BR112013031974B1 - método e sistema de arrefecimento de um motor de um conjunto de bomba submersível elétrica - Google Patents
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Abstract
MÉTODO E SISTEMA DE ARREFECIMENTO DE UM MOTOR DE UM CONJUNTO DE BOMBA SUBMERSÍVEL ELÉTRICA. A presente invenção refere-se a sistemas e métodos para o arrefecimento de um motor (22) de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) (ESP), empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico que são fornecidos. Uma estrutura de moldura de suporte como uma pá de montagem ESP ou um conjunto de extremidade superior de um caisson (21) tendo membros estruturais expostos à água do mar ambiental, é modificado ou projetado para incluir conduítes de fluidos dentro os membros estruturais para estabelecer percursos lubrificantes para que o lubrificante flua. Uma linha de lubrificante aquecido/quente conecta entre uma porta de entrada (36) de lubrificante da estrutura de suporte e uma porta de saída (33) de lubrificante do motor (22) de ESP. Uma linha de lubrificante refrigerado conecta entre uma porta de saída (33) de lubrificante da estrutura de suporte e uma porta de entrada (36) de lubrificante do motor (22) de ESP. Uma bomba ou outro dispositivo para a movimentação do fluido circula o lubrificante a partir do motor (22) de ESP para os percursos de lubrificante dentro da estrutura de moldura de suporte, na qual a água do mar esfria o lubrificante (...).
Description
[001] Esta aplicação reivindica prioridade para e benefício da Solicitação de Patente dos Estados Unidos n° 12/825.141 arquivada em 28 de junho de 2010, intitulado "Trocador de calor para Motor de ESP", que reivindica a prioridade para a Solicitação de Patente Provisória n° 61/221.451, arquivada em 29 de junho de 2009, cada uma das quais é incorporada por referência, na sua totalidade.
[002] Esta invenção se refere em geral a sistemas de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, e em particular, para reduzir a temperatura de um motor de bombeamento submersível elétrico submarino através de troca de calor com uma estrutura de moldura tendo uma função primária relacionada de não troca de calor.
[003] Bombas submersíveis elétricas (ESP) são utilizadas para bombeamento de grandes volumes de fluido de poço, em particular em poços que exigem uma elevação artificial. As ESP normalmente têm pelo menos um motor elétrico que normalmente é um motor de C.A. trifásico. O motor aciona uma bomba centrífuga que pode conter uma pluralidade de estágios, cada estágio constituído por um impulsor e um difusor que aumenta a pressão do fluido do poço. O motor tem um compartimento que é preenchido com um lubrificante dielétrico ou óleo que ambos fornecem lubrificação e auxiliam na remoção de calor do motor durante o funcionamento da ESP. Uma seção de vedação normalmente é localizada entre a bomba e o motor para equalizar a pressão do lubrificante contido dentro do motor com a pressão hidrostática do fluido de poço no exterior.
[004] A ESP é normalmente executada dentro do poço com um equipamento de workover. A ESP é executada na extremidade inferior de uma cadeia do tubo de produção. Uma vez no lugar, a ESP pode ser energizada para começar a produzir o fluido de poço que é descarregado dentro da cadeia de produção para ser bombeado para a superfície.
[005] Durante a operação, a temperatura do óleo do motor de ESP aumenta devido à fricção mecânica e ineficiência elétrica. De acordo com os projetos mais convencionais, o calor interno do motor é dissipado passando o fluido produzido (bombeado) sobre a superfície exterior do compartimento do motor, que está em contato condutivo de calor com o estator do motor. Como tal, uma maior velocidade do fluido do fluido produzido em torno do motor, ou uma mais baixa temperatura do fluido, pode levar a uma remoção do calor aumentada do motor.
[006] Uma das propriedades mais importantes do óleo do motor é lubrificar os rolamentos e o rolamento axial do motor. O óleo é também, em geral, vital na dissipação de calor dos rolamentos e dos rolamentos axiais para ajudar a manter o motor dentro de sua temperatura classificada e, deste modo, manter a confiabilidade do motor. A rejeição de calor do óleo para o fluido de poço que o rodeia, de qualquer maneira, é geralmente limitada devido à alta temperatura dos fluidos de poço, e também suas pobres características de transferência de calor devido a sua alta viscosidade.
[007] Um aumento da temperatura do óleo do motor devido à falha de dissipar o calor adequadamente pode levar a um baixo desempenho ou a uma falha prematura do motor. A Publicação de Patente dos Estados Unidos n° 2010/0329908 por Martinez et al., intitulado "Trocador de Calor para o Motor de ESP", comumente designado para o mesmo destinatário, descreve um avanço na tecnologia de refrigeração de motores na qual descreve um trocador de calor montado externamente para servir equipamentos ESP instalados no fundo do mar. Uma linha de óleo quente se conecta à base do motor de ESP com o trocador de calor localizado externamente, permitindo que o óleo quente do motor circule através de bobinas em um trocador de calor que estão externamente expostas à água do mar. O calor do óleo é transferido para a água do mar e o óleo refrigerado é reintroduzido para o motor através de uma linha de óleo refrigerado que se comunica com a seção de vedação. O arranjo do trocador de calor reduz a temperatura de um motor de ESP, permitindo assim que o motor opere por mais tempo e de forma mais confiável.
[008] Reconhecido pelos inventores, de qualquer maneira, é que seria benéfico tanto a custo de capital e a eficiência de troca térmica a utilização de estruturas existentes adjacentes ao motor de ESP exposto à água do mar relativamente fria para exercer a função de um trocador de calor externo -por exemplo, para fornecer uma refrigeração do motor melhorada por meio da circulação de óleo ou lubrificante por fora do motor para arrefecer a temperatura do motor, para, desta maneira, permitir que o motor funcione a uma temperatura mais baixa que pode se traduzir a uma vida prolongada e maior confiabilidade do motor, sem a necessidade de um trocador de calor dedicado separado ou a um estado real/espacial associado tomado por tal trocador de calor separado dedicado.
