BR112013010119B1 - conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, estrutura fora da costa, e, métodos de produzir uma corrente de hidrocarboneto liquefeita e de produzir de uma corrente de hidrocarboneto vaporosa - Google Patents
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Abstract
CONJUNTO DE TUBO ASCENDENTE DE ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA, ESTRUTURA FORA DA COSTA, E, MÉTODO DE PRODUZIR UMA CORRENTE DE HIDROCARBONETO LIQUEFEITA E DE PRODUZIR DE UMA CORRENTE DE HIDROCARBONETO VAPOROSA É proposto um conjunto de alimentação de água (105) que é passível de suspensão a partir de uma estrutura fora da costa (102). Este possui um feixe (106) com, pelo menos, um primeiro conduto tubular (106A) e um segundo conduto tubular (106B), em geral, distendendo-se lado a lado ao longo de uma direção do comprimento. Pelo menos uma parte da porção distal (109) do primeiro conduto tubular estende-se mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular, quando na condição totalmente estendida. Usos descritos de tal conjunto de tudo ascendente de alimentação de água incluem-se: um método de produzir fluxo de hidrocarbonetos liquefeitos e um método de produzir de fluxo de hidrocarbonetos vaporosos.
Description
[001] A presente invenção diz respeito a um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água que é suspensivo a partir de uma estrutura fora da costa e/ou de uma estrutura fora da costa a partir da qual o conjunto de tubo ascendente de água é suspenso. Em outros aspectos, a invenção diz respeito a um método para produzir corrente de hidrocarboneto liquefeita empregando este conjunto de tubo ascendente de alimentação de água e/ou de produzir corrente de hidrocarboneto vaporosa empregando este conjunto de tubo ascendente de alimentação de água.
[002] A WO 2010/085302 divulga um sistema marítimo incluindo uma planta Flutuante de Gás Natural Liquefeito (FGNL) sobre/à superfície do oceano. A planta FGNL pode resfriar e liquefazer o gás natural para formar o GNL ou, alternativamente, aquecer e gasificar o GNL. Um conjunto de tubo ascendente de água é suspenso a partir da planta FGNL para alimentar água fria em profundidade e transportar a água fria para cima até a planta FGNL. O conjunto de tubo ascendente de água compreende estruturas tubulares projetando-se para baixo e para dentro do oceano e conectadas umas às outras com uma pluralidade de espaçadores. Os espaçadores possuem aberturas através das quais cada uma das respectivas estruturas tubulares é disposta. Uma ou mais estruturas tubulares de um arranjo ou grupo conectado com a planta FGNL pode ser utilizada para trazer a água do oceano para a planta. Em um exemplo, nove estruturas tubulares são arranjadas em um arranjo retangular três-a-três e são providos filtros em cada um dos fundos da estrutura tubular. Se um dos filtros for obstruído ao longo do tempo, as estruturas tubulares remanescentes podem, ainda assim, transportar água suficiente para a planta FGNL.
[003] Entretanto, deve-se, preferencialmente, evitar que todos os tubos sejam obstruídos ao mesmo tempo. Além do mais, o conhecido arranjo de estruturas tubulares pode provocar um efeito combinado indesejável sobre o campo do fluxo da água quando ela está sendo alimentada a partir do oceano.
[004] Em um primeiro aspecto, a presente invenção provê um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água que é suspensivo a partir da estrutura fora da costa, compreendendo um feixe de, pelo menos, um primeiro conduto tubular e um segundo conduto tubular, em geral, distendendo-se lado a lado, ao longo da direção do comprimento, compreendendo, cada qual, quando visualizados na direção do comprimento, uma porção proximal, compreendendo um meio de suspensão, seguida por porções de conexão, seguida pela porção distal, compreendendo uma seção de alimentação de água, estendendo-se a mencionada porção distal entre uma primeira extremidade distal e a porção de conexão do respectivo conduto tubular, conectando-se a mencionada porção de conexão fluidicamente com a porção proximal e a porção distal, sendo o primeiro e o segundo condutos tubulares lateralmente conectados um com o outro por meio de, pelo menos, um espaçador que coopera com as respectivas porções de conexão, em que pelo menos uma parte da porção distal do primeiro conduto tubular estende-se mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular, quando na condição totalmente suspensa.
[005] Este conjunto de tubo ascendente de água pode ser suspenso a partir de uma estrutura fora da costa para formar uma estrutura fora da costa a partir da qual o conjunto de tubo ascendente de água é suspenso.
[006] Em outros aspectos, a presente invenção provê um método de produzir corrente de hidrocarboneto liquefeita empregando este conjunto de tubo ascendente de água e um método de produzir corrente de hidrocarboneto vaporosa empregando este conjunto de tubo ascendente de alimentação de água.
