BR112013014577B1 - Método de instalação de um conjunto de recuperação de hidrocarbonetos - Google Patents

Abstract

método de instalação de um dlsposltlvo de recuperação de hidrocarbonetos a invenção refere-se a um novo método de instalação de um conjunto (10) de recuperação de hidrocarbonetos escapando de uma instalação submarina (21) compreendendo um primeiro conjunto inferior (25) compreendendo uma cobertura rígida de grande superfície e um segundo conjunto superior (26) de subida dos fluidos até uma instalação de superfície (13). as etapas de reboque do conjunto superior de subida de fluidos são operadas concorrentemente durante a instalação do conjunto superior (26) de subida de fluidos.

Description

[0001] A invenção refere-se a um método de instalação em mar de um sistema de recuperação de hidrocarbonetos escapando de uma instalação submarina.

[0002] Com o aumento do número de exploração petrolífera no mar, o risco de acidentes ecológicos associado a uma fuga de hidrocarbonetos sobre uma instalação submarina como, por exemplo, uma cabeça de poço ou um conduto se torna elevado.

[0003] As consequências ambientais para o ecossistema podendo ser irreversíveis, é, portanto, necessário intervir o mais rapidamente possível para confinar e recuperar os fluidos escapando da instalação submarina a fim de limitar as consequências ambientais ligadas ao escoamento destes hidrocarbonetos no meio marinho.

[0004] Para isto, é conhecido estender campânulas tendo o formato de um funil invertido a prumo da instalação submarina danificada para canalizar os hidrocarbonetos escapando e recuperar os mesmos em um navio graças a um conduto de recuperação ligando a sineta de recuperação e o navio de recuperação dos hidrocarbonetos.

[0005] O pedido W02005/038145 em nome da requerente descreve um dispositivo de recuperação compreendendo uma cobertura rígida de superfície grande destinada a ser desdobrada a prumo da instalação submarina a partir da qual escapam os hidrocarbonetos. A superfície do teto da cobertura é da ordem de 100 a 10000 m2. A cobertura é constituída de duas superfícies em diedro e é montada sobre pés de ancoragem telescópicos que permitem estabilizar a posição da cobertura acima a instalação submarina. Ela é conectada a um conduto flexível de subida dos hidrocarbonetos que é conectado em pé à cobertura e que se estende até um navio de armazenamento e recuperação de hidrocarbonetos. Por outro lado, uma câmara coletora é disposta na cumeeira da cobertura, o conduto flexível sendo conectado diretamente sobre a câmara coletora. Opera-se na câmara coletora todas as operações úteis para facilitar a subida dos hidrocarbonetos que podem ser muito viscosos e, portanto, difíceis fazer subir para a superfície por intermédio do conduto. Estas operações podem consistir na fluidificação dos hidrocarbonetos por aquecimento com resistências elétricas ou por circulação de água quente. Elas podem também consistir em uma diluição dos hidrocarbonetos por adição de diluente ou agitação mecânica dos hidrocarbonetos no núcleo da câmara coletora. Este dispositivo de recuperação é rebocado depois sobre local depois é descido a prumo da instalação submarina controlando e ajustando a flutuabilidade da cobertura durante a descida. Os pés da cobertura são estendidos depois para estabilizar a cobertura ao solo e a prumo da instalação submarina.

[0006] Em seguida, um conduto flexível é desdobrado a partir de um navio de apoio sobre o local de destino. O conduto é conectado depois à câmara coletora, depois à instalação de superfície com o auxílio de robô submarino.

[0007] A instalação completa de tal sistema de recuperação pode necessitar vários meses, 2 a 3 meses, porque requer etapas consecutivas e a mobilização sequencial de vários navios sobre o local de destino. Estes métodos de instalação são, portanto, satisfatórios porque é necessário confinar a fuga de hidrocarbonetos o mais depressa possível para limitar os impactos sobre o meio ambiente.

[0008] Também, a presente invenção propõe um método de instalação de um sistema de recuperação compreendendo uma cobertura rígida tendo a forma de um funil invertido e um conjunto de subida dos hidrocarbonetos em direção a uma instalação de superfície que seja mais rápida de instalar sobre o local de destino a fim de estar operacional em tempo muito curto, de poucos dias.