[009] Em vista do exposto, várias incorporações da presente invenção vantajosamente fornecem sistemas e métodos para refrigerar um motor de um conjunto de bomba submersível elétrica (ESP), empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico pelo arrefecimento do lubrificante do motor que não requer a adição de uma unidade de troca de calor externa independente. De preferência, com vantagem, várias incorporações da presente invenção utilizam uma estrutura de moldura de suporte submarino, tendo uma função primária diferente ou não relacionada, tal qual, por exemplo, uma pá de montagem ESP ou um conjunto de extremidade superior de um caisson, modificado para funcionar também como um trocador de calor externo substituto para refrigerar o óleo que circula através de um motor de ESP.
[010] Mais especificamente, um exemplo de uma incorporação de um sistema para o arrefecimento de um motor de um conjunto de ESP empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, pode ser composto por um conjunto de ESP, incluindo uma ESP submarina tendo uma ou mais fases de bomba, um motor, e uma seção de vedação localizada entre o motor e as uma ou mais fases de bomba.
[011] O compartimento do motor pode incluir uma porta de saída de lubrificante dielétrica se estendendo através de uma primeira parte do compartimento e uma porta de entrada de lubrificante dielétrica se estendendo através de uma segunda parte do compartimento. Um recipiente de contenção ou cápsula é posicionado sobre pelo menos a maior parte do conjunto de ESP para conter o ESP.
[012] O sistema também pode incluir uma estrutura de moldura de suporte submarina sob a forma de uma pá de montagem de ESP modificada ou de um conjunto de extremidade superior de um caisson. Cada um de uma pluralidade de alongados membros estruturais principais da estrutura de moldura de apoio tem ou tem sido modificado ou, caso contrário, configurado para ter um corpo principal contendo um fluido condutor formado pelo menos parcialmente, mas mais tipicamente por completo ao longo de um eixo longitudinal do mesmo. Cada fluido condutor está posicionado na comunicação fluida com pelo menos um outro de uma pluralidade de fluidos condutores, correspondendo a uma pluralidade de membros estruturais principais alongados para formar um circuito fechado de fluido. Pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados inclui uma porta de entrada de fluido em comunicação fluida com a porta de saída de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de ESP através de um conduíte de fluido lubrificante quente ou aquecido ou linha se estendendo em atravessamento ou ligados aos mesmos. Pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados também inclui uma porta de saída de fluido em comunicação fluida com a porta de entrada de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de ESP através de um conduíte de fluido de lubrificação frio ou refrigerado ou linha se estendendo em atravessamento ou ligados aos mesmos.
[013] Como resultado da interligação dos membros estruturais principais, e em particular dos seus conduítes de fluidos, a moldura de suporte inclui uma pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos (na forma similar de um coletor) se estendendo entre a entrada de fluido e a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e através de um correspondente conjunto diferente de um ou mais da pluralidade de conduítes de fluidos que definem os percursos. A pluralidade dos diferentes percursos de lubrificante dielétrico fornecida pela estrutura de moldura de suporte, em conjunto com a relativamente grande área de superfície exterior e a relativamente alta condutividade térmica dos principais membros estruturais, facilita a transferência de energia calorífica no lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétrico para a água do mar circundante. Ou seja, a energia de calor é prontamente transferida para a água salgada fluindo através da estrutura de moldura de suporte submarina e ao longo das superfícies exteriores dos membros estruturais principais alongados quando a estrutura de moldura de suporte e o conjunto de ESP são operacionalmente implantados, para que, desta forma, seja reduzida a temperatura do lubrificante dielétrico e, portanto, a temperatura do motor.
[014] O sistema também inclui, pelo menos, um conduíte de fluido ou linha que se estende entre a porta de saída do lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte para, desta maneira, formar um percurso de descarga de lubrificante dielétrico aquecido entre eles. O sistema ainda inclui pelo menos um conduíte de fluido se estendendo entre a saída de fluido da estrutura da moldura de apoio e a porta de entrada de lubrificante dielétrico do compartimento do motor para, desta maneira, formar um percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado entre eles. Um dispositivo de movimentação de fluido é posicionado para circular o lubrificante dielétrico para o motor através do percurso de descarga do lubrificante dielétrico aquecido, através da pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétrico fornecida pela estrutura de moldura de suporte, e através do percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado, para ser refrigerado por meio da água do mar que flui passado por ele e por meio de membros estruturais da estrutura de moldura de suporte.
[015] Vantajosamente, uma quantidade total do lubrificante dielétrico que circulou dentro dos conduítes de fluido nos membros estruturais principais alongados da estrutura de moldura de suporte na forma tanto de uma pá de montagem ESP como de um conjunto de extremidade superior de um caisson (formando um trocador de calor substituto) excede uma capacidade de lubrificante dielétrico dos componentes de circulação do lubrificante dielétrico contidos dentro dos limites do compartimento do motor, sozinho, pelo menos por um fator de, pelo menos, três ou quatro, mas mais geralmente de um fator de aproximadamente de cinco a dez, para desta forma melhorar a refrigeração do motor.
[016] Conforme observado acima, várias incorporações da presente invenção também incluem métodos de arrefecimento de um motor de um conjunto de ESP empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico. Um exemplo de uma incorporação de tal método, o método pode incluir as etapas de fornecimento de um conjunto de ESP em uma vizinhança de um leito do mar que compreende uma ESP tendo um motor e, pelo menos, uma bomba alojada dentro de um recipiente de contenção, e empregando ou, caso contrário, fornecendo uma estrutura de moldura de suporte submarina sendo composta tanto por uma pá de montagem configurada para emoldurar, pelo menos, as partes principais do conjunto de ESP ou um conjunto de extremidade superior de um caisson submarino, como um trocador de calor substituto. Exemplos de configurações da ESP e da estrutura de moldura de suporte submarina configurada para fornecer um circuito fechado de fluido para o arrefecimento do lubrificante do motor foram descritos anteriormente.