[007] O método de produzir a corrente de hidrocarboneto liquefeita compreende:
- - a alimentação de uma corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos para uma estrutura fora da costa;
- - a formação de uma corrente de hidrocarbonetos liquefeitos a partir de, pelo menos, uma parte de um fluxo de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos compreendendo pelo menos a extração de calor de pelo menos a parte mencionada do fluxo de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos;
- - o fornecimento de água para a estrutura fora da costa por meio do tubo ascendente de alimentação de água;
- - o acréscimo de, pelo menos, parte do calor removido de, pelo menos, uma parte do fluxo de alimentação contendo hidrocarbonetos, para, pelo menos, uma parte da água fornecida por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - o descarte subsequente de, pelo menos, parte da água.
[008] O método de produzir corrente de hidrocarboneto vaporosa compreende:
- - a provisão de uma corrente de hidrocarbonetos liquefeitos em uma estrutura fora da costa;
- - a formação da corrente de hidrocarbonetos vaporosos a partir de, pelo menos, uma parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeitos, compreendendo o acréscimo de calor para a parte mencionada da corrente de hidrocarbonetos liquefeitos;
- - o fornecimento de água para a estrutura fora da costa por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - a extração de, pelo menos, parte do calor, para acrescentar à parte mencionada da corrente de hidrocarbonetos liquefeitos a partir de, pelo menos, parte da água fornecida por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - o subsequente descarte de, pelo menos, parte da água.
[009] A presente invenção será, agora, ainda ilustrada, a título de exemplo, e tendo por referência os desenhos não limitantes que a acompanham, nos quais:
A Figura 1 mostra, esquematicamente, uma planta flutuante de gás natural liquefeito provida com um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água compreendendo uma pluralidade de condutos tubulares;
A Figura 2 mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente na seção plana 2 indicada na Figura 1;
A Figura 3 mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente da seção plana 3, indicada na Figura 1;
A Figura 3A mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente na seção plana 3, indicada na Figura 1, de acordo com outra configuração da invenção;
A Figura 4 mostra, esquematicamente, um exemplo de uma porção distal e uma parte da porção de conexão de um dos condutos tubulares.
A Figura 5 mostra, esquematicamente, uma vista inferior da porção distal mostrada na Figura 4; e
A Figura 6 mostra esquematicamente, uma vista em perspectiva da parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água mostrando porções de uma pluralidade de condutos tubulares quando estão totalmente suspensos.
A Figura 1 mostra, esquematicamente, uma planta flutuante de gás natural liquefeito provida com um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água compreendendo uma pluralidade de condutos tubulares;
A Figura 2 mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente na seção plana 2 indicada na Figura 1;
A Figura 3 mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente da seção plana 3, indicada na Figura 1;
A Figura 3A mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do conjunto de tubo ascendente na seção plana 3, indicada na Figura 1, de acordo com outra configuração da invenção;
A Figura 4 mostra, esquematicamente, um exemplo de uma porção distal e uma parte da porção de conexão de um dos condutos tubulares.
A Figura 5 mostra, esquematicamente, uma vista inferior da porção distal mostrada na Figura 4; e
A Figura 6 mostra esquematicamente, uma vista em perspectiva da parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água mostrando porções de uma pluralidade de condutos tubulares quando estão totalmente suspensos.
[0010] Para os fins desta descrição, um único número de referência será atribuído a uma tubulação, assim como a um fluxo carregado nesta tubulação. Os mesmos números de referência referem-se a componentes, fluxos, e tubulações similares.
[0011] A presente divulgação descreve um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água que é suspensivo a partir de uma estrutura fora da costa, compreendendo um feixe de, pelo menos, um primeiro conduto tubular e um segundo conduto tubular distendendo-se, em geral, lado a lado ao longo da direção do comprimento, do qual pelo menos parte da porção distal do primeiro conduto tubular estende-se mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular, quando na posição totalmente suspensa.
[0012] Os condutos tubulares no conjunto de tubo ascendente de alimentação de água podem servir para transportar água alimentada na porção distal para a porção proximal. Ao se prover um feixe com, pelo menos, um primeiro conduto tubular e um segundo conduto tubular, dos quais pelo menos parte da porção distal do primeiro conduto tubular estende-se mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular, quando está na posição totalmente suspensa, o risco de interrupção total da água transportada para a porção proximal devido a uma obstrução na parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água é reduzido.
[0013] Em primeiro lugar, ao se prover, pelo menos, dois condutos tubulares consegue-se que o fornecimento da água a partir da parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água seja possível, ainda que um dos dois dutos tubulares fique bloqueado na sua porção distal para alimentar água.
