo 281 do cilíndrico de caixa de ar primário 280 da caixa de ar 18. Um olhal 273 pode ser fornecido, juntamente com uma amarra de corrente 274 e um equipamento tensionador 275. A FIG. 13C ilustra como o conjunto de flutuabilidade pode conectar-se ao conjunto da coluna de ascensão superior (URA), e ilustra uma conexão de enchimento e elevação para uma caixa de ar auxiliar 19 e seu cilindro

23. A caixa de ar auxiliar 19 pode incluir um topo 25 incluindo uma vávula de enchimento 21 para enchimento e um fundo 27.

[00210] A FIG. 14 é uma representação gráfica da caixa de ar de flutuabilidade requerida (em libras) como uma função da profundidade da água submarina (em metros). A linha indica a quantidade da tensão da caixa de ar requerida.

[00211] A FIG. 15 é uma vista em perspectiva esquemática de outro conjunto de flutuabilidade da caixa de ar 300 que pode ser útil em certas modalidades, compreendendo quatro cilindros não integrais 302, tendo cada, um topo 304, e um suporte de fundo 306 para cada cilindro 302. Cada cilindro pode incluir quatro câmaras, mas eles podem conter mais ou menos câmaras. Cada cilindro pode ter de 16 pés (4,9 m) de diâmetro, mas pode ter mais ou menos em certas modalidades. Cada cilindro pode ter um comprimento de 45 pés (13,7 m), nesta modalidade, mas em certas modalidades podem ter mais ou menos comprimento. A modalidade 300 pode também incluir uma superfície de topo ou teto 308, uma amarra 310, e um canal de suporte central 321. O equipamento 300 pode incluir suporte de fundo 314 (quatro nesta modalidade) e dois painéis de suporte de topo 316 sustentado por escoras 318. A FIG. 15 ilustra um projeto conceitual para uma caixa de ar que pode fornecer flutuabilidade suficiente para um sistema de contenção FSR mesmo em 10.000 pés (cerca de 3.000 m) de profundidade de água. Em profundidades menores, menos câmaras podem ter que ser arejadas, criando redundância adicional do sistema global Shilling, et al., “Development of Fatigue Resistant Heavy Wall Riser Connectors For Deepwater HPHT Dry Tree Riser Systems”,

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OMAE2009-79518.

[00212] A FIG. 16 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de descarte de contenção baseado na coluna de ascensão independente de acordo com a presente divulgação, que inclui quatro vias para fluidos de fonte submarina para quatro estruturas de superfícies separadas. Junto com as características mencionadas anteriormente (FSRs 2 e 4 e suas estrutura de superfície associados), esta modalidade pode incluir uma estrutura de superficie 40, que pode aceitar fluidos de um fonte submarina através de um receptáculo de furo polido seguro no fundo do mar (PBR), haste de vedação, conjunto de coluna de ascensão e piano de válvulas PBR (PBRM). A coluna de ascensão pode ter uma haste de vedação fixa à sua extremidade distal, e a haste de vedação pode então ser fixa no PBR. O PBR pode ser ancorado no fundo do mar 10 por sua própria pilha de sucção 16. As modalidades de um PBR, coluna de ascensão, e arranjo da haste de vedação são descritas mais detalhadamente no pedido pendente número de série 61479695, depo-sitado em 27 de abril de 2011. Outra estrutura de superficie 40A pode aceitar uma fonte submarina de fluidos através de uma coluna de ascensão separada 1 do CKM 28 e linha de reboco C do submarino BOP 22. Separadamente, o PBR, a haste de vedação, a coluna de ascensão separada 1 podem receber fluidos da fonte submarina da linha de paralisação K do submarino BOP 22, os fluidos que passam por CKM 28 e CDM 26, em seguida, através de PBR, a haste de vedação, coluna de ascensão para a estrutura de superfície 40.

[00213] A FIG. 16 também ilustra, geralmente, onde um sistema de injeção dispersante automático submarino (SADI) pode residir no fundo do mar 10. Em uma modalidade, o SADI pode compreender um ou mais balões flexíveis cheios ou parcialmente cheios com o produto químico disper-sante ou mistura química. Cada balão pode ser equipado com um peso na sua superfície superior, de modo que, se um disco de ruptura falhar no sistema de descarte da contenção, ou outro evento de

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69/91 baixa de pressão ocorra no sistema, o produto químico dispersante pode ser automaticamente disperso na proximidade do equipamento de vaza-mento para dispersar os hidrocarbonetos e outros materiais, tais como fluidos de perfuração, na água do mar até que o sistema de descarte da contenção compreendendo a coluna de ascensão, LRA, e URA possa ser implantado de acordo com o ensinamento da presente divulgação.

[00214] A FIG. 17 é uma ilustração esquemática mais detalhada de uma moda-lidade do sistema de descarte e de contenção da presente divulgação e, em particular, ilustra como um sistema de inibição de hidrato (HIS) pode ser integrado nos sistemas e métodos. A FIG. 17 ilustra a linhas de fornecimento produto químico inibidor de hidratos 330 fornecendo produto químico para a tampa da pilha de BOP 24, BOP 22, e canais flexíveis submarinos 14 através do CDM 26. Quando circula-se o produto químico, ele pode retornar ao navio 38A através de uma linha de retorno 332. O HIS é descrito detalhadamente a seguir com referência às Figuras 26 e 27.

[00215] A FIG. 18 é um diagrama esquemático detalhado de um piano de válvulas ataque/paralisação (CKM, 28) úteis nos sistemas e métodos da presente divulgação. Esta modalidade refere-se à Figura 18 para detalhar As FIGs. 18A, 18B e 18C como indicado. Por exemplo, a linha de paralisação 336 pode incluir uma ligação com a hot stab detalhada melhor na FIG. 18A; cabeças A e B em CKM podem incluir conectores referenciados em mais detalhe na FIG. 18B e linhas ataque/paralisação no BOP podem utilizar conexões, conforme descrito na FIG. 18C. As FIGs. 18A, B, e C ilustram conexões de hot stab 352A, B e C, que podem ser hot stabs padrões API 17H. Uma válvula de globo 353 de 1/4 de volta é fornecida na modalidade da FIG. 18A. A leitura da pressão pode ser tomada em linha de paralisação 336 usando o medidor de pressão PG (Figura 18A) e hot stab 352A, enquanto os hot stabs 352B e 352C podem permitir que outros parâmetros da linha de paralisação sejam medidos, por exemplo, temperatura, viscosidade e

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70/91 semelhantes. Da mesma forma, esses parâmetros podem ser medidos usando os arranjos ilustrados nas FIGs. 18B e C na linhas de reboco/paralisação levando a partir do CKM, na redondeza das braçadeiras submarinas operadas por ROV 356. Um controlador indicador de pressão, PIC, pode se fornecido na FIG. 18A, o que pode permitir o controle da pressão por meio da telemetria a partir da superfície.

[00216] A FIG. 19 é um diagrama esquemático P&ID de um LMRP, pilha de BOP, e coletor de descarga de lixo (JSM) 360 útil em certas modalidades dos sistemas e métodos da presente divulgação. JSM inclui, nesta modalidade, as cabeças principais 361 e 362, e através de ligações cruzadas 363, 364. Pilha de BOP inclui um conector de pilha 365 para a cabeça do poço, um conjunto de gavetas cegas de teste 366 e dois conjuntos de gavetas cegas de tubulação 367, gavetas cegas de cisalhamento do revestimento 368, gavetas cegas cegos/de cisalhamentos 369, um conector de tubo ascendente 370 e um pilão anular inferior 372 e superior 373. Uma junta de reforço da coluna de ascensão 374 se conecta a um adaptador de coluna de ascensão 375. Uma subventilação de espaço anular 376 é indicada na coluna de ascensão 2. Também descrito é um pod amarelo substituto 277 (fornecido por SCM).