[017] As etapas também podem incluir a circulação do lubrificante dielétrico a partir de um porto de saída de lubrificante dielétrico do compartimento do motor para uma entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte, retirando o calor do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de membros estruturais principais alongados fluindo através de uma pluralidade de percursos diferentes entre a entrada de fluido e uma saída de fluido da estrutura de moldura de suporte, e circulando o lubrificante dielétrico a partir da porta de saída da estrutura de moldura de suporte para a porta de entrada de lubrificante dielétrico do compartimento do motor.
[018] Vantajosamente, o processo de remoção de calor pode ser realizado através da transferência de energia térmica no lubrificante dielétrico para a água do mar que flui naturalmente através da estrutura de moldura de suporte submarina e através das superfícies exteriores de seus membros estruturais principais alongados para, desta maneira, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico. Quando introduzido de volta nos confins do compartimento do motor, o lubrificante dielétrico refrigerado então funciona para refrigerar os componentes internos do motor de maneira mais eficaz. Por essa razão, a vida do motor é vantajosamente estendida e vantajosamente aumenta sua confiabilidade.
[019] Para que a maneira em que as características e vantagens da invenção, bem como outras que se tornarão aparentes, possam ser entendidas em mais detalhes, uma descrição mais específica da invenção brevemente resumida acima pode ser tida por referência às incorporações das mesmas que são ilustradas nos desenhos em anexo, que formam uma parte desta especificação. É de se notar, de qualquer maneira, que os desenhos ilustram apenas várias incorporações da invenção e, por esta razão, não devem ser considerados como uma limitação do escopo da invenção à medida que pode incluir outras incorporações eficazes da mesma forma.
[020] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema para o arrefecimento de um motor de um conjunto de bomba submersível elétrica (ESP), empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico de acordo com uma incorporação da presente invenção;
[021] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um conjunto de extremidade superior de um caisson ilustrando a adição de conduítes de fluido e resultando em padrões de fluxo de fluido de acordo com uma incorporação da presente invenção;
[022] As Figuras de 3A - 3B são uma vista em perspectiva de um sistema para o arrefecimento de um motor de um conjunto de ESP empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico de acordo com uma incorporação da presente invenção;
[023] A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma cápsula para a contenção de uma ESP de acordo com a incorporação da presente invenção mostrada na Figura 3A;
[024] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema para o arrefecimento de um motor de um conjunto de ESP empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico de acordo com uma incorporação da presente invenção;
[025] A Figura 6 é um diagrama esquemático ilustrando as conexões e portas adjacentes a uma extremidade superior de uma ESP de acordo com a incorporação da presente invenção mostrada na Figura 5;
[026] A Figura 7 é um diagrama esquemático ilustrando as conexões e portas adjacentes a uma extremidade inferior de uma ESP de acordo com a incorporação da presente invenção mostrada na Figura 5; e
[027] A Figura 8 é um diagrama esquemático ilustrando a conexão de uma linha externa de óleo quente a uma extremidade superior de um motor de ESP de acordo com a incorporação da presente invenção mostrada na Figura 5.
[028] A presente invenção será agora descrita mais detalhadamente adiante tendo como referência os desenhos que a acompanham, que ilustram as incorporações da invenção. Esta invenção pode, de qualquer maneira, ser incorporada de muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como estando limitada às incorporações ilustradas apresentadas neste documento. Em vez disso, essas incorporações são fornecidas para que esta divulgação seja aprofundada e completa, e vai transmitir totalmente o escopo da invenção para os hábeis na tecnologia. Números similares se referem a elementos semelhantes em toda parte. A notação prima, se usada, indica elementos semelhantes em incorporações alternativas.
[029] Bombas submersíveis elétricas (ESPs) têm sido utilizadas para reforço submarino no fundo do mar. As ESPs são tipicamente implantadas/empregadas, colocando a ESP dentro um caisson, em geral localizada substancialmente abaixo da linha de lama do leito do mar, ou colocando a ESP dentro de uma cápsula, localizada em uma pá de montagem, tendo uma estrutura de moldura. O compartimento do motor ESP é, em geral, cheio de um óleo dielétrico ou outro lubrificante. As Figuras 1 - 8 ilustram várias incorporações de um sistema 30, 30' e métodos para refrigerar o motor de um conjunto de ESP/conjunto de bomba empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, por meio do arrefecimento do lubrificante do motor (por exemplo, óleo lubrificante).
[030] Como serão descritos mais detalhadamente abaixo, com o objetivo de esfriar o lubrificante dielétrico de motores, uma estrutura de moldura de suporte tal como o conjunto de extremidade superior de um caisson (Figura 1) ou pá de montagem de ESP (Figura 3A) tendo os membros estruturais expostos à água do mar ambiental, é constituído/modificado para ter conduítes de fluidos dentro dos membros estruturais que estabelecem percursos de lubrificantes para que o lubrificante possa fluir. Uma linha de lubrificante aquecido/quente (conduíte único ou vários) se conecta entre uma porta de entrada do lubrificante na estrutura de moldura de suporte e uma porta de saída de lubrificante no compartimento do motor de ESP. Uma linha de lubrificantes de refrigeração se conecta entre uma porta de saída de lubrificante na estrutura de moldura de suporte e uma porta de entrada de lubrificante no compartimento do motor. Uma bomba/rolamento axial/impulsor e/ou outro dispositivo de movimentação de fluido, em geral, ligado ao lado ou dentro do compartimento do motor faz com que o lubrificante circule a partir de dentro do motor (compartimento do motor) para os percursos de lubrificante dentro da estrutura de moldura de suporte, na qual a água do mar, passando por cima das superfícies externas dos membros estruturais esfria o lubrificante neles contido. O lubrificante de refrigeração é, em seguida, circulado de volta para o motor (compartimento do motor) para auxiliar na refrigeração dos componentes do motor localizados dentro do compartimento, em particular, aqueles em contato direto com o lubrificante do motor.