[0014] Em segundo lugar, ao se operar o conjunto de tubo ascendente de alimentação de água com uma porção distal do seu primeiro conduto tubular estendida mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular, o risco de ambos os condutos tubulares serem obstruídos ao mesmo tempo (por exemplo, por uma mesma causa) é reduzido.
[0015] Além do mais, ao se escalonar as porções distais dos condutos tubulares da forma descrita, a alimentação em cada seção de alimentação de água de cada conduto tubular comporta-se muito mais independentemente, uma vez que a alimentação nas adjacências do tubo ascendente (na mesma profundidade de água) fica mais distante. Com isto, consegue-se que o “campo de alimentação” por conduto tubular dificilmente seja influenciado pelo “campo de alimentação” de outro(s) conduto(s) tubular(es) no feixe.
[0016] Com tal disposição da porção distal do primeiro conduto tubular em relação ao segundo conduto tubular, a limpeza e/ou a inspeção das porções distais será, também, facilitada.
[0017] Claramente, o conjunto de tubo ascendente de alimentação de água pode basear-se em um feixe de mais de dois condutos tubulares; por exemplo, 8 ou 9 condutos tubulares, arranjados em um padrão retangular transversal, possuindo pelo menos um conduto tubular em cada um dos quatro cantos e um conduto tubular entre os grupos de dois cantos. Alternativamente, os condutos tubulares podem ser arranjados em um padrão concêntrico e/ou circular. Aumentando-se o número de condutos tubulares, o risco operacional de bloqueio pode ser ainda mais reduzido.
[0018] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema marítimo 100 no qual as configurações da presente invenção podem ser implementadas. O sistema marítimo 100 neste exemplo inclui uma estrutura fora da costa 102 sobre/na superfície do oceano 104, aqui representada sob a forma de uma estrutura flutuante. A estrutura fora da costa 102 pode compreender uma planta Flutuante de Gás Natural Liquefeito (FLNG) como exemplo. A planta FLNG pode resfriar e liquefazer o gás natural ou, alternativamente, aquecer e vaporizar o GNL.
[0019] Um conjunto de tubo ascendente de alimentação de água 105 fica suspenso a partir de uma estrutura fora da costa 102 em uma condição totalmente suspensa. O conjunto de tubo ascendente de alimentação de água 105 pode ser utilizado para levar a água do oceano para a planta. O conjunto de tubo ascendente de alimentação 105 compreende um feixe 106 com, pelo menos, um primeiro conduto tubular 106A e um segundo conduto tubular 106B. Estes condutos tubulares podem alimentar água fria 140 em profundidade, e transportar água fria para cima até a estrutura fora da costa 102. A água fria pode ser alimentada para aquecer permutadores para acrescentar ou remover calor para/de um processo realizado na estrutura fora da costa 102. A água aquecida ou resfriada do oceano na saída dos permutadores de calor pode ser descarregada de volta para o oceano na superfície; ou, alternativamente, transportada de volta para a profundidade com um sistema de descarga.
[0020] O primeiro e o segundo condutos tubulares 106A, 106B, em geral, distendem-se lado a lado ao longo da direção do comprimento. Vistos a partir da direção do comprimento, cada um dos condutos tubulares possui uma porção proximal 107, seguida por uma porção de conexão 108, seguida por uma porção distal 109. As porções distais dos condutos tubulares juntas, quando totalmente suspensas, formam uma parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água. Preferencialmente, a parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água fica pendente livre, a partir do fundo do oceano 103. A título de exemplo, a parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água pende em uma profundidade D entre aproximadamente 130 e 170 metros a partir da superfície do oceano 104, embora o conjunto de tubo ascendente de alimentação de água possa, também, ser empregado em outras profundidades.
[0021] A porção proximal 107 compreende um meio de suspensão, pelo qual o conduto tubular é suspenso a partir de estrutura fora da costa 102. Devido às correntes oceânicas, as estruturas tubulares106 podem defletir-se da vertical, até aproximadamente 40 graus a mais ou a menos (não mostrado). Para acomodar esta deflexão, as estruturas tubulares 106 podem ser suspensas a partir da estrutura fora da costa por meio de uma articulação giratória, uma articulação esférica, um suporte de tubo ascendente, ou outro acoplamento pivotante ou articulável. Faz-se referência, em especial, à Patente US 7.318.387, que descreve a construção de suporte de tubo ascendente especialmente adequado, envolvendo um elemento flexível de transferência de carga e uma mangueira para transportar a água.