[00217] A FIG. 20 é um diagrama esquemático, parcialmente em seção transver-sal, de painéis de controle associados e uma pilha de BOP úteis em certas modalidades dos sistemas e métodos da presente divulgação. Além das características discutidas anteriormente, A FIG. 20 divulga uma série de painéis de controle operados por ROV 380A380E, associados com as várias válvulas e portas operadas por ROV para executar várias funções. Por exemplo, um painel de paralisação 390 pode ter um conjunto de conexões operadas por ROV, detalhado na caixa 380 A, incluindo as portas para abrir e fechar válvulas de paralisação internas e externas, e uma válvula de três vias para descarga de glicol/metanol, bem como um conector de acoplamento a úmido de 12 pinos. Um painel de reboco 391 pode ter um conjunto de

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71/91 conexões operadas por ROV, detalhado na caixa 380B, incluindo portas para abrir e fechar válvulas de paralisação internas e externas, e uma válvula para sondas de HPHT. O painel BOP de gaveta cega dupla 392 pode ter portas para fechar e abrir gavetas cegas de cisalhamento superior 369. Um painel BOP de gaveta cega única 393 pode incluir controles detalhados na caixa 380D para fechar e abrir a gaveta cega de cisalhamento menor 369. Um painel de controle de hidrato 394 pode incluir destrave primário, destrave secundário, trava, uma liberação de gaxeta auxiliar, e um controle de porta de limpeza de hidrato incluindo uma linha de abastecimento de hidrato 381, conforme detalhado na caixa 380E para conexão de cabeça de poço 365. O painel ESD 395 pode incluir opções de painéis para uma trava de intervenção ROV 383 o, um destrave de intervenção ROV 384, um abastecimento piloto de hot stab de ROV 385, um abastecimento piloto da superfície controla 386, guias de vôo 387 para painéis e/ou patins acumuladores, e uma conexão de abastecimento de superfície mínima de ½ polegadas , 388. [00218] O abastecimento piloto pilota válvulas solenóide submarinas através de linhas de reposição dedicadas em um umbilical IWOCS (não ilustrado). As válvulas de solenóide quando pilotadas podem dirigir o fluido pressurizado a partir de acumuladores de locais 396 no fundo do mar para o atuador de válvula, de gaveta cega ou conector correspondente. Acumuladores submarinos locais 396 podem fornecer pressão hidráuli-ca via uma linha de canal hidráulico (não ilustrada) a partir de um navio de superfície. O corte e desconexão de emergência podem ser conseguidos através de um sinal elétrico ou acústico direto. O sinal acústico pode ser parte de um pacote de deadman acústico tendo transceptores acústicos e uma unidade de controle acústico (não ilus-trada).

[00219] A FIG. 21 é um diagrama esquemático P&ID de uma interface de fonte 400 útil em certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação. Detalhados na FIG. 21 estão o reboco submarino 402, ventilação de reboco submarino 403, uma conexão de

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72/91 mini-Cameron e cubo de reboco submarino 404, e uma conexão miniCameron e cubo de paralisação submarina 405. As válvulas de paralização e reboco submarino estão ilustrados em 406, 408. Um hot stab API 17D é incluído no painel operado por ROV 410. Outro painel operado por ROV 410 e receptáculo de Moffat hot stab estão incluídos para redundância na linha 340A, que está ligado à linha 240B por um flange 412 de API. Um par de conectores mini-Cameron está associado com o Pacote de Coluna de Ascensão Marinho Inferior (LMPR).

[00220] A FIG. 22 é um diagrama esquemático P&ID de um coletor de pilhas 30 útil em certas modalidades dos sistemas e métodos da presente divulgação. Nesta modalidade, o coletor de pilhas 30 inclui quatro conectores submarinos 420 A, B, C, e D. O conector 420A fluidamente liga o canal submarino 340B do BOP com cabeça principal 422 do coletor de pilhas 30. Um flange API 412 conecta um canal submarino flexível 340A do BOP à linha 340B. Da mesma forma, o flange API 426 conecta o canal flexível submarino 342b para a linha 342A, e para conectores submarinos 420C e coletor de conector curvo 435. O coletor 432 conecta o disco de ruptura 424 através do conector submarino 420B. A linha 422 conecta-se ao flexível submarino 14 através do conector submarino 420D e flange API 428. Esta modalidade inclui também um painel de controle operado por ROV 430, e várias hot stabs API 17H ou D para pressão, temperatura, e outras medidas. A caixa de válvula de mar 434 é usada como um controle da pressão de equilíbrio com as válvulas de controle, como indicado.

[00221] A FIG. 23 é um diagrama esquemático de P&ID de uma modalidade de um piano de vávulas de descarte da contenção (CDM, 26) útil para certas modalidades de sistemas e métodos da presente divulgação, o qual inclui três coletores principais nesta modalidade 456, 457, e 458, onde o coletor 456 é fluidamente conectado ao conector curvo 465G através de um conector submarino 465C. Conectores similares são empregados para conectar o coletor 457 à ventilação 468C, e o coletor 458 para a linha 458A para o disco de ruptura 458C.

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Canais de cruzamento 459, 460 e 461 permitem que um fluido funcional, por exemplo, um produto químico inibidor de hidrato, tal como o metanol, seja bombeado para dentro do CDM e circule de volta para o HIS para recuperação do hidrato e/ou inibição através de portas de hot stab API 17D de porta única de / polegada 454 (um par de hot stab falso ou sobresalente é fornecido). Outro hot stab é fornecido para monitoração da pressão, como se indicado em 455.

[00222] A modalidade da FIG. 23 pode incluir guias de vôo“FL” para o HIS. Um conector curvo 462 conecta o flange API 450 e CDM, enquanto outro conector curvo 463 conecta um flange API 451e o

CDM. Um conector curvo 462 conecta o flange API 450 e CDM, enquanto outro conector curvo 463 conecta um flange API 451e o

CDM. O detalhe A ilustra (na FIG. 23 A) um painel de ROV 465 no conector curvo 463, e inclui a configuração inicial onde o produto químico inibidor de hidrato é inicialmente bombeado do HIS para vários canais e levado ao CDM. A FIG. 23A ilustra canal flexível 338 conectado com conector curvo 463 através do flange API 451. O arranjo de fornecimento de produto químico inibidor de hidrato pode incluir um receptáculo de hot stab API 17H de dupla porta de 1/4 466 soldado a um receptáculo de hot stab de fluxo elevado API 17D de porta única de 1/2 467 e uma válvula de verificação 467A. Outros arranjos de hot stab indicados na FIG. 23 como “FIG. 23A” são válvula semelhante e arranjos de hot stabs tal como ilustrado na FIG. 23A. Os hot stabs 468A e 468C B na linha de ventilação podem permitir o monitoramento da pressão local. A FIG. 23B indica um arranjo de monitoramento de pressão no disco de ruptura 458A levando ao disco de ruptura 458C, incluindo um receptáculo de hot stab API 17H de porta dupla de 1/4polegadas (0,64 cm) 458B, válvula 458D, e indicador de pressão de 470. [00223] As FIGS. 24 e 25 são vistas em elevação laterais esquemáticas de dois arranjos dos navios de coleta e de processo úteis em sistemas e métodos da presente divulgação. A modalidade 480 ilustrada esquematicamente na FIG. 24 inclui uma bóia de

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74/91 conexão/desconexão rápida 482, flanges API 484, 485, um carretei do adaptador 486, e quatro válvulas de alívio de pressão 488. A modalidade 480 pode compreender ainda uma torre de embarcação 490. Uma linha 491 que conecta as válvulas 488 à unidade de processo de gás/líquido 492, a qual separa gases dos líquidos no fluxo de contenção, os gases seguindo através de uma linha 493 para uma chama 33 ou outro navio de contenção, enquanto os líquidos seguem para um acumulador 495, e através do canal flexível 15 para o navio de coleta 34. A modalidade 500 ilustrada na FIG. 25 é similar, mas não inclui a bóia de conexão/desconexão rápida, mas ao invés disso inclui uma guilhotina 506 que corta mangueiras hidráulicas de % polegada (1,3 cm) 503, 504 a partir da HPU para o equipamento submarino em uma situação de emergência. As linhas 503 e 504 são fornecidas a partir do HPU 502 no navio 32. Também são fornecidas uma conexão de cubo de API 508, uma conexão/desconexão rápida 510, e uma válvula de controle de contrapressão 512. O equipamento de separação de gás/líquido 514 alimenta um fluido de contenção de fase gasosa para a linha 516 e um fluido de contenção de fase líquida para a linha 518, que leva ao armazenamento no interior do navio 32, e depois passa através do flexível 15 através de um conector NSCA de 20 polegadas (51cm) de (National Society for Clean Air (UK), agora Environmental Protection UK) 520 ao tanque de armazenamento 34. Um painel de controle 501 é fornecido no navio 32 (ver FIG. 26A) para HPU.