[0009] Para isso, o método de acordo com a invenção compreende as etapas seguintes:(1) o envio de uma montagem inferior (25) de subida dos hidrocarbonetos compreendendo uma cobertura rígida (27) tendo a forma de um funil invertido e compreendendo compartimentos de lastro (29) sobre o local de destino(2) desdobramento do conjunto inferior em direção ao fundo do mar (11) e a prumo da instalação submarina (21)(3) montagem no mar de um conjunto superior (26) de subida dos fluidos destinado para fazer subir os fluidos entre o fundo do mar e a instalação de superfície (13), o referido conjunto superior (26) compreendendo:• um primeiro conduto flexível (30) destinado a se estender sensivelmente verticalmente entre o fundo do mar (11) e a superfície (12)• uma câmara coletora (32) conectada à extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível (30)• uma boia (40) conectada à extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) e destinada a ser imersa sob a superfície da água (12) para manter o primeiro conduto flexível (30) sensivelmente na sua posição vertical• um segundo conduto flexível (33) se estendendo em curva catenária e conectado à extremidade à jusante do primeiro conduto flexível (30) e à instalação de superfície (13)(4) reboque do conjunto superior (26) sobre o local de destino(5) conexão da câmara coletora (32) sobre o conjunto inferior (25)(6) colocação sob tensão do primeiro conduto flexível (30)(7) conexão da extremidade à jusante (37) do segundo conduto flexível (33) à instalação de superfície (13).

[0010] De acordo com a invenção ainda, o método é também caracterizado pelo fato de que as etapas 3 e 4 de montagem em mar do conjunto superior (26) e de reboque sobre o local são efetuadas simultaneamente à(s) etapa(s) 1 e/ou 2.

[0011] Assim, a montagem e o reboque do conjunto superior de subida dos fluidos em direção à instalação de superfície são operados concorrentemente.

[0012] De acordo com outra característica da invenção, o método de instalação é caracterizado pelo fato de que a montagem do conjunto superior (26) compreende as etapas seguintes:a. colocação de uma boia (40) sobre a extensão de águab. desenrolamento em catenária de um primeiro conduto flexível (30) a partir de um navio de instalação (52) e conexão da extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) sobre a boia (40) enquanto que a extremidade à montante (34) é retida a partir do navio (52).c. desenrolamento de um segundo conduto flexível (33) e conexão da sua extremidade à montante (38) sobre a boia (40)d. conexão da câmara coletora (32) sobre a extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível.

[0013] De acordo com ainda outras características da invenção, o método de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que a extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível (30) munido da câmara coletora (32) é estendida em direção ao fundo do mar desenrolando uma linha de descida (72) depois é conectada sobre a cobertura (27) do conjunto inferior (25).

[0014] Outras características e vantagens da invenção surgirão a partir da descrição de um modo de realização da invenção dado a seguir e ilustrado pelas figuras seguintes:- A figura 1 é uma vista de conjunto de um dispositivo de recuperação de hidrocarbonetos de acordo com a invenção.- A figura 2 é uma vista mostrando o reboque em direção ao local do conjunto inferior do dispositivo de recuperação de acordo com a invenção- a figura 3 é uma vista mostrando o posicionamento final do conjunto inferior acima da instalação submarina- figuras 4 a 5 são vistas mostrando etapas sucessivas de montagem do conjunto superior do elemento de recuperação.- figuras 6 e 7 são vistas mostrando etapas de conexão do conjunto superior sobre o conjunto inferior do dispositivo de recuperação dos hidrocarbonetos.- A figura 8 é uma vista mostrando a conexão do dispositivo de recuperação sobre a instalação de superfície.

[0015] A figura 1 mostra uma vista de um conjunto de recuperação de hidrocarboneto instalado a prumo de uma instalação submarina (21) de onde escapam os hidrocarbonetos a recuperar.

[0016] Na sequência do texto, os termos “à montante” e “à jusante” são entendidos com relação ao sentido de circulação dos fluidos quando o sistema de recuperação dos fluidos se encontra em operação.

[0017] A instalação submarina (21) pode ser, por exemplo, um poço submarino de petróleo ou um conduto submarino que teria sido danificado ou, por exemplo, uma embarcação de armazenamento e transporte de hidrocarbonetos que provocado vazamento no mar.

[0018] O conjunto de recuperação é constituído por um primeiro conjunto inferior (25) compreendendo uma cobertura rígida (27) de grande superfície. Esta cobertura apresenta-se sob a forma de funil invertido e é munida de compartimentos (29) permitindo ajustar a flutuabilidade da cobertura durante a sua instalação a prumo da instalação submarina (21). Ela comporta, além disso, pés desdobráveis em direção ao fundo do mar na direção A-A' para assegurar a ancoragem do conjunto inferior (25) sobre o fundo do mar (11).

[0019] Esta cobertura rígida é protegida por um pedido de patente internacional em nome da requerente W02005/038145.