[031] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema 19 para resfriar o lubrificante dielétrico usado para lubrificar um motor 22 de uma ESP 20 para, deste modo, arrefecer o motor 22 da ESP 20. A ESP 20, ilustrada em um arranjo padrão, pode ser parte de um sistema de reforço submarino localizado de forma adjacente ou sobre o leito do mar. Note, a ESP 20 pode ser montada horizontalmente, inclinada ou montada verticalmente dentro um caisson 21 no fundo do mar, de acordo com várias configurações. Ele também pode ser, como alternativa, posicionado em um arranjo invertido dependendo da direção desejada do fluxo de fluido da produção. A orientação da ESP 20 dentro de um caisson 21 e várias configurações de percurso do fluido para o fluido de produção é descrita em mais detalhes, por exemplo, na Solicitação de Patente dos Estados Unidos n. ° 12/825.141, arquivada em 28 de junho de 2010, intitulada "Trocador de Calor para o Motor de ESP".
[032] O caisson 21 pode ser parcialmente ou completamente submerso no fundo do mar e pode estar a muitas centenas de pés de profundidade. O caisson 21 pode ser usado para separar o gás no fluido de produção para, desta maneira, aumentar a eficiência de bombeamento. Em tal configuração, o fluido de poço fluiria para o topo do caisson, e em seguida até a extremidade inferior aberta da cápsula, onde ele iria ser bombeado para cima por meio da ESP 20.
[033] A ESP 20 pode incluir um motor 22 e uma bomba 23 com uma seção de vedação 24, localizada no meio. A seção de vedação 24 normalmente contém um rolamento axial e um equalizador de pressão (não mostrado) para equalizar a pressão do lubrificante no motor 22, com a pressão hidrostática dentro do caisson 21.
[034] Um recipiente de contenção na forma de uma mortalha ou cápsula 25 aloja a ESP 20 dentro o coletor de fluidos 26, posicionado dentro de um compartimento do caisson 27. A cápsula 25 tem uma tampa ou barreira 32 em uma extremidade, tendo uma porta de descarga 33 se estendendo em atravessamento, e uma porta de entrada 36 na outra extremidade. A cápsula 25, neste exemplo, situa-se no fundo do mar e está na vertical. A tampa 32 pode ter vários tipos de portas e conexões dependendo da configuração da ESP 20 dentro da cápsula 25. Neste exemplo, o motor 22 e a bomba 23 estão na posição padrão tal que a base do motor 22 é frontal à extremidade da porta de entrada 36 da cápsula 25. Deste modo, o motor 22 está localizado abaixo da bomba 23 tal que a base do motor 22 está na extremidade da cápsula 25 em oposição à tampa 32 e uma seção de vedação 24 está localizada entre o motor 22 e a bomba 23.
[035] O fluido de produção irá fluir para dentro do coletor de fluidos 26 da cápsula e para cima através da porta de entrada 36 na extremidade inferior da cápsula 25. A tubulação de descarga de fluidos de produção 42 se conecta a uma linha de fluxo ou riser 43 que se estende através da porta de descarga 33 para transportar os fluidos de produção a partir de um poço. Ou seja, neste exemplo, a bomba 23 descarrega o fluido de produção através de um pedaço da tubulação de descarga 42 que passa através da porta de descarga 33 na tampa 32. A tubulação de descarga 42 pode se conectar a uma linha de fluxo ou riser 43 se estendendo para cima através de uma saída líquida bombeada 47 na parte superior do compartimento 27 do caisson 21 para um top e conjunto 45 do caisson 21.
[036] Um cabo de alimentação 48 corre através de um penetrador elétrico 50 na tampa 32 e se conecta ao motor 22 para energizá-lo. Um conduíte de óleo quente ou linha 51 se estende para baixo através de uma porta de saída de óleo de lubrificação 53 na tampa 32 e dentro da cápsula 25 e ainda se estende para uma porta de saída de óleo 55 em uma parte superior do compartimento do motor 57 para se comunicar com a parte superior do motor 22. Uma linha de óleo de refrigeração 52 se estende para baixo através de uma porta de entrada de óleo de lubrificação 59 na tampa 32 e na cápsula 25, e ainda se estende para uma porta de entrada de óleo 61 na parte inferior do compartimento do motor 57. Neste exemplo, a linha de óleo de refrigeração 52 retorna o óleo refrigerado a partir da extremidade superior do conjunto 45 para a base do motor 22.
[037] Nota, uma pessoa de habilidade comum na tecnologia reconheceria que a localização das portas de saída 53, 55 e das portas de entrada 59, 61 são ilustradas de acordo com uma configuração exemplar, e que outros locais podem ser selecionados. Note-se também, que embora o conduíte de óleo quente ou linha 51 e o conduíte de óleo de refrigeração ou linha 52 sejam, cada um, ilustrado como um canal único, uma pessoa de habilidade comum na tecnologia entenderia que os conduítes ou linhas 51, 52 podem ser contínuos, segmentados em vários conduítes separados, ou uma combinação destes.
[038] Referindo-se à Figura 2, o conjunto de extremidade superior 45 pode incluir uma pluralidade de membros estruturais principais alongados 71 tendo uma superfície exterior substancialmente exposta à água do mar quando posicionado em um ambiente submarino. Um corpo principal de cada um dos membros estruturais 71 pode ser modificado para incluir um conduíte de fluido 73 formado pelo menos parcialmente em atravessamento ao longo de um eixo longitudinal dos mesmos. Deste modo, em uma configuração preferencial, os membros estruturais 71 estão sob a forma de tubos. Independentemente disso, a pluralidade de conduítes de fluidos 73 e a correspondente pluralidade de membros estruturais principais alongados 71 podem ser conectadas para formar uma pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétrico 75 entre a entrada de fluido 77 em um dos membros 71 conectado ao conduíte de óleo quente ou linha 51 e uma saída 79 em um dos membros 71 ligada ao conduíte de óleo de refrigeração ou linha 52.