[00224] As FIGS. 26A, 26B e 27 são um diagrama P&ID esquemático de uma modalidade de um sistema de inibição de hidrato (HIS) útil em determinadas modalidades dos sistemas e métodos da presente divulgação. Os tanques químicos 536A, B, C, bombas acionadas por ar do reforçador 543, 544, e bombas de injeção de produto químico principais 550, 551, 552 são localizadas na superfície nesta modalidade, em um navio, como indicado pela caixa tracejada externa 530 nas FIGs. 26A e 26B. O piano de válvulas 532 e conector 540 conectam tanques químicos 536 às bombas na área da bomba do

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75/91 reforçador 542 e piano de válvulas 534 e conector 545 conectam as bombas do reforçador 543 e 544 de modo fluido com bombas de injeção de produto químico acionado por diesel 550, 551, 552 localizadas nas áreas de bomba 547, 548, 549. Os produtos químicos são fornecidos para o navio 530 através dos navios de fornecimento de produto químico a granel separado (ou um navio de fornecimento de produto químico a granel com tanques separados de diferentes produtos químicos) como indicado em 537, 538. Uma linha de alívio de pressão 535 alivia através de uma válvula de alívio de pressão (PRV) 533 de volta em um dos tanques do navio de superfície 536A. Uma bobina do cabo umbilical é indicada na caixa tracejada 555. Um coletor de alívio de pressão 531A conecta os canais de descarga das bombas 550, 551, 552 ao coletor de alívio 531 e PRV 533. Um coletor de fornecimento da HPU 558 e coletor de retorno 559 para o fluido hidráulico são ilustrados, os quais podem ser magueiras de ½ polegada (1,3 cm) de diâmetro, assim como um coletor de retorno de produto químico 560. Uma pluralidade de mangueiras, nesta modalidade oito mangueiras, é combinada em um cabo umbilical para injeção de produto químico de hidrato dentro do equipamento submarino, com outras quatro mangueiras para fluido hidráulico, e dois cabos umbilicais de diâmetro menor para encaminhar e retrair uma ferramenta de corte de cabo a partir da superfície usando um ROV submarino.

[00225] Com referência agora à FIG. 27, a porção submarina do HIS pode incluir uma série de conectores submarinos 561 que conectam as linhas de produto químico, hidráulicas e de ferramenta a uma caixa de distribuição do cabo umbilical submarino (UDB) 562, que por sua vez conecta fluidamente as linhas de produto químico inibidor de hidrato a um painel de fragmento de hot stab submarino 563 através de uma série de hot stabs 568A, B, C, 570A, B, C e pontes 576A, B, e C. Outro conjunto de hot stabs 572A, B e 574A, B, e 576A, B pode conectar de modo fluido o painel de fragmento de hot stab 563 a uma caixa de distribuição de sonda voadora 564 através das pontes 577A e B.

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Também são ilustrados hot stabs simulados ou de reposição 566, e canais submarinos flexíveis para e a partir do CDM. A ferramenta de corte 584 é ilsutrada como parte da UDB, mas poderia muito bem ter a sua própria UDB dedicada. Qualquer número de indicadores de pressão submarinos 575 pode ser fornecido, como indicado na UDB. A caixa de distribuição de sonda voadora 564 pode incluir um coletor primário 578, e coletores secundários 580, 582. O coletor 580 se conecta de modo fluido a uma ponte 581, que se conecta de modo fluido ao conector de conector curvo da linha de parada de BOP, fornecendo de modo controlável o fluido de inibição de hidrato através da hot stab 576A. Da mesma forma, o coletor 582 se conecta de modo fluido à ponte 583, que se conecta de modo fluido ao conector de conector curvo do piano de válvulas da pilha de BOP, fornecendo o produto químico inibidor de hidrato através da hot stab 576B de modo controlável para aquele conector de conector curvo.

[00226] As FIGS. 28 e 29 são diagramas em bloco esquemáticos que ilustram duas programações de conexão para os sistemas de coluna de ascensão independentes 2 e 4 da FIG. 1 de acordo com a presente divulgação.

[00227] Em uma modalidade, a configuração do sistema de caixa de ar pode compreender uma caixa de ar primária (disponível a partir de SMB-IMODCO Inc., Houston, Texas, USA) com uma fenda-U, junta de tensão e trava de cadeia/manilha. Pode ser um sistema balanceado de pressão instalado inundado e aerado uma vez no lugar por um ROV. A caixa de ar pode ser composta de 6 compartimentos lastreáveis independentes, e quando a pressão é equilibrada, pode ser executada e usada em uma ampla gama de profundidades abaixo do nível médio da água. Uma junta de tensão de 36 polegadas (91 cm) com colar de pressão, olhais e manilhas podem fornecer a interface entre a coluna de ascensão e a caixa de ar primária. Uma caixa de ar secundária (auxiliar) (por exemplo, fabricada por Dril-Quip Inc., Houston, Texas, USA) pode ser necessária a fim de fornecer flutuabilidade adicional ao sistema de

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FSR. Uma amarra de corrente pode ser usada como a interface entre as caixas de ar primárias e auxiliares. O sistema completamente aerado pode fornecer uma erupção de flutuabilidade da caixa de ar de 806 kips (3590 kilonewtons) (700 kips (3100 kilonewtons) SBM-IMODCO + caixa de ar de 122 kips (542 kilonewtons) Drill-Quip - 13,4 kips (60 kilonewtons) do peso seco da junta de tensão vedada -2,5 kips (11 kilonewtons) peso seco da amarra de corrente Dril-Quip).

[00228] Certos sistemas e métodos da presente divulgação podem ser escaláveis em uma ampla faixa de profundidades de água, pressões de poço e condições. Em determinadas modalidades os FSRs podem ser capazes de manejar mais de 40.000 bbl. por dia (cerca de 4800 metros cúbicos por dia) cada um com o caminho de fluxo de ID de 6 polegadas (15 cm) na coluna de ascensão interna. O hardware da coluna de ascensão da árvore seca existente pode ser usado para construir os FSRs. Nestas modalidades as juntas da coluna de ascensão externa podem ser de material de aço X-80 de espessura de parede de 13,813 polegadas (35,085cm) OD x 0,563 polegadas (1,430cm) e classificadas para 6.500 psi (45 MPa). O material X-80 pode ser usado a fim de soldar com sucesso sobre os conectores da coluna de ascensão vantajosos que tem vedações de metal-para-metal externas e internas que atendem os requisitos de desempenho de fadiga da vida de serviço antecipada. (X-80, ou X80, é um número associado com o padrão API 5L.) [00229] Em geral, nas colunas de ascensão substancialmente concêntricas de tubo-em-tubo úteis em certos sistemas e métodos da presente divulgação, o diâmetro da coluna de ascensão externa pode ser ditado pelo diâmetro da coluna de ascensão interna, compreendendo que um espaço anular de certo diâmetro interno e externo é desejado. Em certas modalidades, por exemplo, para soluções temporárias, uma coluna de ascensão única pode ser suficiente. Além disso, mais de duas colunas de ascensão substancialmente concêntricas podem ser empregadas em certas modalidades. Nas modalidades tendo mais de

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78/91 uma coluna de ascensão substancialmente concêntrica, a coluna de ascensão mais interna pode ter um diâmetro externo (OD) variando de cerca de 1 polegada até cerca de 50 polegadas (de cerca de 2,5 cm até cerca de 127 cm), ou de cerca de 2 polegadas até cerca de 40 polegadas (de cerca de 5 cm até cerca de 107 cm), ou de cerca de 4 polegadas até cerca de 30 polegadas (de cerca de 10 cm até cerca de 76 cm), ou de cerca de 6 polegadas até cerca de 20 polegadas (de cerca de 15 cm até cerca de 51 cm). A coluna de ascensão externa, nas modalidades compreendendo duas colunas de ascensão substancialmente concêntricas, pode ter um diâmetro interno (ID) tal que a razão da coluna de ascensão externa ID para a coluna de ascensão interna OD pode ser pelo menos 1,1, ou pelo menos 1,3, ou pelo menos 1,5, ou pelo menos 2,0, ou pelo menos 3,0 ou mais. Razões maiores que 3,0 podem ser inaceitáveis a partir de um ponto de vista de custo, ou a partir de um ponto de vista de manipulação, mas por outro lado, não há limite superior para esta proporção.