[0020] Este conjunto inferior de recuperação visa canalizar os hidrocarbonetos escapando da estrutura submarina (21) em direção a um conduto flexível (30) para recuperar os mesmos em um navio (13) como, por exemplo, um navio-tanque de armazenamento (“tanker” em língua inglesa).

[0021] Assim, a cobertura apresenta-se com vantagem sob a forma de duas superfícies em diedro formando, em sua cumeeira, uma calha levando à parte superior da cobertura onde é conectado um conjunto superior (26) de subida dos hidrocarbonetos.

[0022] O conjunto superior de subida dos hidrocarbonetos (26) do sistema de recuperação compreende um primeiro conduto flexível (30) se estendendo sensivelmente verticalmente ao longo do eixo A-A’. O primeiro conduto flexível (30) é conectado à sua extremidade à montante (34) sobre uma câmara coletora (32) e à sua extremidade à jusante (35) sobre uma boia (40) imersa sob a superfície de água que exerce uma força de tração ascendente na direção A-A' sobre o primeiro conduto flexível para manter o mesmo em uma posição sensivelmente vertical.

[0023] Um segundo conduto flexível (33) de comprimento mais curto liga a extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) à instalação de superfície (13). Ele estende-se preferivelmente em curva catenária entre a boia (40) e a instalação de superfície (13) para acomodar os movimentos da instalação de superfície (13). A junção fluídica (41) entre a extremidade à montante (38) do segundo conduto flexível (33) e a extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) é realizada aqui acima da boia (40) por intermédio de uma união de conduto rígido (41) tendo a forma de um U. Grampos ou todos os outros elementos ad' hoc asseguram a conexão das extremidades da união rígida (41) sobre as pontas dos condutos flexíveis (30, 33).

[0024] A câmara coletora (32) disposta sobre a cumeeira da cobertura (27) do conjunto inferior (25) é conectada sobre a extremidade à montante do primeiro conduto flexível (30).

[0025] A câmara coletora (32) liga, portanto, de um lado, o volume sob a cobertura e o interior do primeiro conduto flexível (30). Ela coleta os hidrocarbonetos sob a cobertura antes de fazer os mesmos subir em direção ao navio (13) por intermédio dos condutos flexíveis (30,33, 41).

[0026] Preferivelmente, esta câmara compreende meios para facilitar a subida dos hidrocarbonetos no primeiro conduto flexível (30). Estes meios podem ser elementos de agitação mecânica, meios de aquecimento elétrico ou meios de aquecimento por circulação de água quente em pequenas canalizações em serpentina, meios de injeção de diluentes. A câmara coletora é descrita no pedido W02005/038145 em nome da requerente. Também, não será descrita de maneira detalhada na presente invenção.

[0027] De acordo com a invenção, o termo “flexível” ou “conduto flexível” é um conduto constituído de várias camadas que podem ser ligadas {“bounded” em língua inglesa) ou não ligadas (“unbounded” em língua inglesa). Estes condutos são descritos nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute (API), API17j e AP RP 17B.

[0028] O conduto flexível ou flexível pode com vantagem ser constituído por um feixe de compósitos de tipo “bundle” compreendendo pelo menos um conduto flexível de transporte de fluidos e um conjunto de cabos elétricos ou ópticos aptos a transmitir potência elétrica ou óptica e podendo também compreender pequenos condutos adicionais para o envio /injeção de produtos químicos na mistura de hidrocarbonetos.

[0029] Um método de instalação do conjunto de recuperação de hidrocarbonetos (10) de acordo com a invenção será agora descrito em referência com as figuras 2 a 8.

[0030] O conjunto inferior de recuperação (25) compreendendo a cobertura rígida (27) previamente fabricada em terra em um estaleiro naval é colocada na água na proximidade de seu lugar de fabricação. Devido à sua natureza de tipo casco duplo e com caixão, a cobertura rígida é apta a flutuar na superfície da água. Os pés de ancoragem desdobráveis (22) encontram-se em sua posição retraída voltada para cima.

[0031] Em seguida, em referência com a figura 2 e de acordo com uma primeira etapa do método de instalação, o conjunto inferior (25) é enviado sobre o local de destino a prumo da instalação submarina de onde escapa a fuga de hidrocarbonetos.

[0032] Para isto, o conjunto inferior é conectado a dois rebocadores (53) por intermédio de linhas de puxar (65, 66). A flutuabilidade do conjunto inferior de recuperação (25) então é ajustada (preenchendo parcialmente os caixões da cobertura) para imergir a mesma a alguns metros sob a superfície do mar. Pesos (68) são acrescentados igualmente sobre os cabos para que uma parte das linhas de reboque se desdobre sob o conjunto inferior de recuperação (25) e contribua assim para estabilizar a posição do conjunto inferior (25) sob a superfície da água.