[039] Referindo-se novamente à Figura 1, a ESP 20 pode ser modificada para incluir ou, caso contrário, é fornecido um rolamento throw-out, um impulsor, uma bomba de óleo e/ou outros meios de bombeamento (coletivamente a "bomba de óleo") 63 tendo pressão suficiente para fazer circular o óleo de lubrificação no circuito formado pelo compartimento do motor 22, os conduítes de óleo quente e refrigerado ou linhas 51, 52, e os percursos de fluidos 75 formados dentro do conjunto de extremidade superior 45.
[040] Durante a operação da ESP 20, é aumentada a temperatura do óleo do motor dentro do motor 22 e em circulação através da seção de vedação 24. Reduzindo a temperatura do óleo do motor para, deste modo, arrefecer o motor 22 vantajosamente se prolonga a vida útil e aumenta a confiabilidade do motor 22. Por conseguinte, ao se empregar o conjunto de extremidade superior 45 como um trocador de calor substituto localizado externamente à cápsula 25 (ou em uma plataforma que suporta uma cápsula semelhante à cápsula 25, descrita mais tarde) pode ser realizado o resfriamento do óleo do motor.
[041] Partes da linha de óleo quente 51 passam através da porta de saída/conector 53 que passa através da tampa 32 para permitir que a linha de óleo quente 51 possa se comunicar com a parte superior do motor 22. A linha de óleo quente 51 permite que o óleo quente do motor proveniente do motor 22 possa ser distribuído para os percursos de fluidos 75 no conjunto de extremidade superior 45. Uma vez dentro do conjunto de extremidade superior 45, o óleo quente é distribuído através dos conduítes de fluido 73 dos membros 71 externamente expostos à água do mar 80. Uma quantidade substancial de calor absorvida pelo óleo proveniente de dentro do motor 22 é, deste modo, transferida para a água do mar 80, e o óleo refrigerado é reintroduzido para o motor 22, através da linha de óleo de refrigeração 52. A linha de óleo de refrigeração 52 passa através das portas de entrada de óleo/conector 59 e através da porta de entrada de óleo 61 no compartimento 57 do motor 22.
[042] Neste exemplo, a bomba de óleo 63 é localizada no interior e na extremidade superior do motor 22. De acordo com uma configuração específica exemplar, a bomba de óleo 63 é impulsionada por um eixo no motor 22 e faz circular o óleo no circuito formado pelo motor 22, pelos conduítes de óleo ou linhas 51, 52, e pelos conduítes 73 dentro da unidade de extremidade superior 45. Além disso, nesta configuração exemplar, devido ao tamanho total dos membros estruturais 71 e do comprimento dos conduítes de óleo ou linhas 51, 52, o fluido que carrega o volume de tais componentes externos em relação ao volume dos conduítes de fluido dentro do compartimento do motor 57 pode ser da ordem de cinco a dez vezes maior, ou mais. Nesse sentido, de acordo com uma tal configuração exemplar, o motor 22 não somente opera a uma temperatura mais fria e pode operar mais e mais confiável como resultado da utilização de um trocador de calor substituto externo, mas também opera em tais condições melhoradas devido ao aumento do volume de óleo de lubrificação disponível para executar a função de resfriamento e a vida prolongada do óleo de lubrificação é resultante de uma tal utilização de um volume substancialmente maior do que o anteriormente possível.
[043] As Figuras 3A e 3B ilustram uma incorporação alternativa da presente invenção segundo a qual a estrutura de moldura de suporte submarina fornecendo a funcionalidade de um trocador de calor substituto é composta por uma pá de montagem ESP 101 posicionada em uma vizinhança do fundo do mar. As Figuras 3A e 3B ainda ilustram um par de cápsulas 103 (similar à cápsula 25) cada um dos quais posicionado dentro dos limites da pá de montagem 101 e contendo uma ESP 20, conectados em série às linhas de produção de entrada e de saída de fluxo 105, 107, e a uma linha de conexão intermediária 109. Como mostrado na Figura 4, de acordo com a configuração ilustrada, cada uma das cápsulas 103 de acordo com a configuração "emparelhada" pode incluir tanto uma porta de conexão de fluido de produção em linha 111 e uma porta de conexão de fluido de produção orientada radialmente 113 que facilitam o posicionamento do par de cápsulas 103 dentro dos limites da pá de montagem 101.
[044] A Figura 5 ilustra uma vista secional da pá de montagem 101 tendo vários membros estruturais principais alongados 121 direta ou indiretamente ligados a uma base 122 e emoldurando uma única ESP 20 contida em uma cápsula ou outro recipiente de contenção 123 tendo uma porta/entrada de fluido de produção em linha 125 e uma porta/saída de descarga de fluidos de produção 127. Cada um dos membros estruturais 121 tem uma superfície exterior substancialmente exposta à água do mar 50.
[045] Um corpo principal de cada um de um conjunto de membros estruturais 121 é modificado para incluir um conduíte de fluido 133 formado em atravessamento ao longo de um eixo longitudinal do mesmo. Deste modo, em uma configuração preferencial, os membros estruturais 121 fornecidos para incluir os conduítes de fluidos 133 são sob a forma de tubos. Independentemente disso, a pluralidade de conduítes de fluidos 133 e a correspondente pluralidade de membros estruturais principais alongados 121 podem ser conectados para formar uma pluralidade de diferentes percursos de lubrificantes dielétricos 135 entre uma entrada de fluido 137 em um dos membros 121 conectado ao conduíte de óleo quente ou linha 151, e uma saída 139 em um dos membros 121 ligada ao conduíte de óleo de refrigeração ou linha 152.