[00230] Durante os últimos anos, BP tem participado em um programa de qualificação da coluna de ascensão de árvore seca abrangente 15/20Ksi (103/138 MPa) que é focado na demonstração da adequabilidade de uso de materiais de aço de alta resistência e especialmente conexões rosqueadas e acopladas (T&C) especialmente projetadas que são diretamente usinadas nas juntas da coluna de ascensão no moinho. Ver Shilling et al., “Development of Fatigue

Resistant Heavy Wall Riser Connectors for Deepwater HPHT Dry Tree Riser Systems“, OMAE2009-79518. Estas conexões podem eliminar a necessidade de soldar e facilitar o uso de materiais de alta resistência como metalurgias C-110 e C-125 que são qualificadas por NACE. (Como usado aqui, “NACE” refere-se à organização de prevenção de corrosão antigamente conhecida como a National Association of Corrosion Engineers, operando agora sob o nome NACE International, Houston, Texas.) O uso do aço de alta resistência e outros materiais de alta resistência pode reduzir a espessura da parede necessária, permitindo

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79/91 que os sistemas de coluna de ascensão sejam projetados para resistir a pressões muito maiores do que podem ser manipuladas por materiais X-80 e instalados em profundidades muito maiores, devido ao peso reduzido e, portanto, os requisitos de tensão. As conexões T&C pode eliminar a necessidade de peças forjadas de terceiros e soldas caras. Será compreendido, no entanto, que o uso de forjamentos de terceiros e soldas não está excluído para as colunas de ascensão, URAs, e LRAs descritos aqui, e pode realmente ser preferível em determinadas situações. A pessoa versada na técnica, tendo conhecimento da profundidade particular, pressão, temperatura e os materiais disponíveis, será capaz de projetar o sistema mais eficaz, seguro e operável para cada aplicação particular sem expe-rimentação indevida. [00231] O uso de materiais de aço de alta resistência e conectores para projetar um sistema de FSR totalmente classificado de 15 ksi (103 MPa) de acordo com a presente divulgação, a coluna de ascensão externa pode realmente ser reduzida a partir da OD de 13,813 polegadas (35,085 cm) à OD de 10,75 polegadas (27,31) x espessura da parede de 0,75 polegadas (1,91cm), com uma OD de 7 polegadas (17,8cm) x espessura da parede de 0,453 (1,15cm) da coluna de ascensão interna C-110. A FIG. 14 mostra a tensão da caixa de ar necessária para este sistema de FSR de 5.000 pés a 10.000 pés de profundidade de água (1524 metros a 3048 metros de profundidade).

Materiais, Métodos de Construção e Instalação [00232] As colunas de ascensão e os componentes primários dos LRAs e URAs descritos aqui (carretéis de passagem, carretéis de entrada, carretéis de ganchos, membros geralmente cilíndricos, cabeças de tubulação, cabeças do estojo, carretéis de tubulação, conectores submarinos de alta pressão, juntas de haste, juntas de tensão de coluna de ascensão e similares) são amplamente compostos de ligas de aço. Enquanto aços de baixa liga podem ser úteis em determinadas

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80/91 modalidades onde a profundidade de água não é maior do que alguns milhares (por exemplo, 5.000) pés (cerca de 1524 metros), atividades em água de profundidades maiores, com os poços chegando a 20.000 pés (cerca de 6000 metros) e além podem ser susceptíveis de resultar em temperaturas de funcionamento acima das normais e pressões. Nestas aplicações de “alta temperatura, alta pressão” (HPHT), metalurgias de aço de baixa liga de alta resistência como o aço C-110 e C-125 podem ser mais apropriadas.

[00233] Os programas de Research Partnership to Secure Energy for America (RPSEA) e Deepstar iniciaram um programa de pré-qualificação de longo prazo, em larga escala para desenvolver bancos de dados de dados de fadiga para, e derivam de fatores de desclassificação em, materiais de alta resistência para aplicações de coluna de ascensão com a contribuição dos operadores principais, firma de engenharia e fornecedores de material Aços de alta resistência (como X- 100, C-110, Q-125, C-125, V-140), Titânio (como Grau 29 e possivelmente ligas mais novas) e outros materiais candidatos possíveis na categoria de resistência superior podem ser testados para aplicações de tubulação, e pendendo aqueles resultados, eles podem ser úteis como materiais para as colunas de ascensão, LRAs, e URAs descritos aqui. Materiais de forjamento de resistência superior (como F22, 4330M, Inconel 718 e Inconel 725) ou foram ou serão em breve testados para aplicações de componente nos próximos anos, e podem se provas úteis para um ou mais componentes dos conjuntos de LRA e/ou URA descritos, e/ou colunas de ascensão. A matriz de teste será projetada para refletir vários ambientes de produção e diferentes tipos de configurações da coluna de ascensão, como as colunas de ascensão catenárias únicas (SCR's), colunas de ascensão de árvore seca, e colunas de ascensão de perfuração e conclusão. O projeto atualmente está programado para ser dividido em três fases distintas. Fase 1 abordará a tenacidade à fratura e resistência à tração, testes de FCGR e S-N (tanto lisos e entalhados) em espécimes de tira das tubulações de alta resistência, materiais de

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81/91 forjamento de alta resistência e forjamentos de liga à base de níquel no ar, água do mar, água do mar mias Proteção Catódica (CP) e ambiente ácido (não inibido) e um fluido de conclusão conhecido como INSULGEL (BJ Services Company, USA) com contaminação do ambiente ácido (não inibido) (2008). A Fase 2 é programada para ser o Teste de Escala Intermediária (2009), e Fase 3, Teste de Escala Completa com H2S/C02/água do mar (2010). Para informações adicionais, ver Shilling, et al., Development of Fatigue Resistant Heavy Wall Riser Connectors for Deepwater HPHT Dry Tree Riser Systems, OMAE (2009) 79518 (copyright 2009 ASME). Ver também RPSEA RFP2007DW1403, Fatigue Performance of High Strength Riser Materials, Nov. 28, 2007. Como mencionado anteriormente, uma Pessoa versada na Técnica, tendo conhecimento da profundidade particular, pressão, temperatura e materiais disponíveis, será capaz de projetar o sistema mais eficaz, seguro e operável para cada aplicação em particular, sem experimentação indevida.

[00234] Materiais de construção para gaxetas, canais flexíveis, e mangueiras úteis para construir e usar os sistemas e métodos descritos aqui dependerão da profundidade específica de água, pressão e temperatura em que eles são empregados. Embora as gaxetas elastoméricas possam ser empregadas em certas situações, as gaxetas de metal têm sido cada vez mais usadas em aplicações submarinas. Para um revisão da técnica circa 1992, favor ver Milberger, et al., “Evolution of Metal Seal Principles e Their Application in Subsea Drilling] e Production”, OTC-6994, Offshore Technology Conference, Houston Texas, 1992. Ver também API Std 601 - Standard for Metallic Gaxetas for Raised-face Pipe Flanges & Flangged Connections e API Spec 6A Specification ou Wellhead e Christmas Tree Equipment.

[00235] Gaxetas não são, por si só, uma parte dos presentes sistemas e métodos, mas como certas modalidades de LRA e URA podem empregar gaxetas (como a gaxeta 716 mencionada em conexão com a modalidade de LRA da FIG. 3J), menção é feita às seguintes

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Patentes US. que descrevem as gaxetas as quais podem ser adequadas para uso em modalidades particulares, como guiadas pelo conhecimento da pessoa versada na técnica: Patente US. Nos. 3.637.223, 3.918.485, 4.597.448, 4.294.477 e 7.467.663. Em determinadas modalidades, o material da gaxeta conhecida como gaxeta DX classificada para 20 ksi pode ser empregado.

[00236] Outra gaxeta que pode ser usada submersa é aquela conhecida sob a designação comercial Pikotek VCS, disponível a partir de Pikotek, Inc., Wheat Ridge, Colorado (USA). Acredita-se que este tipo de gaxeta seja descrito na Patente US No. 4.776.600, incorporada aqui por referência.

[00237] Vários discos de ruptura mencionados aqui, como disco de ruptura 45 em CDM, disco de ruptura 162 para o espaço anular, disco de ruptura de piano de válvulas da pilha 424, e disco de ruptura de CDM 458C, assim como discos de ruptura adicionais não mencionados até agora, podem em determinadas modalidades ser discos de ruptura recuperáveis. Em determinadas modalidades o URA pode ter um disco de ruptura recuperável, que permite a ventilação do URA para a atmosfera. O disco de ruptura 162 pode permitir, entre outras coisas, a ventilação do espaço anular acima do LRA, e em determinadas modalidades pode permitir o bombeamento de um fluido funcional como nitrogênio dentro do espaço anular próximo ao topo da FSR. Discos de ruptura podem possibilitar a medição de pressão e/ou temperatura da corrente de fluxo (dentro da coluna de ascensão interna) ou espaço anular entre a coluna de ascensão interna e externa. Além dos discos de ruptura, hot stabs de alto fluxo podem ser empregados em vários equipamentos, por exemplo, em sistemas de desconexão de emergência.