[0022] A porção distal 109 compreendendo uma seção de alimentação de água, da qual um exemplo será ilustrado abaixo, tendo por referência as Figuras 4 e 5. A porção distal 109 estende-se entre uma primeira extremidade distal e a primeira porção de conexão 108. A porção de conexão conecta fluidicamente a porção proximal 107 e a porção distal 109. Pode-se observar na Figura 1 que pelo menos parte da porção distal 109 do primeiro conduto tubular 106A estende-se mais adiante, na direção do comprimento, do que o segundo conduto tubular 106B.
[0023] Apenas dois condutos tubulares 106A e 106B foram descritos até aqui, mas, o feixe 106 pode compreender um número maior. A Figura 2 mostra uma aproximação exemplificativa ou configuração de nove condutos tubulares (106A até 106I) arranjados em uma disposição retangular três-a-três, de acordo com um exemplo específico de uma configuração. Essa Figura é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da seção plana 2 da Figura 1, ao longo da pluralidade de condutos tubulares. O arranjo possui oito estruturas tubulares ao longo da periferia e um no centro. O conduto tubular 106E do centro pode servir de estrutura de suporte estrutural para os espaçadores. O conduto tubular 106E do centro pode ou não transportar água para a superfície (isto é, pode ou não servir como tubo ascendente de alimentação de água).
[0024] Em uma configuração específica, os oito condutos tubulares ao longo da periferia podem ter diâmetros externos de dimensão d. O conduto tubular estrutural, no exemplo do conduto tubular central 106E, pode possuir um diâmetro externo menor do que d. As oito estruturas tubulares ao longo da periferia podem ser, igualmente, espaçadas umas das outras, por uma distância de, aproximadamente, um diâmetro externo d. Desta forma, neste exemplo os condutos tubulares (106A a106I) estão posicionados em um padrão de grade quadrado, com um espaçamento de grade de aproximadamente 2d.
[0025] Com referência novamente à Figura 1, para formar o feixe 106, o primeiro e o segundo condutos tubulares 106A, 106B são conectados lateralmente um ao outro por meio de, pelo menos, um espaçador (110A, 110B, 110C) cooperando com as respectivas porções de conexão 108 dos condutos tubulares. Por meio dos espaçadores, os condutos tubulares são fisicamente associados ou conectados uns aos outros. Em uma configuração, um número suficiente de espaçadores pode ser fornecido para impedir que as estruturas tubulares batam umas nas outras.
[0026] A Figura 3 mostra um exemplo de espaçador 110A para nove condutos tubulares (106A a 106I), arranjados em um arranjo retangular três-a-três, de acordo com uma configuração específica. Esta figura é uma vista transversal tomada ao longo da seção plana 3 da Figura 1, através do espaçador 110A e da pluralidade de condutos tubulares. Os espaçadores podem compreender uma ou mais de uma pluralidade de luvas de orientação interconectadas 306A até 306D e 306F até 306I, por meio das quais cada conduto tubular respectivo 106A até 106D e 106F até 106I é disposto. Barras 307 formam a interconexão. Pelo menos uma das barras 307 é fixamente conectada com o conduto tubular central 106E. Em uma configuração alternativa, o conduto tubular central 106E também passa através da luva de orientação; neste caso, o espaçador 110A deve ser suportado por meio alternativo, como uma haste, um fio, uma corrente, conectado com a estrutura fora da costa 102.
[0027] As luvas de orientação se encaixam de modo deslizante com o conduto tubular disposto na mesma. Cada luva de orientação 306 pode definir um orifício 301, que permite que um dos condutos tubulares alongados passe através do mesmo e, preferencialmente, permite uma rotação limitada dos condutos tubulares alongados ao redor de um eixo horizontal. O eixo horizontal é um eixo que fica em um plano de simetria do espaçador 110A; plano este que é perpendicular à direção do comprimento da passagem através do orifício 301.
[0028] O espaçador 110A é transladável de modo deslizante em relação ao primeiro e ao segundo condutos tubulares 106A, 106B, ao longo da direção do comprimento. Desta forma, o primeiro e o segundo condutos tubulares são retráteis a partir de um espaçador 110A, por exemplo, em caso de necessidade de um ser substituído.
[0029] A Figura 3A mostra uma configuração alternativa, em que nove estruturas tubulares são arranjadas em um arranjo concêntrico, de acordo com uma configuração. Neste caso, o arranjo concêntrico é circular. Alternativamente, o arranjo pode ser elíptico, oval, em forma de estrela, triangular, etc. Além do mais, as barras 307 interconectando as luvas de orientação 306 do espaçador mostrado na Figura 3 foram substituídas por uma estrutura ou por um corpo sólido provido de furos representando as luvas de orientação 306, ou capaz de manter as luvas de orientação. Isto pode ser aplicado, também, a arranjos retangulares ou a outros padrões de feixes.