[046] Embora os acessórios conectados à ESP 20, mostrado na Figura 5 sejam semelhantes àqueles mostrados na Figura 1, as seguintes diferenças são notadas. Como indicado acima, a conexão dentro da pá de montagem 101 normalmente pode resultar em muito menores conduítes de óleo quente e mais frio ou linhas 151, 152, do que os conduítes de óleo quente e mais frio ou linhas 51, 52. Além disso, de acordo com o layout horizontal mostrado na Figura 5, a cápsula 123 inclui uma tampa de extremidade 161 tendo uma porta de saída 163 que acomoda o conduíte de óleo quente ou linha 151 juntamente com a porta/saída de produção 127 e inclui uma tampa de extremidade 167 tendo uma porta de entrada 169 que acomoda o conduíte de óleo refrigerado ou linha 152 juntamente com a porta/entrada de produção 125.
[047] Como ainda é mostrado nas Figuras 5 - 8, em uma incorporação que utiliza um único conduíte de óleo quente ou linha 151 e um único conduíte de óleo refrigerado ou linha 152, o conduíte de óleo quente ou linha 151 se estende para baixo a partir da entrada 137 através de uma porta de saída de óleo de lubrificação 163 na tampa de extremidade 161 e para dentro da cápsula 123 e ainda se estende para a porta de saída de óleo 55' em uma parte superior do compartimento do motor 57 para se comunicar com a parte superior do motor 22. A linha de óleo de refrigeração 152 se estende para cima a partir da saída 139, através da porta de entrada de óleo de lubrificação 169 na tampa da extremidade 167 e na cápsula 123 e ainda se estende para uma porta de entrada de óleo 61' na parte inferior do compartimento do motor 57. Neste exemplo, a linha de óleo de refrigeração 152 retorna o óleo de refrigeração a partir da extremidade inferior da pá de montagem 101 para a base do motor 22.
[048] Nota, uma pessoa de habilidade comum na tecnologia reconheceria que a localização das portas de saída 55', 139, 163 e das portas de entrada 61', 137, 169 são ilustradas de acordo com uma configuração exemplar e que outros locais podem ser selecionados. Note-se também, que embora o conduíte de óleo quente ou linha 151 e o conduíte de óleo de refrigeração ou linha 152 sejam, cada um, ilustrados como um conduíte único, uma pessoa de habilidade comum na tecnologia entenderia que os conduítes ou linhas 151, 152 podem ser contínuos, segmentados em vários conduítes separados, ou uma combinação destes.
[049] Como na incorporação descrita anteriormente da presente invenção, a ESP 20 mostrada na Figura 5 é modificada para incluir ou é, caso contrário, provida de vários meios de bombeamento (coletivamente a "bomba de óleo" 63) tendo uma pressão suficiente para fazer circular o óleo lubrificante no circuito formado pelo compartimento 57 do motor 22, os conduítes de óleo quente e refrigerado ou linhas rotuladas como 151, 152, nas Figuras 5 - 8, e os percursos de fluido 135 formados dentro da pá de montagem 101.
[050] Durante a operação da ESP 20, a temperatura do óleo do motor dentro do motor 22 e em circulação através da seção de vedação 24 aumenta. A fim de reduzir a temperatura do óleo do motor para, deste modo, arrefecer o motor 22, a pá de montagem 101 modificada para incluir passagens 135 pode ser empregada como um trocador de calor substituto para esfriar o óleo do motor. Partes da linha de óleo quente 151 passam através da porta de conexão/saída 163 que passa através da tampa de extremidade 127 para permitir que a linha de óleo quente 151 possa se comunicar com a parte superior do motor 22. A linha de óleo quente 151 permite que óleo quente do motor proveniente do motor 22 possa ser distribuído para os percursos de fluido 135 no estabelecido na pá de montagem 101. Uma vez dentro da pá de montagem 101, o óleo quente é circulado através dos conduítes de fluido 133 dos membros 121 externamente expostos à água do mar 80. Uma quantidade substancial de calor absorvida pelo óleo proveniente de dentro do motor 22, deste modo, é transferida para a água do mar 80, e o óleo refrigerado é reintroduzido para o motor 22, através da linha de óleo de refrigeração 152. A linha de óleo de refrigeração 152 passa através da porta de entrada de óleo/conector 169 e através da porta de entrada de óleo 61' no compartimento 57 do motor 22.
[051] Como na incorporação prévia descrita da presente invenção, neste exemplo, uma bomba de óleo ou outro meio de bombeamento 63 está localizada no interior e na extremidade superior do motor 22. De acordo com uma configuração específica exemplar, a bomba de óleo 63 é impulsionada por um eixo no motor 22 e faz circular o óleo no circuito formado pelo motor 22, pelos conduítes de óleo ou linhas 151, 152, e pelos conduítes 133 dentro da pá de montagem 101. Além disso, nesta configuração exemplar, devido ao tamanho total dos membros estruturais 121, o fluido que carrega o volume de tais componentes externos em relação ao volume dos conduítes de fluido dentro do compartimento do motor 57 pode ser da ordem de cinco a dez vezes maior, ou mais. Nesse sentido, de acordo com tal configuração exemplar, o motor 22 não somente opera a uma temperatura mais fria e pode operar por mais tempo e de forma mais confiável como resultado da utilização de um trocador de calor substituto externo, mas também opera em tais condições melhoradas devido ao aumento do volume do óleo de lubrificação disponível para executar a função de resfriamento e a vida útil prolongada do óleo de lubrificação resultando de tal utilização de um volume substancialmente maior do que o anteriormente possível.