[00238] Os canais flexíveis submarinos, às vezes referidos aqui como somente “flexíveis”, ou “pontes flexíveis”, são conhecidos por aqueles versados na técnica na técnica de produção e perfuração de hidrocarboneto submarino.

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83/91 [00239] Por exemplo, a Patente US 6.039.083 divulga que os canais flexíveis são comumente empregados para transportar líquidos e gases entre tubulações submersas e instalações de produção de óleo e gás offshore e outras instalações. Patente US 6.263.982 divulga que canais flexíveis submarinos podem compreender uma tubulação de aço flexível como fabricados por Coflexip International of France, sob a designação comercial “COFLEXIP”, como sua tubulação de diâmetro flexível interna de 5 polegadas (12,7cm), ou segmentos mais curtos da tubulação rígida conectados por juntas flexíveis e outro canal flexível conhecido por aqueles versados na técnica. Outras patentes de interesse, atribuídas a Coflexip e/ou Coflexip International, são as Patentes U.S. 6.282.933; 6.067.829; 6.401.760; 6.016.847; 6.053.213 e 5.514.312. Outros canais flexíveis úteis possíveis são descritos na Patente US 7.770.603, atribuída à Technip, Paris, França. A Patente US 7.445.030, também atribuída à Technip, descreve uma tubulação tubular flexível compreendendo as camadas independentes sucessivas incluindo bobinas helicoidais de tiras ou diferentes seções e pelo menos uma bainha polimérica. Pelo menos uma das bobinas é uma tira ou tiras de politetrafluoroetileno (PTFE). Esta lista não se destina a ser inclusiva de todos os canais flexíveis usados em sistemas e métodos da presente divulgação.

[00240] As mangueiras, que também podem ser referidas aqui como pontes flexíveis em determinadas modalidades, adequadas para uso nos sistemas e métodos desta divulgação, podem ser selecionadas a partir de uma variedade de materiais ou combinações de materiais adequadas para uso submarino, em outras palavras tendo alta resistência à temperatura, alta resistência química e baixas taxas de permeação. Alguns fluoropolímeros e nylons são particularmente adequados para esta aplicação, exceto para canais de comprimento extremamente longo (alguns quilômetros ou mais) onde a permeação pode ser problemática. Um bom levantamento das mangueiras e materiais pode ser encontrado na Patente US 6.901.968, presentemente atribuída a Oceaneering

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International Services, London, Great Britain, que descreve as chamadas “Mangueiras Resistentes a Alto Colapso” do tipo usado em aplicações de oceano profundo, que, em uso, deve ser capaz de resistir ao colapso devido às pressões muito grandes exercida no mesmo. Em determinadas modalidades pode ser necessário ou desejável para unir uma mangueira a outro tubo, ou para substituir uma mangueira danificada. Nestes casos, os dispositivos de encaixe da mangueira operáveis por ROV do pedido de patente US provisório do cessionário de números de série 61479486 e 61479489, ambos depositados em 27 de abril de 2011, podem ser úteis. O pedido '486 descreve os dispositivos de união de mangueira acionados hidraulicamente operáveis por ROV, enquanto o pedido '489 descreve dispositivos de união de mangueira acionados não hidraulicamente (mecânicos) operáveis por ROV. Cada dispositivo pode fornecer um conector de furo completo ao permitir o serviço de pressão completo. Um movimento de hot stab simples que emprega um funil guia minimiza a destreza necessária do piloto de ROV. Os dispositivos acionados hidraulicamente incluem pelo menos duas câmeras e pelo menos uma trava mecânica de autoacoplamento por câmara, sendo que após uma mangueira ser estocada dentro da câmara, o piloto do ROV energiza o dispositivo e a conexão é feita sem a necessidade adicional de mover os manipuladores de ROV, e a pressão hidráulica pode ser liberada a partir das câmaras. Um hot stab de ROV pode ser usado em determinadas modalidades para conectar o dispositivo a uma unidade de energia hidráulica de ROV para energizar e operar o dispositivo.

[00241] Os sistemas da presente divulgação podem, em determinadas modalidades, ser instalados por uma MODU e depois acomodar a instalação de ponte flexível após a coluna de ascensão de tubo-em-tubo ter sido executada. Nas modalidades usando uma MODU, o flexível superior pode ser conectado ao URA durante a instalação a partir da MODU e preso em intervalos pendurados verticalmente ao longo da coluna de ascensão. O flexível submarino inferior pode ser

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85/91 conectado depois ao LRA por um ou mais navios de instalação submarinos, por exemplo, um ou mais ROVs ou AUVs, após a FSR ser conectada e tensionada à pilha de sucção.

[00242] Em determinadas modalidades, a tensão da coluna de ascensão pode ser mantida usando uma corrente do sistema de caixa de ar não integrante travado acima da cadeia da coluna de ascensão. As caixas de ar podem fornecer uma erupção de flutuabilidade necessária para a estabilidade global e controle de desempenho de movimento e pode garantir que a tensão eficaz positiva de 100 kips (445 kilonewtons) é experimentada na base da coluna de ascensão sob todas as condições de carregamento, incluindo a falha de uma ou mais câmaras de caixa de ar. Como observado anteriormente, no entanto, os tensionadores pneumáticos-hidráulicos podem aumentar ou substituir as caixas de ar.

[00243] O navio de contenção pode ser equipado com um sistema de desconexão/conexão rápida (sistema QDC) para o flexível superior. Uma bóia desconectável pode ser usada para suportar a extremidade do navio do flexível superior durante uma desconexão de emergência. A bóia pode ser anexada para fornecer tanto a flutuabilidade quanto o arrasto e garantir que o flexível superior não é danificado pelo equilíbrio muito rápido (por exemplo, compressão excessiva que excede o raio de dobra mínimo) após ser liberado para queda livre na coluna de água. No caso de uma desconexão planejada ou não planejada, o flexível superior pode ser desconectado a partir do navio de contenção em uma maneira controlada e abaixado por um navio de suporte para pendurar ao longo do lado da FSR, onde pode ser fixado no lugar através do ROV.

[00244] Em determinadas modalidades tanto a FSR 1 e FSR 2 podem ser capazes de casos de carga de pressão de funcionamento extremas de 10.000 psia (70 MPa), e acima das 12.000 psi (84 MPa) para casos de carga de pressão de sobrevivência. Os FSR's podem ser projetados para sobreviver a um furacão de 100 anos, tempestade de inverno de 100 anos ou uma corrente de circuito de 100 anos em sua

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86/91 condição não danificada e correntes de circuito de 10 anos com 1 câmara de caixa de ar danificada.

[00245] Em determinadas modalidades o conjunto da coluna de ascensão superior pode permitir o controle de fluxo de ambas as coluna de ascensão interna, assim como o espaço anular entre a coluna de ascensão interna e externa. O caminho de fluxo da coluna de ascensão interna pode ter provisões para sensores de pressão e temperatura; uma válvula de parada de emergência acionada hidraulicamente de fechamento falhado controlada a partir do navio de superfície; uma porta de vazão de pressão de hot stab de ROV; e uma válvula de gaveta manual operada por ROV. O espaço anular pode incorporar provisões para a Injeção de nitrogênio de hot stab de ROV, e um ou mais sensores de temperatura e pressão. Uma válvula de segurança de pressão (PSV) ajustada a 4.500 psi (31 MPa) no espaço anular da coluna de ascensão pode impedir a falha devido à sobrepressão da coluna de ascensão externa no caso de um vazamento de hidrocarboneto a partir da coluna de ascensão interna.

[00246] Em determinadas modalidades o conjunto da coluna de ascensão inferior pode fornecer acesso de hot stab ao ROV tanto ao espaço anular da coluna de ascensão quanto ao caminho de fluxo de produção para injeção, ventilação, monitoramento de pressão e temperatura. Em determinadas modalidades duas válvulas operadas por ROV 3 Polegadas (7,6 cm) na subventilação do espaço anular podem fornecer maior acesso ao furo do espaço anular para operações de purga de nitrogênio e ventilação. Em determinadas modalidades o conjunto da coluna de ascensão inferior do caminho de fluxo pode ser composto de dois carretéis, cada um equipado com válvulas operadas por ROV de 5 Polegadas (12,7 centímetros) 10 Ksi (69 MPa) e braçadeiras operadas por ROV (como as disponíveis a partir de Vector Subsea) para conexão submarina da ponte de produção flexível.