[0030] A Figura 4 mostra uma vista detalhada de um exemplo de uma extremidade inferior de um dos condutos tubulares 106A, incluindo a sua porção distal 109 e uma parte da porção de conexão 108. Um cilindro de orientação 408 pode ser ajustado ao redor de uma seção da porção de conexão 108 para se encaixar com um dos espaçadores 110. Este cilindro de orientação 408 pode compreender um material diferente do da porção de conexão 108. Preferencialmente, o mesmo é um material menos duro do que o material da porção de conexão 108, e/ou o material do interior das luvas de orientação, para garantir que ele se desgaste mais rapidamente do que a porção de conexão 108 e/ou as luvas de orientação. A porção de conexão pode compreender uma pluralidade de tubulações conectadas em uma fileira por conectores 409. O diâmetro interno do cilindro de orientação é adequado para ajustar-se confortavelmente no diâmetro externo das porções de conexão tubulares. A espessura de parede do cilindro de orientação fica, adequadamente, entre 3,81 e 7,62 centímetros (1,5 e 3 polegadas), dependendo do diâmetro externo (normalmente, um diâmetro externo maior, correspondendo a uma espessura de parede maior).
[0031] A seção de alimentação da água 403 na porção distal 109 é provida com aberturas de alimentação da água 405 distribuídas ao longo da seção de alimentação de água 403. Em algumas configurações, a porção de conexão 108 é livre de aberturas de alimentação da água. Preferencialmente, a seção de alimentação de água 403 compreende uma seção tubular possuindo uma parede lateral 404 em circunferência ao redor do eixo do comprimento L. Com isto, uma passagem de fluxo é definida na direção do comprimento L, com um orifício 402 possuindo uma primeira área de seção transversal A1. Na presente configuração, as aberturas de alimentação de água 405 são providas como uma pluralidade de furos passantes através da parede lateral 404. Cada furo passante define uma porta de acesso transversal para dentro da passagem de fluxo, e durante a operação permite que um fluxo de água fria 140, direcionado transversalmente a partir do oceano vá para dentro da passagem do fluxo.
[0032] Adequadamente, uma área de entrada agregada, definida pela área do fluxo através de pluralidade de furos passantes 405, é maior do que a primeira área de seção transversal A1. Com isto, consegue-se que a velocidade de alimentação da água fria 140 do oceano, logo por fora da seção de alimentação da água 403, possa permanecer abaixo da velocidade máxima permitida (em um exemplo, a velocidade máxima de alimentação permitida é de 0,5 m/s), enquanto que a velocidade do fluxo da água dentro do conduto tubular pode ultrapassar a velocidade de alimentação máxima permitida. Em configurações preferenciais, a área de entrada agregada é maior do que 5 vezes A1. Adequadamente, a área de entrada agregada é menor do que 50 vezes A1, preferencialmente menor do que 10 vezes A1.
[0033] Ao se distribuir os furos passantes 405 sobre um comprimento relativamente grande ao longo da parede lateral 404, o diâmetro na porção distal pode ser mantido relativamente pequeno. Com isto, cada retração dos condutos tubulares, pelo deslizamento dos mesmos ao longo da direção do seu comprimento, é facilitada.
[0034] Preferencialmente, os furos passantes 405 são distribuídos sobre a maior parte da circunferência ao redor da parede lateral 404. Com isto, o efeito concertado sobre o campo do fluxo, provocado pela pluralidade de seções de alimentação da água no feixe, é mais reduzido, uma vez que os furos passantes 405 podem ser acessados em uma faixa de direções radiais. Consequentemente, o volume da água fria que flui na velocidade mais rápida é relativamente baixo, quando comparado com a alimentação da água em uma direção ao longo do comprimento da direção.
[0035] Além do mais o risco de uma interrupção completa da água transportada para a porção proximal 107, em razão de obstruções dos furos passantes, é mais reduzido ainda, se as abertura de alimentação da água 405 forem distribuídas não apenas ao longo do comprimento da seção de alimentação da água 403, mas, também sobre a circunferência.
[0036] Em um exemplo específico, a seção tubular da seção de alimentação da água 403 é feita a partir de um aço ao carbono com um grau de aço de X70, ou equivalente ao mesmo. Esta pode possuir um diâmetro externo de aproximadamente 106,68 centímetros (42 polegadas) e uma espessura de parede de aproximadamente 3,81 centímetros (1,5 polegadas). Os furos passantes 405 podem ser perfurados através da parede lateral 404. Preferencialmente, cada furo passante 405 é menor do que 10 cm no diâmetro, para impedir a entrada de formas de vida marinha de grande porte. Preferencialmente, cada furo passante 405 é maior do que 1 cm no diâmetro, para impedir a obstrução pelo acúmulo de material particulado relativamente pequeno e para evitar grandes diferenciais de pressão da água. Em um exemplo, o diâmetro do furo passante 405 foi selecionado para ser de, aproximadamente, 5cm.