[052] Várias incorporações da presente invenção incluem várias vantagens. Várias incorporações da presente invenção fornecem componentes de sistema e etapas de processo para fazer circular um óleo/fluido de lubrificação de motor para uma ESP implantada através da moldura de uma pá ou cabeça de caisson. Enquanto o óleo/fluido de lubrificação viaja através da moldura, o óleo/fluido de lubrificação do motor é refrigerado pela água do mar em torno da moldura. O óleo/fluido de lubrificação refrigerado é, em seguida, usado para refrigerar os componentes do motor localizados dentro do compartimento do motor - reduzindo a temperatura global do motor e correspondentemente, aumentando a vida útil do equipamento. De acordo com uma configuração exemplar, a utilização da moldura da pá de montagem ou cabeça da caixa é realizada pela fabricação de vários membros estruturais e/ou não estruturais da respectiva moldura, em geral em uma forma tubular (por exemplo, oco ao longo de partes substanciais do comprimento do membro), usando materiais que apresentam uma alta condutividade térmica. Vantajosamente, a utilização de uma versão modificada de uma moldura existente, em vez de empregar um sistema completo de um componente de troca de calor, pode reduzir os custos de capital, a necessidade adicional de imóveis, etc. e, devido ao tamanho da moldura, pode fornecer uma grande área de superfície de contato com a água do mar e uma capacidade de volume de lubrificante refrigerando (por exemplo, de 5 - 10 vezes a capacidade do fluido) além do que se pensava anteriormente de, e desta forma, uma capacidade de arrefecimento para além do que era possível anteriormente.
[053] Nos desenhos e nas especificações, tem sido divulgada uma típica incorporação preferencial da invenção, e apesar de termos específicos serem empregados, os termos são usados em um sentido descritivo e não para fins de limitação. A invenção tem sido descrita em detalhes consideráveis, com referência específica a estas incorporações ilustradas. Será aparente, no entanto, que várias modificações e alterações podem ser feitas dentro do espírito e do escopo da invenção como descrito na especificação acima.
Claims (20)
1. Método de arrefecimento de um motor (22) de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) empregada em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, o método caracterizado por incluir as etapas de: encher o motor do conjunto de bomba submersível elétrica (20) com um lubrificante dielétrico e fornecer ao motor uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico do motor e uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do motor afastada da porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do motor; circulação de um lubrificante dielétrico a partir de uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico de um compartimento do motor de um motor (22) de bomba submersível elétrica (20) submarina para uma porta de entrada (36) de pelo menos um dentre uma pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) de uma estrutura de moldura de suporte submarino; circulação do lubrificante dielétrico através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), cada uma dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) tendo um conduíte de fluido (73) formado pelo menos parcialmente em atravessamento ao longo de um eixo longitudinal do mesmo, e em comunicação fluida com o conduíte de fluido (73) de pelo menos um outro dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) na estrutura de moldura de suporte submarino; retirada do calor do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) por transferência de energia térmica do lubrificante dielétrico para a água salgada fluindo através da estrutura de moldura de suporte submarina e através das superfícies externas da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) para, desta forma, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico; e circulação do lubrificante dielétrico a partir de uma porta de saída (33) de pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) da estrutura de moldura de suporte submarina para uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de moldura de suporte submarina compreende uma pá de montagem de bomba submergível elétrica posicionada em uma vizinhança de um leito de mar; no qual o método ainda compreende a etapa de posicionamento de pelo menos a parte principal de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) dentro dos limites da pá de montagem, a pelo menos parte principal do conjunto de bomba elétrica submarina, incluindo o motor (22) de bomba submersível elétrica (20) submarina; e em que a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através dos membros estruturais principais correspondentes da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20).
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o motor (22) da bomba submersível elétrica (20) submarina está posicionado dentro de um recipiente de contenção; o recipiente de contenção também tendo uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico e uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico, em que o conjunto da bomba submersível elétrica (20) inclui ainda um primeiro segmento do conduíte, um segundo segmento de conduíte, um terceiro segmento de conduíte, um quarto segmento de conduíte e um dispositivo de movimentação de fluido, e no qual o método ainda compreende as etapas de: conectar o primeiro segmento de conduíte entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no compartimento do motor e a abertura de saída de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção para circular o lubrificante dielétrico através dos mesmos; conectar o segundo segmento de conduíte entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e a porta de entrada (36) de pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20); conectar o terceiro segmento de conduíte entre a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no compartimento do motor para circular o lubrificante dielétrico através do terceiro segmento de conduíte; conectar o quarto segmento de conduíte entre a porta de saída (33) de pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção; e posicionar o dispositivo de movimentação de fluido no interior do compartimento do motor para fornecer a motivação para fazer circular o lubrificante dielétrico.
4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de: conexão da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20) para dar forma a uma pluralidade de percursos de fluido interconectados através dos membros estruturais principais alongados (121) da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20); e em que a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui a circulação das respectivas partes do lubrificante dielétrico através de cada um, em separado, dentre a pluralidade de percursos de fluido dentro da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20).
5. Método definido na reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a quantidade total do lubrificante dielétrico que circulou dentro da pluralidade de tubos da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20) e os componentes de circulação do lubrificante dielétrico dentro dos limites do compartimento do motor excedem uma capacidade do lubrificante dielétrico dos componentes de circulação do lubrificante dielétrico dentro dos limites do compartimento do motor pelo menos por um fator de três para, desta maneira, melhorar a refrigeração do motor (22).