[00247] Em determinadas modalidades, válvulas de alívio de pressão convencionais (ou válvulas de segurança de pressão) podem ser

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87/91 modificadas e utilizadas em submarinos, por exemplo, em vários pianos de válvula submarina, colunas de ascensão, e URA e LRA. As válvulas de alívio de pressão de superfície convencionais podem incluir um corpo de válvula de três vias, uma cobertura revestindo uma mola, e uma tampa revestindo um parafuso de ajuste para a mola, um bocal e um arranjo de base na entrada, e uma saída de descarga aberta. A cobertura tem normalmente um plugue removível. Essas válvulas de alívio de pressão convencionais podem ser modificadas ou “marinizadas” pela remoção do plugue removível na cobertura e perfuração de um mais furros na tampa. Isso permite que a água do mar entre na cobertura e na tampa, igualando a pressão do navio com a pressão na saída de descarga (pressão local em profundidade). A mola e o bocal nestas válvulas de alívio de pressão modificadas podem ser alterados para um material mais compatível com a água do mar e uso de hidrocarboneto para evitar problemas de corrosão. As modalidades de válvulas de segurança de pressão modificação ou “marinizadas” são descritas no cessionário do pedido de patente próvisória US número de série 61/479.693, depositado 27 de abril de 2011.

[00248] Para limitar os problemas de corrosão, ao invés de perfurar um ou mais furos na tampa e remover o plugue das válvulas de alívio de pressão convencionais, um arranjo peso morto pode ser empregado. Um sistema de peso guiado pode ser adicionado ao projeto convencional, em que um peso morto (por exemplo, a um bloco de metal) é colocado em contato com a cobertura na sua parte superior e a mola é removida. Uma ou mais guias pode orientar o peso. Os pesos podem ser adicionados ou removidos do submarino, por exemplo, por um ROV. O peso pode vedar a abertura superior da cobertura por meio de qualquer uma das várias ligas resistentes ao desgaste e rígidas, tais como Inconel 625 sobreposto pelo material conhecido sob a designação comercial Stellite, que é uma liga que contém cobalto, cromo, carbono, tungstênio e molibdênio. Como um exemplo bruto, uma a válvula de alívio de pressão tendo 3 polegadas (7,6 cm) de diâmetro do bocal

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88/91 definido para aliviar 500 psi (3,4 MPa), seria necessário um peso de aço de 710 milímetros de diâmetro, 600 mm de espessura, pesando cerca de 1.800 kg. As modalidades de válvulas de segurança de pressão são descritas no cessionário do pedido de Patente US próvisório número de série 61/479.671, depositado em 27 de abril de 2011.

[00249] Em determinadas modalidades uma interface de ponto de fonte pode ser necessária para conectar o FSR a uma fonte. Por exemplo, no caso de uma ruptura, em determinadas modalidades, uma coluna de ascensão pode ser danificada e, em alguns casos, pode ser deitada no leito do mar. O tubo de inserção da coluna de ascensão pode ser empregado nesses casos, o tubo de inserção da coluna de ascensãé conectado por um canal flexível a uma nova coluna de ascensão ou outra coluna de ascensão temporária, como um receptáculo de furo polido seguro no leito do mar (PBR), como na FIG. 18, e descritos mais detalhadamente no pedido de Patente Próvisório US do cessionário n°. de série 61479695, depositado em 27 de abril de 2011. O tubo de inserção da coluna de ascensão e os métodos de utilização são descritos no pedido de Patente Próvisório US do cessionário número de serie 61479769 e 61479704, ambos depositados em 27 abril de 2011. Se uma fonte está em um BOP, uma tampa de fecho pode ser empregada para trancar a ligação superior do BOP, como descrito no prototocolo do Advogado n°. 40093-00 do cessionário. Em determinadas modalidades, um carretel de transição como descrito no pedido de Patente Próvisório US do cessionário número de serie 61475032, depositado em 13 de abril de 2011, pode ser empregado para anexar um segundo BOP inferior ou um envólucro da coluna de ascensão marinha inferior (LMRP). Os conectores submarinos tais como aqueles conhecidos sob a designação comercial OPTIMA aqui mencionados podem ser empregados em uma interface entre uma junta flexível e o LMRP. Os pedidos de patente mencionados neste parágrafo são aqui incorporados por referência. Se um PBR é utilizado, um amortecedor de fundo modificado tendo tanta ação telescópica assim como ação giratória

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89/91 podem ser empregados entre o PBR e o navio de superfície, tal como descrito no número de Protocolo do Advogado do cessionário 41001-00. [00250] Pode ser necessário evacuar os navios de superfície e a tripulação de uma determinada área acima ou perto do local de eliminação da contenção submarina durante as operações de contenção, devido ao furacão, ciclone, ou outro sistema meteorológico. Neste caso, pode haver uma exigência para ventilar hidrocarbonetos, a fim de controlar a pressão. Durante qualquer liberação de hidrocarbonetos, certas modalidades dos sistemas e metodos da presente divulgação fornecem injeção automática de dispersante submarino (contínuo ou descontínuo) para 1) garantir que os compostos orgânicos voláteis de superfície (COV) e os limites de explosão inferiores (LELs) não criem um ambiente de trabalho perigoso que impede a retomada rápida das operações de contenção, e 2) minimizar a necessidade de operações subsequentes de dispersantes de superfície, reduzindo o volume total do produto químico dispersante necessário. [00251] Várias modalidades e características dos sistemas e métodos de injeção quimíca dispersante automática adequados ao submarino são descritos pedido de Patente Próvisório US número de serie 61475032 do cessionário, depositado em 13 de abril de 2011. Exemplos de dois dispersantes que podem se úteis em métodos e sistemas divulgados aqui podem ser encontrados na Tabela I. Esses dispersantes são disponíveis por Nalco Company, Naperville, Illinois, USA.

TABELA 1: Ingredientes em dispersantes da marca COREXIT® 9500 e 9527

Número de Registro de CAS	Nome Químico
57-55-6	1,2-Propanodiol
111-76-2	Etanol, 2-butoxi-*
577-11-7	Ácido butanodióico, 2-sulfo-1,4-

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	bis(2-etil-hexil)éster, sal de sódio (1:1)
1338-43-8	Sorbitano, mono-(9Z)-9octadecanoato
9005-65-6	Sorbitano, mono-(9Z)-9octadecanoato, derivados de poli(oxi-1,2-tanedil)
9005-70-3	Sorbitano, tri-(9Z)-9octadecanoato, derivados de poli(oxi-1,2-tanedil)
29911-28-2	2-Propanol, 1-(2-butoxi-1metiletoxi)-
64742-47-8	Destilados (petróleo) , hidrotratados leves
*Nota: Este componente químico não é incluído na composição de COREXIT 9500

[00252] Os sistemas dentro da presente divulgação podem tirar proveito de componentes existentes de um hot stab de BOP existente, como juntas flexíveis, mandril adaptador de coluna de ascensão, mangueiras flexíveis, incluindo a unidade de bombeamento hidráulico do BOP (HPU). Além disso, o HPU e umbilical do sistema de controle de WorkOver da instalação (IWOCS) existente de árvore submarina podem ser usados em conjunto com um sistema de controle submarino compreendendo o conjunto de terminação umbilical (UTA), painel ROV, válvulas solenóides e acumuladores, os subsistemas de backup acústicos, conjunto de desconexão submarinos de emergência (SEDA), guias de vôo hidráulico/elétrico, e outros semelhantes, ou um ou mais destes componentes fornecidos com o sistema.

[00253] Métodos e sistemas desta divulgação podem incluir operações de intervenção em poços. As operações de intervenção de poço podem proceder através de slickline, e-line, tubulação enrolada ou

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91/91 tubulação de perfuração (desde que o arranjo de superfície inclua uma unidade de workover hidráulica).

[00254] Os sistemas e métodos aqui descritos podem proporcionar outros benefícios e os métodos não estão limitados aos usos finais particulares; outras variações óbvias do equipamento, sistemas e métodos podem ser empregadas.