[0033] O conjunto inferior (25) é em seguida rebocado no sentido da seta entre os dois rebocadores (53) em direção ao local de destino.

[0034] Uma vez que tenha chegado ao local de destino e de acordo com uma segunda etapa do método de instalação, o conjunto inferior (25) do conjunto de recuperação é lastreado de modo que afunde progressivamente na água. As linhas de reboque (65, 66) são desenroladas simultaneamente para guiar o conjunto inferior (25) em direção ao fundo do mar. Estas linhas (65, 66) permitem igualmente controlar a descida do conjunto inferior (25) em direção ao fundo.

[0035] Se aproximando do fundo do mar (11) e de acordo com a figura 3, o posicionamento final do conjunto inferior é realizado desdobrando os pés (22) em direção ao fundo do mar (11) para ancorar de modo estável a cobertura rígida (27) a prumo da instalação submarina (21), aqui um poço de petróleo. Esta operação pode ser operada com o auxílio do sistema de controle submarino.

[0036] De acordo com uma terceira etapa do método de instalação e em referência às figuras 4 a 6), o conjunto superior (26) de subida dos hidrocarbonetos é montado no mar, preferencialmente em um local protegido das marés e das ondas, por exemplo em uma baía próxima do local de armazenamento em terra do conjunto.

[0037] Esta montagem compreende uma etapa de colocação de uma boia (40) sobre a extensão de água. Esta boia flutua na superfície da água essencialmente por seus próprios meios. Ela é preferivelmente de forma cilíndrica e plana o que confere à mesma uma melhor estabilidade em mar. Por boia plana, compreende-se que a relação de sua altura tomada ao longo do eixo A-A' sobre o seu diâmetro D é inferior a 1,5.

[0038] Um navio de apoio de tubulação (52) na qual é armazenado um conduto flexível em um cesto ou sobre uma bobina de armazenamento é enviada para a vizinhança da boia (40). O navio de apoio de tubulação transporta também a câmara coletora (32) sobre a ponte do navio.

[0039] Um primeiro conduto flexível (30) é desenrolado a partir deste navio de apoio de tubulação (52). A extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível é conectada depois à boia (40). O primeiro conduto flexível 30 estende-se então formando um U ou uma dupla catenária entre a boia (40) e o navio de apoio de tubulação (52) retendo a extremidade à montante (34) do primeiro da conduto flexível (30). alternativamente, a extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível é retida por um rebocador e o navio de apoio de tubulação (52) pode ser desmobilizada.

[0040] Um segundo conduto flexível (33) mais curto que o primeiro conduto flexível (30) é conectado à boia, a extremidade à montante (38) é conectada ao seu local definitivo em um espaço disposto na boia enquanto a extremidade à jusante (37) do segundo conduto flexível é retida temporariamente na periferia da boia.

[0041] A figura 4 mostra a configuração do conjunto superior (26) de subida dos fluidos uma vez montado e pronto para seu reboque de acordo com uma quarta etapa do método.

[0042] Com vantagem, a boia (40) apresenta uma razão altura (H)Z diâmetro (D) inferior a 1,5. Assim, o primeiro e segundo condutos flexíveis podem ser conectados sobre a boia na sequência de operação de puxar operada depois a superfície superior da boia e a conexão fluídica entre os primeiro e segundo condutos flexíveis pode ser realizada acima da boia com uma união de conduto rígido (41).

[0043] Uma linha (70) de puxar conecta a boia (40) a um rebocador (53). Reboque do conjunto superior (26) no sentido da seta F é operado pelo rebocador 53 e o navio de apoio de tubulação (52) desloca-se no mesmo sentido a uma velocidade adaptada à do rebocador.

[0044] Esta terceira etapa de montagem do conjunto superior (26) é efetuada com vantagem concorrentemente, durante a fase de instalação do conjunto inferior (25) a saber, durante a etapa de uma e/ou dois dos métodos de instalação descrito(s) previamente. Assim, realizando várias etapas simultaneamente reduz-se o tempo necessário para a colocação em funcionamento do conjunto de recuperação (10).

[0045] Quando o conjunto superior (26) chega à vizinhança do local de destino, a câmara coletora (32) é conectada à extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível (30). Depois, ela é conectada ao cabo (72) de um guincho disposto sobre o navio (52) como ilustrado na figura 5. O cabo é desenrolado progressivamente. A câmara coletora (32) que pesa cerca de 100 a 150 toneladas, se enterra sob seu próprio peso em direção ao fundo do mar no sentido da seta da figura 6.