[0037] Além do mais, a porção distal 109 pode compreender uma peça de calço na extremidade distal 401 para prover uma ponta arredondada. Em algumas configurações, a peça de calço 410 pode ser ajustada na parede lateral 404 da porção distal 109. Esta pode compreender uma peça plana 411 projetando-se para baixo a partir da seção de alimentação de água com a direção do comprimento no seu plano. A peça de calço 410 pode, ainda, compreender uma placa defletora 412 estendendo-se perpendicularmente à direção do comprimento L, para impedir alimentação de água na sua extremidade tubular inferior de seção de alimentação de água 403. Se for desejado, a placa defletora 412 pode ser provida com um ou mais furos passantes menores 115 para facilitar um acesso limitado da água para a passagem do fluxo 402. Estes furos passantes 115 podem ser do mesmo tamanho ou de um tamanho similar ao dos furos passantes 405 da parede lateral 404. A peça plana 411 pode ter um contorno externo projetando-se para baixo semicircular ou semioval.
[0038] Uma segunda e uma terceira peças planas 421 e 431 podem ser também providas conforme ilustrado na Figura 5, a qual oferece uma vista ascendente da extremidade distal 401, contra a direção do comprimento. As peças planas 411 juntas com a segunda e a terceira peças planas 421 e 431 podem formar um arranjo transversal, com as peças planas projetando-se radialmente para fora de um eixo central CA definido pela linha de interseção onde as peças planas se encontram. Mais peças planas podem ser providas se for desejado, preferencialmente estendendo-se radialmente também a partir do eixo central.
[0039] A Figura 6 mostra, esquematicamente, uma vista em perspectiva da parte distal do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água 105 e mostrando as porções distais avançadas 109 arranjadas, de forma escalonada. O exemplo mostra um feixe 106 de oito condutos tubulares, incluindo o primeiro conduto tubular 106A e o segundo conduto tubular 106B. As porções mostradas de todos os oito elementos tubulares possuem, cada qual, o mesmo desenho com os mesmos componentes. Um espaçador 110 é conectado fixamente com uma haste de suporte central 606. A haste de suporte central 606 projeta-se para baixo, ao longo da direção do comprimento e também suporta de modo fixo uma contra porção auxiliar de um espaçador auxiliar 610. O espaçador 610 compreende oito luvas de orientação 603, mas, um número menor pode ser instalado em outros modos de realização. O espaçador auxiliar compreende quatro luvas de orientação auxiliares 613, com o mesmo desenho das oito luvas de orientação 603, interconectadas por braços 607.
[0040] Neste exemplo específico, cada luva de orientação 603 compreende uma porção superior 604 voltada para a porção proximal do primeiro e do segundo condutos tubulares 106A e 106B, e uma porção inferior 605 voltada para a porção distal 109 do primeiro conduto tubular 106A. A porção inferior 605 tem uma forma cilíndrica circundando o primeiro elemento tubular 106A. O elemento tubular 106A é, opcionalmente, provido com um cilindro de orientação 408, conforme explicado acima. A porção superior 604 tem uma forma afunilada, possuindo uma abertura mais larga do que a porção inferior de forma cilíndrica 605. As luvas de orientação auxiliares 613 possuem uma porção superior 614 similar e porção inferior 615. Este desenho, preferencialmente, em combinação com as peças de calço nas extremidades distais, provendo uma ponta arredondada, facilita a reinserção do conduto tubular após ele ter sido retraído.
[0041] No exemplo da Figura 6, a porção distal 109, quatro dos oito condutos tubulares, incluindo o primeiro conduto tubular 106A, se estende mais adiante na direção do comprimento L, do que os quatro condutos tubulares remanescentes, incluindo o segundo conduto tubular 106B. Desta forma, se a porção distal 109 no primeiro conduto tubular se estender entre a primeira extremidade distal 401 e a porção de conexão do primeiro conduto tubular ao longo do comprimento L1, e a porção distal no segundo conduto tubular se estender entre a segunda extremidade distal 601 e a porção de conexão do segundo conduto tubular ao longo de um comprimento L2, então a primeira extremidade distal 401 se estende pelo menos por uma quantidade L1, mais adiante na direção do comprimento, do que a segunda extremidade distal 601. Desta forma, as porções distais 109 do primeiro conduto tubular 106A possuem pelo menos uma porção que fica na direção lateral (isto é, em um plano perpendicular à direção do comprimento), não se sobrepondo a qualquer outra parte do segundo conduto tubular 106B.