[00255] A partir de da descrição detalhada anterior das modalidades específicas, deve ser evidente que foram descritos métodos patenteáveis de sistemas e equipamentos. Apesar das modalidades específicas da divulgação terem sido descritas aqui em algum detalhe, isto foi feito exclusivamen-te para os efeitos de se descrever vários aspectos e características dos métodos, sistemas e equipamentos e não se destina a ser um fator limitativo no que diz respeito ao escopo dos métodos, sistemas e equipamentos. É tido em consideração que várias substituições, alterações e/ou modificações, incluindo, mas sem limitaçao, aquelas variações de implementação que podem ter sido sugeridas no presente documento, podem ser efetuadas nas modalidades descritas, sem se afastar do escopo das Reivindicações anexas.

Claims (39)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, que conecta uma fonte submarina de hidrocarboneto a uma estrutura de superfície (32, 34), o sistema compreendendo:

   uma coluna de ascensão independente concêntrica (2, 4), compreendendo colunas de ascensão internas e externas (60, 70), definindo um anel (76) entre as mesmas, uma extremidade inferior da coluna de ascensão vertical fluidamente acoplada à fonte submarina através de um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) (8) e um ou mais cabos flexíveis inferiores submarinos (14) e uma extremidade superior da coluna de ascensão acoplada a um conjunto de flutuabilidade do submarino e fluidamente acoplado à estrutura de superfície (32, 34) através de um conjunto de coluna de ascensão superior (URA) (6) e um ou mais canais flexíveis superiores (12);

   caracterizado por que compreende o LRA (8) um primeiro elemento cilíndrico (8IS), tendo uma perfuração longitudinal, uma extremidade inferior (8LE), uma extremidade superior (8UE), e uma superfície externa cilíndrica (8ES), em que o primeiro elemento cilíndrico (8IS) compreende um orifício de entrada (8P), se estendendo desde a superfície externa até a perfuração e configurado para fluir os hidrocarbonetos da fonte de fluido de hidrocarbonetos, em que o orifício de entrada (8P) é fluidamente conectado a um conjunto de válvula de asa de produção de LRA (114A, 114B), em que a extremidade superior (8UE) do primeiro elemento cilíndrico (8IS) compreende um perfil fluidamente acoplado à coluna de ascensão independente (2, 4), em que a extremidade inferior (8LE) do primeiro elemento cilíndrico (8IS) compreende um conector (C4) acoplado a uma atracação de leito submarino; e em que compreende o URA (6) um segundo elemento cilíndrico, compreendendo um perfuração longitudinal (6IB), uma

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2. 2/12 extremidade inferior (6LE), uma extremidade superior (6UE) e uma superfície externa cilíndrica, em que o segundo elemento cilíndrico compreende um orifício de saída (60T) se estendendo a partir da perfuração até a superfície externa e configurado para fluir os hidrocarbonetos da coluna de ascensão interna (60) e um orifício de entrada, configurado para fluir de um fluido funcional no anel (76), em que um orifício de saída (60T) é fluidamente conectado a um conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) para acoplar fluidamente o segundo elemento cilíndrico ao conduíte flexível superior (12), em que a extremidade superior (6UE) do segundo elemento cilíndrico compreende um conector (125) acoplado ao conjunto de flutuabilidade submarinos (18, 19) e em que a extremidade inferior (6LE) do segundo elemento cilíndrico compreende um perfil fluidamente acoplado a coluna de ascensão independente (2, 4);

   uma subventilação do anel (140) acoplada a uma coluna de ascensão independente (2, 4) entre a URA (6) e a LRA (8), em que a subventilação do anel (140) inclui um orifício em comunicação fluida com o anel (76);

   em que o orifício de entrada de URA (6) e o orifício de subventilação do anel (140) são configurados para circular um fluido funcional através do anel (76) da coluna de ascensão independente (2, 4).

   2 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o primeiro elemento cilíndrico (8IS) de LRA compreende uma junta de transição (125), que é encapada com um primeiro forjamento de extremidade de olhal (106) que serve como um ponto de ancoragem para a coluna de ascensão independente (2, 4), a junta de transição (125) compreendendo um ou mais orifícios de entrada (108A, 108B), pelo menos um dos orifícios de entrada fluidamente conectado ao conjunto de válvula de asa de produção de LRA (114A, 114B) e a um conector de escoamento interno (92), o conector de

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3. 3/12 escoamento interno (92) fluidamente conectado aa coluna de ascensão interna (60), em que o primeiro elemento cilíndrico (8IS) de LRA também compreende um conector de escoamento externo de LRA (102) fluidamente conectado a uma junta de tensão de coluna de ascensão (2FJB), a junta de tensão de coluna de ascensão por sua vez fluidamente conectada à coluna de ascensão externa (70).

   3 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o URA (6) compreende um adaptador de tubulação de perfuração (120) fluidamente conectado a uma primeira extremidade para a coluna de ascensão independente (2, 4) e uma segunda extremidade fluidamente conectada a uma cabeça de tubulação (122) compreendendo um ou mais orifícios de saída (60T), a cabeça da tubulação (122) conectada a uma extremidade inferior de uma boca do poço (124) e a boca do poço (124) conectada a um adaptador de flange de manilha (126) tampado em sua parte superior com uma extremidade do forjamento da extremidade do olhal (128) que serve como um ponto de conexão da coluna de ascensão independente (2, 4) para o conjunto de flutuabilidade do submarino (18, 19), o conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) fluidamente conectado a um dos orifícios de saída (60T) e à estrutura de superfície (32, 34) através de um dos canais flexíveis superiores (12).
4. 4 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o LRA (8) compreende adicionalmente um conjunto de cubo (116A) fluidamente conectando o conjunto da válvula de asa de produção de LRA (114A, 114B) com um dos cabos flexíveis inferiores submarinos (14).
5. 5 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que a junta de transição (125) compreendendo adicionalmente um ou mais orifícios de hot stab para a intervenção e/ou manutenção de ROV.

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6. 6 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a subventilação do anel (140) inclui uma válvula de anel (142, 144) configurada para ser transicionada por um veículo operado remotamente (ROV) entre uma posição aberta, permitindo o fluxo do fluido funcional através do orifício de subventilação do anel (140) e uma posição fechada, impedindo o fluxo do fluido funcional através do orifício de subventilação do anel (140).
7. 7 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) compreende pelo menos uma válvula de parada de emergência (ESD) (137B) selecionada a partir do grupo consistindo em uma ESD hidraulicamente operada, uma ESD eletricamente operada e uma ESD hidraulicamente operada e uma ESD eletricamente operada em que ambas as ESDs são controladas usando um umbilical conectado a um navio coletor na superfície.
8. 8 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) compreende uma primeira e uma segunda válvulas de controle de fluxo para controlar o fluxo na coluna de ascensão interna (60) e no anel (76).
9. 9 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que os cabos flexíveis inferiores submarinos (14), cada um, compreendem uma ponte flexível de onda lenta com módulos de flutuabilidade distribuídos a partir da base da coluna de ascensão independente (2. 4) para um piano de válvulas submarino (26) no fundo oceânico, o piano de válvulas submarino (26) fluidamente conectado à fonte ou fontes submarinos.
10. 10 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende adicionalmente

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    5/12 isolamento úmido externo (80) na coluna de ascensão externa (70) para a garantia de fluxo.
11. 11 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o fluido funcional é uma garantia de fluxo selecionado a partir do grupo consistindo em nitrogênio ou outra fase gasosa, água do mar aquecida ou outra água ou produtos químicos orgânicos.
12. 12 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) compreende um ou mais orifícios hot stab de ROV permitindo que um fluido de garantia de fluxo flua para a coluna de ascensão interna (60) e para o anel (76), o fluido de garantia de fluxo selecionado a partir do grupo compreendendo nitrogênio ou outra fase gasosa, água do mar aquecida ou outra água, produtos químicos orgânicos.
13. 13 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que os um ou mais canais flexíveis superiores (12) compreendem uma ou mais pontes de superfície flexíveis compreendendo um engate para desligamento rápido (50) permitindo que estes sejam desligados da estrutura de superfície (32, 34) em uma emergência ou evento planejado.
14. 14 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o sistema compreende duas ou mais colunas de ascensão concêntricas, posicionadas lateralmente distantes do mar, cada uma separadamente fixa à própria produção de flutuabilidade baseada em seu respectivo navio e instalação de armazenamento (20) e às mesmas fontes ou fonte ou diferentes.
15. 15 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a