[0046] De acordo com uma quinta etapa do método, e de acordo com a figura 7, a câmara coletora é conectada sobre o conjunto inferior que já tinha sido instalado a prumo da instalação submarina. Para isto, a boia 40 é lastreada mais levemente a fim de guiar o primeiro conduto flexível (30) com a câmara coletora (32) em direção à cumeeira da cobertura (27). Com a ajuda de um robô submarino (74), a câmara coletora é conectada sobre a cobertura (27).

[0047] Em seguida, o conjunto superior (26) é conectado a uma instalação de superfície (13).

[0048] Para isto, de acordo com uma sexta etapa do método de instalação e como ilustrado pela figura 8, o primeiro conduto flexível (30) é colocado sob tensão aumentando a flutuabilidade da boia (40) que exerce assim uma força de tração necessária à retenção do primeiro conduto flexível em uma posição sensivelmente vertical.

[0049] Por último, a extremidade à jusante (37) do segundo conduto flexível (33) é recuperada e conectada à instalação de superfície (13). Ela estende-se em catenária entre a boia e o navio (13).

Claims (6)

1. Método de instalação de um conjunto (10) de recuperação de hidrocarbonetos escapando de uma instalação submarina (21) caracterizadopelo fato de compreender as etapas seguintes: 1 colocação de um conjunto inferior (25) de subida dos hidrocarbonetos compreendendo uma cobertura rígida (27) tendo a forma de um funil invertido e compreendendo compartimentos de lastro (29) sobre o local de destino; 2 desdobramento do conjunto inferior em direção ao fundo do mar (11) a prumo da instalação submarina (21); 3 montagem no mar de um conjunto superior (26) de subida dos fluidos destinado a fazer subir os fluidos entre o fundo do mar e uma instalação de superfície (13), o referido conjunto superior (26) compreendendo:• um primeiro conduto flexível (30) destinado a estender-se sensivelmente verticalmente entre o fundo do mar (11) e a superfície (12);• uma câmara coletora (32) conectada à extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível (30);• uma boia (40) conectada à extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) e destinada a ser imersa sob a superfície da água (12) para manter o primeiro conduto flexível (30) sensivelmente em sua posição vertical;• um segundo conduto flexível (33) estendendo-se em curva catenária e conectado à extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) e à instalação de superfície (13); (4) reboque do conjunto superior (26) sobre o local de destino (5) conexão da câmara coletora (32) sobre o conjunto inferior (25) (6) colocação sob tensão do primeiro conduto flexível (30) (7) conexão da extremidade à jusante (37) do segundo conduto flexível (33) à instalação de superfície (13); e (8) as etapas 3 e 4 de montagem no mar e de reboque sobre o local do conjunto superior (26) e a(as) etapa(s) 1 e/ou 2 de colocação do conjunto inferior (25) de subida dos hidrocarbonetos e de desdobramento do conjunto inferior (25) são realizadas simultaneamente.

2. Método de instalação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem do conjunto superior (26) compreende as etapas seguintes:a. colocação da boia (40) sobre a extensão de água;b. desenrolamento em catenária do primeiro conduto flexível (30) a partir de um navio de apoio (52) e conexão da extremidade à jusante (35) do primeiro conduto flexível (30) sobre a boia (40), enquanto que a extremidade à montante (34) é retida a partir do navio (52);c. desenrolamento do segundo conduto flexível (33) e conexão da sua extremidade à montante (38) sobre a boia (40);d. conexão da câmara coletora (32) sobre a extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível.

3. Método de instalação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, sobre o local de destino, a extremidade à montante (34) do primeiro conduto flexível (30) munida da câmara coletora (32) é desdobrada em direção ao fundo do mar desenrolando um cabo (72) depois é conectada sobre a cobertura (27) do conjunto inferior (25).

4. Método de instalação, de acordo com a reivindicação 2 ou 3 caracterizado pelo fato de que a flutuabilidade de boia (40) é aumentada para manter o primeiro conduto flexível (30) sensivelmente em uma configuração vertical exercendo uma força de tração vertical em direção à superfície da extensão de água.

5. Método de instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a extremidade à jusante (37) do segundo conduto flexível (33) é recuperada e é conectada à instalação de superfície (13).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a boia (40) apresenta uma razão altura (H) / diâmetro (D) inferior a 1,5 e em que o primeiro e segundo condutos flexíveis são conectados sobre a boia na sequência de uma operação de puxar operada desde a superfície superior da boia e em que a conexão fluídica entre o primeiro e segundo conduto flexível é realizada acima da boia com uma união de conduto rígido (41).

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