[0042] O comprimento total a partir da extremidade distal 401 até o mais baixo conector da fileira 409 pode estar na faixa de 5 a 20 m. Em um exemplo, este comprimento era de aproximadamente 14 m. O comprimento da seção de alimentação da água 403 em um exemplo era de 8,5 m e o comprimento do cilindro de orientação opcional era de aproximadamente 3,4 m.
[0043] Deve-se observar que todos os condutos tubulares no presente exemplo estão totalmente suspensos para a operação de alimentação de água, em oposição a estarem retraídos das luvas de orientação para inspeção, substituição e serviços.
[0044] Para prover um resfriamento suficiente da água para a estrutura fora da costa 102, em uma configuração, cada conduto tubular no feixe pode não estar, necessariamente, em operação a qualquer tempo. Desta forma, um ou mais dos condutos tubulares podem servir como tubo ascendente de alimentação de água adicional.
[0045] Se for desejado, filtros adicionais podem, opcionalmente, ser acoplados em cada uma das porções distais 109.
[0046] Se for desejado, mais de um dos conjuntos descritos de tubo ascendentes de alimentação de água podem ser suspensos a partir de uma única estrutura fora da costa.
[0047] Qualquer número de, ou todos os condutos tubulares podem ser providos com um meio de supressão da vibração induzida pelo vórtice. Exemplos são descritos, por exemplo, na WO 2010/085302.
[0048] O conjunto de tubo ascendente de alimentação de água conforme descrito acima pode ser utilizado para fornecer água de processamento, para qualquer processo levado a efeito na estrutura fora da costa.
[0049] Em um exemplo específico, ele pode ser utilizado em um método de produzir uma corrente de hidrocarbonetos liquefeita compreendendo:
- - a alimentação de uma corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos para uma estrutura fora da costa;
- - a formação de uma corrente de hidrocarbonetos liquefeitos a partir de pelo menos parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos, compreendendo, pelo menos, a extração do calor de, pelo menos, mencionada parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos;
- - o fornecimento de água para a estrutura fora da costa por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - o acréscimo de, pelo menos, parte do calor removido da mencionada, pelo menos, parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos, para, pelo menos, parte da água fornecida por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - a subsequente disposição de pelo menos parte da água.
[0050] Um exemplo bem conhecido de corrente de hidrocarbonetos liquefeitos é o fluxo de gás natural liquefeito. Uma variedade de instalações adequadas e de alinhamentos está disponível na técnica, para a extração do calor de uma corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos; em especial, um fluxo de gás natural, assim como para outras etapas de tratamento, tais como a remoção de contaminantes indesejados e de componentes da corrente de alimentação, frequentemente realizadas em conjunto com a produção de um fluxo de hidrocarbonetos liquefeitos; e não precisam ser explicadas aqui.
[0051] Em outro exemplo específico, o conjunto de tubo ascendente de alimentação de água pode ser utilizado em um método de produzir uma corrente de hidrocarbonetos vaporosos compreendendo:
- - a provisão de uma corrente de hidrocarbonetos liquefeita em uma estrutura fora da costa;
- - a formação de um fluxo de hidrocarbonetos vaporosos a partir de pelo menos parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeita, compreendendo o acréscimo de calor à mencionada parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeita;
- - o suprimento de água para a estrutura fora da costa por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - a extração de pelo menos parte do calor para adicionar à mencionada parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeita a partir de pelo menos parte da água fornecida por meio do conjunto de tubo ascendente de alimentação de água;
- - descarte subsequente de, pelo menos, parte da água.
[0052] Uma variedade de instalações adequadas e de alinhamentos está disponível na técnica para a regasificação ou vaporização de correntes de hidrocarbonetos previamente liquefeita e o acréscimo de calor a esta corrente de hidrocarbonetos liquefeita, e não precisam ser explicadas aqui.
[0053] O especialista na técnica vai compreender que a presente invenção pode ser levada a efeito de várias maneiras diferentes sem que se afaste do escopo das reivindicações anexas.