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    Reivindicação 1, caracterizado por que o sistema compreende um sistema de inibição de hidrato fluidamente conectado à fonte submarina.
16. 16 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o URA (6) compreende ainda componentes configurados para circular o fluido funcional através do anel (76).
17. 17 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1 ou 16, caracterizado por que o URA (6) compreende adicionalmente um carretel de transferência de furo de produção fluidamente e mecanicamente conectado a um canal vertical e uma tubulação de produção, a tubulação de produção, por sua vez, fluidamente conectada a um restritor de curvatura através de um flange de API submarino, um conector submarino de alta pressão, outra conexão de flange de API submarino e opcionalmente um conector submarino de engate de desligamento rápido (QDC), o restritor de curvatura conectado ao canal flexível superior (12) que se estende em um circuito catenário para a estrutura de superfície (32, 34), e em que o canal vertical se conecta fluidamente em série a um adaptador que por sua vez se conecta fluidamente a um carretel de gancho de um flange de API, uma cabeça de revestimento (124) através de outro flange de API, uma cabeça de carcaça através de outro flange de API, uma junta de haste soldada para a cabeça de revestimento (124), e para a coluna de ascensão externa (70) através de uma conexão com rosca em uma junta de haste, o carretel de transferência incluindo um flange de manilha, permitindo a conexão com o conjunto de flutuabilidade do submarino (18, 19).
18. 18 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 17, caracterizado por que os componentes configurados para permitir a circulação de um fluido funcional através do anel (76) incluem um conector submarino, um canal fluidamente conectado a um carretel de gancho e uma ou mais válvulas no conduíte fluidamente

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    7/12 conectado ao carretei de gancho.
19. 19 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o LRA (8) compreende adicionalmente um carretel de entrada de aço de alta resistência, forjado, fiuidamente conectado a um conjunto de conector curvo, o conjunto de conector curvo fluidamente conectado ao canal flexível inferior submarino (14), o carretel de entrada também compreendendo um conector permitindo a conexão a uma fonte do fluido funcional
20. 20 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a estrutura de superfície (32, 34) compreende um sistema de posicionamento dinâmico.
21. 21 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 14, caracterizado por que pelo menos uma das colunas de ascensão externas (70) compreende duas ou mais subventilações de anel (140) fluidamente conectadas ao mesmo em locais longitudinais separados espaçados aleatoriamente ou não aleatoriamente ao longo da coluna de ascensão externa (70) tanto alinhado quanto não alinhado, e/ou duas ou mais subventilações de anel (140) localizadas no mesmo local longitudinal em locais distintos em torno da circunferência da coluna de ascensão externa (70).
22. 22 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o sistema de inibição de hidrato se baseia em um navio de superfície e a conexão do fluido compreende uma pluralidade de umbilicais.
23. 23 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 22, caracterizado por que um dos umbilicais está fluidamente conectado a um piano de válvulas submarino (26).
24. 24 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a

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    Reivindicação 15, caracterizado por que o sistema de inibição de hidrato compreende:

    (a) um navio de superfície (530);

    (b) um ou mais tanques (536) protegidos para o navio (530) contendo um produto químico líquido apropriado para inibir a formação de hidrato em componentes submarinos;

    (c) uma ou mais bombas primárias (550, 551, 552) fluidamente conectadas a um ou mais dos taques (536);

    (d) uma ou mais bombas de reforço (543, 544) fluidamente conectadas a um ou mais dos tanques (536) e a uma ou mais das bombas primárias (550, 551, 552); e (e) um ou mais umbilicais fluidamente conectados a uma ou mais das bombas primárias (550, 551, 552) e um ou mais componentes submarinos.
25. 25 - Sistema de Coluna de Ascensão Independente, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que as bombas primárias (550, 551, 552) são acionadas por motor a diesel, as bombas de reforço (543, 544) são movidas a ar e compreendendo uma caixa de distribuição submarina de umbilical controlada por ROV fluidamente conectando os umbilicais a um painel de fragmento de hot-stab controlado por ROV submarino, o painel de fragmento por sua vez fluidamente conectado a uma ou mais fontes submarinas.
26. 26 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, o método caracterizado por que compreende as etapas de:

    (a) implantar um sistema submarino marinho compreendendo pelo menos uma coluna de ascensão independente (2, 4)

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    9/12 concêntrica compreendendo colunas de ascensão internas e externas (60, 70), definindo um anel (76) entre as mesmas, entre um conjunto de coluna de ascensão inferior (LRA) (8) e um conjunto de coluna de ascensão superior (URA) (6);

    (b) fluidamente acoplando a coluna de ascensão independente (2, 4) à fonte submarina e uma estrutura de superfície (32, 34);

    (c) iniciar o fluxo do fluido da fonte submarina através da coluna de ascensão interna (60) da coluna de ascensão independente (2, 4); e (d) manter o fluxo do fluido apesar da coluna de ascensão internat (60) da coluna de ascensão independente (2, 4) circulando um fluido de garantia através de um anel (76) entre um primeiro orifício de URA (6) e um segundo orifícioo de subventilação de anel (140) posicionado ao longo da coluna de ascensão independente (2, 4) abaixo de URA (6).
27. 27 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que o URA compreende um ou mais conjuntos de válvulas de asa de produção (136), o método compreendendo controlar o fluxo na coluna de ascensão interna (60) e no anel (76) usando as primeira e segunda válvulas de controle de fluxo nos conjuntos de válvulas de asa de produção de URA.
28. 28 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 27, caracterizado por que compreende desativar o fluxo da fonte submarina, fechar pelo menos uma válvula de parada de emergência no conjunto de válvula de asa de produção de URA (136).
29. 29 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de

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    10/12 acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que a etapa (b) compreende conectar fluidamente a coluna de ascensão independente (2, 4) a um navio coletor de superfície usando um ou mais canais flexíveis superiores (12) e a fonte submarina usando um canal flexível inferior submarino (14), compreendendo uma ponte flexível de onda lenta com módulos de flutuabilidade distribuídos conectado desde à base da coluna de ascensão independente (2, 4) a um piano de válvulas submarinas (26) no fundo oceânico, o piano de válvulas (26) fluidamente conectado à fonte ou fontes submarinas.
30. 30 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende conectar fluidamente a coluna de ascensão interna (60) ao LRA (8) empregando um conector de amarração interno (92).
31. 31 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende proteger a coluna de ascensão independente (2, 4), usando uma fundação de pilares de sucção (16) no fundo oceânico, a fundação de pilares de sucção (16) compreendendo um plugue, e uma amarra de cadeia (117) conectando o êmbolo ao LRA (8).
32. 32 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende ainda:

    i) colocar o isolamento úmido externo (80) em pelo menos uma porção da coluna de ascensão externa (70);

    ii) injetar um fluido de garantia de fluxo na corrente de fluxo dentro da coluna de ascensão interna (60).
33. 33 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 28, caracterizado por que fechar pelo menos

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    11/12 uma válvula de parada de emergência no conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) compreende fechar a válvula de parada de emergência tanto hidraulicamente quanto eletricamente operada usando um umbilical de superfície.
34. 34 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 27, caracterizado por que o conjunto de válvula de asa de produção de URA (136) compreende um ou mais orifícios de hot-stab de ROV configurado para injetar nitrogênio ou outro fluido de garantia de fluxo na coluna de ascensão interna (60) e no anel (76).
35. 35 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que o LRA (8) compreende um ou mais conjuntos de válvulas de asa de produção (114A, 114B) tendo um ou mais orifícios de hot-stab de ROV configurado para injetar nitrogênio ou outra injeção de fluido de garantia de fluxo na coluna de ascensão interna (60) e no anel (76).
36. 36 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 29, caracterizado por que compreende desconectar um ou mais dos canais flexíveis superiores (12) usando um engate para desligamento rápido (QDC), permitindo que o canal flexível superior (12) seja desligado da estrutura de superfície (32, 34) em qualquer emergência ou evento planejado.
37. 37 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende duas ou mais colunas de ascensão independentes (2, 4) concêntricas verticalmente e lateralmente distantes do mar, cada coluna de ascensão (2, 4) separadamente fixa a uma estrutura de superfície (32, 34), compreendendo uma produção flutuante baseada em navio e instalação de armazenamento (20) que pode ser a mesma ou diferente, e cada coluna

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    12/12 de ascensão (2, 4) fixada à fonte ou fontes submarinas iguais ou diferentes.
38. 38 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende conectar fluidamente um sistema de inibição de hidrato à fonte submarina.
39. 39 - Método Para Produzir Fluido a Partir de Fonte Submarina, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que compreende posicionar dinamicamente a estrutura de superfície (32, 34).