Claims (12)
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água (105) que é suspensivo a partir de uma estrutura fora da costa (102), compreendendo um feixe (106) de pelo menos um primeiro conduto tubular (106A) e um segundo conduto tubular (106B) em geral distendendo-se lado a lado ao longo de uma direção do comprimento, cada qual compreendendo, vistos a partir da direção do comprimento, uma porção proximal (107) compreendendo um meio de suspensão, seguida por uma porção de conexão (108) , seguida por uma porção distal (109) compreendendo uma seção de alimentação de água (403), a porção distal (109) se estendendo entre uma primeira extremidade distal (401) e a porção de conexão (108) do respectivo conduto tubular, a porção de conexão (108) conectando fluidamente a porção proximal (107) e a porção distal (109), o primeiro e o segundo condutos tubulares sendo lateralmente conectados um com o outro por meio de pelo menos um espaçador (110) que coopera com as respectivas porções de conexão (108), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte da porção distal (109) do primeiro conduto tubular (106A) estende-se mais adiante na direção do comprimento do que o segundo conduto tubular (106B) quando na condição totalmente suspensa.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção distal (109) no primeiro conduto tubular (106A) estende-se entre uma primeira extremidade distal (401) e a porção de conexão (108) do primeiro conduto tubular (106A) ao longo de um comprimento L1, em que a porção distal no segundo conduto tubular (106B) estende-se entre a segunda extremidade distal e a porção de conexão do segundo conduto tubular (106B) ao longo de um comprimento L2, sendo que a primeira extremidade distal estende-se pelo menos por uma quantidade de L1 mais adiante na direção do comprimento do que a segunda extremidade distal.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as seções de alimentação de água (403) são providas com aberturas de alimentação de água (405) distribuídas ao longo das seções de alimentação de água, e em que as porções de conexão são livres de aberturas de alimentação de água.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as aberturas de alimentação de água (405) são distribuídas ao longo do comprimento e da circunferência das seções de alimentação de água.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um espaçador é transladável de modo deslizante em relação ao primeiro e ao segundo condutos tubulares ao longo da direção do comprimento, por meio do que o primeiro e o segundo condutos tubulares são retráteis a partir do pelo menos um espaçador.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o espaçador compreende uma luva de orientação (603) encaixando-se de modo deslizante com um primeiro conduto tubular (106A), a luva de orientação (603) compreendendo uma porção superior (604) voltada para a porção proximal (107) do primeiro e do segundo condutos tubulares e uma porção inferior (605) voltada para a porção distal (109) do primeiro e do segundo condutos tubulares, em que a porção inferior (605) tem uma forma cilíndrica cercando o primeiro elemento tubular (106A) e em que a porção superior (604) tem forma afunilada que possui uma abertura mais larga do que a porção inferior de forma cilíndrica (605).
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a seção de alimentação de água (403) compreende uma seção tubular que possui uma parede lateral (404) circundando ao redor do eixo do comprimento (L) e definindo uma passagem de fluxo na direção do comprimento com um orifício (402) que possui uma primeira área seccional de seção transversal (A1), a parede lateral (404) sendo provida com aberturas de alimentação de água (405) sob a forma de uma pluralidade de furos passantes, cada qual definindo um acesso transversal para dentro da passagem de fluxo para permitir um fluxo transversalmente direcionado da água para dentro da passagem de fluxo.
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma área agregada definida pela pluralidade de furos passantes é maior do que a primeira área seccional transversal (A1).
- Conjunto de tubo ascendente de alimentação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a porção distal (109) compreende uma peça de calço (410) na extremidade distal (401) que provê uma ponta arredondada.
- Estrutura fora da costa (102), caracterizada pelo fato de que a partir da mesma um conjunto de tubo ascendente de água (105) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 é suspenso.
- Método de produzir uma corrente de hidrocarbonetos liquefeita, compreendendo:
- - alimentar uma corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos para uma estrutura fora da costa (102);
- - formar uma corrente de hidrocarbonetos liquefeitos a partir de pelo menos uma parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos compreendendo pelo menos a extração do calor de parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos vaporosos;
- - fornecer água para a estrutura fora da costa (102);
- - acrescentar pelo menos parte do calor removido da pelo menos uma parte da corrente de alimentação contendo hidrocarbonetos para pelo menos parte da água fornecida;
- - descartar subsequentemente pelo menos uma parte da água;
- Método de produzir uma corrente de hidrocarbonetos vaporosa, compreendendo:
- - prover uma corrente de hidrocarbonetos liquefeita em uma estrutura fora da costa (105);
- - formar uma corrente de hidrocarbonetos vaporosos a partir de pelo menos uma parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeitos, compreendendo adicionar calor para a parte do fluxo de hidrocarbonetos liquefeitos;
- - fornecer água para a estrutura fora da costa (102);
- - extrair pelo menos parte do calor para adicionar na parte da corrente de hidrocarbonetos liquefeitos a partir de pelo menos parte da água suprida;
- - descartar subsequente pelo menos parte da água;
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