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura da moldura de suporte submarina é composta por um conjunto de extremidade superior de um caisson (21) submarino posicionado em uma vizinhança de um leito de mar; no qual o método ainda compreende a etapa de posicionamento de pelo menos a parte principal do conjunto de bomba submergível elétrica dentro dos limites do caisson (21) submarino, a pelo menos parte principal do conjunto de bomba elétrica submarina incluindo o motor (22) de bomba submersível elétrica (20) submarina; e em que a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) de uma estrutura de moldura de suporte submarina inclui a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através de membros estruturais principais do conjunto da extremidade superior do caisson (21) submarino.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor (22) da bomba submersível elétrica (20) submarina está alojado dentro de um recipiente de contenção o recipiente de contenção também tendo uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico e uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico, em que o conjunto da bomba submersível elétrica (20) inclui ainda um primeiro segmento de conduíte, um segundo segmento de conduíte, um terceiro segmento de conduíte, um quarto segmento de conduíte e um dispositivo de movimentação de fluido, e no qual o método ainda compreende as etapas de: conexão do primeiro segmento de conduíte entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no compartimento do motor e a abertura de saída de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção para fazer circular o lubrificante dielétrico entre os mesmos; conexão do segundo segmento de conduíte entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e a porta de entrada (36) de pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) do conjunto da extremidade superior do caisson (21) submarino; conexão de um terceiro segmento de conduíte entre a abertura de saída de pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção; conexão do quarto segmento de conduíte entre a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no compartimento do motor para fazer circular o lubrificante dielétrico entre os mesmos; e posicionamento do dispositivo de movimentação de fluido dentro do compartimento do motor para fornecer a motivação para fazer circular o lubrificante dielétrico.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de: conexão da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) do conjunto de extremidade superior do caisson (21) submarino para dar forma a uma pluralidade de percursos fluidos interconectados por meio dos membros estruturais principais alongados (121) do conjunto de extremidade superior do caisson (21) submarino; e em que a etapa de circulação do lubrificante dielétrico através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui a circulação das partes respectivas do lubrificante dielétrico através de cada um, em separado, dentre a pluralidade de percursos de fluido dentro do conjunto de extremidade superior do caisson (21) submarino.
9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a quantidade total do lubrificante dielétrico que circulou dentro da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) do conjunto de extremidade superior do caisson (21) submarino e os componentes de circulação do lubrificante dielétrico dentro dos limites do compartimento do motor excedem uma capacidade do lubrificante dielétrico dos componentes de circulação do lubrificante dielétricos dentro dos limites do compartimento do motor por, pelo menos, um fator de três para, desta forma, melhorar a refrigeração do motor (22).
10. Método de arrefecimento de um motor (22) de uma bomba submersível elétrica (20) empregada em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, o método caracterizado por incluir as etapas de: fornecimento de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) em uma vizinhança de um leito de mar, o conjunto de bomba submersível elétrica (20) incluindo um motor (22) e, pelo menos, uma bomba alojada dentro de um recipiente de contenção, o motor (22) preenchido com um lubrificante dielétrico e incluindo uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico e uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico espaçada da porta de entrada de lubrificante dielétrico do motor, o recipiente de contenção tendo também uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico e uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico, o conjunto de bomba submersível elétrica (20) ainda incluindo um primeiro segmento de conduíte, se estendendo entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do motor e a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e um segundo segmento de conduíte, se estendendo entre a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico do motor; fornecimento de uma estrutura de moldura de suporte submarina adjacente ao conjunto de bomba submersível elétrica (20), a estrutura de moldura de suporte submarina compreendendo uma pá de montagem emoldurando pelo menos as partes principais do conjunto de bomba submersível elétrica (20), e compreendendo uma pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), cada um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) tendo um conduíte de fluido (73) se estendendo ao longo de um eixo longitudinal do mesmo e interligados para que os conduítes de fluido coletivamente formem uma estrutura múltipla, pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) incluindo uma porta de entrada (36) do fluido em comunicação fluida com a abertura de saída de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de bomba submergível elétrica definindo uma entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte, pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), incluindo uma porta de saída (33) do fluido em comunicação fluida com a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de bomba submersível elétrica (20) definindo uma saída de fluido da estrutura de moldura de suporte, as porções do lubrificante dielétrico fluindo ao longo de uma pluralidade de percursos diferentes entre a entrada de fluido e a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte formada pela pluralidade de membros estruturais principais alongados (121); circulação do lubrificante dielétrico a partir da porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor para a entrada de fluidos da estrutura de moldura de suporte; retirada do calor do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) fluindo através da pluralidade de percursos diferentes entre a entrada de fluido e saída de fluido da estrutura de moldura de suporte, através da transferência de energia térmica do lubrificante dielétrico para a água salgada, fluindo através da estrutura de moldura de suporte submarina e através das superfícies externas da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) para, deste modo, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico; e circulação do lubrificante dielétrico a partir da porta de saída (33) da estrutura de moldura de suporte para a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor.
11. Sistema para o arrefecimento de um motor (22) de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, o sistema caracterizado por ser composto por: um conjunto de bomba submersível elétrica (20) incluindo uma bomba submergível elétrica submarina, tendo um motor (22) preenchido com um lubrificante dielétrico, uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrica do motor e uma porta de entrada (36) lubrificante dielétrica do motor, a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico espaçada em separado da porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico; uma estrutura de moldura de suporte submarina tendo uma pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), cada uma dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), tendo uma superfície exterior substancialmente exposta à água do mar quando posicionado em um ambiente submarino e tendo um corpo principal, tendo um conduíte de fluido (73) formado, pelo menos parcialmente, em atravessamento ao longo de um eixo longitudinal dos mesmos, a pluralidade de conduítes de fluidos e da correspondente pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) conectados para formar uma pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos entre uma entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte e uma saída de fluido da estrutura de moldura de suporte; pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte para, desta maneira, formar um percurso de descarga do lubrificante dielétrico aquecido entre as mesmas; pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor para, desta maneira, formar um percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado entre as mesmas; e um dispositivo de movimentação de fluido posicionado para circular o lubrificante dielétrico para o motor (22) através do percurso de descarga do lubrificante dielétrico aquecido, a pluralidade dos diferentes percursos de lubrificantes dielétricos através da estrutura de moldura de suporte, e o percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado; e em que o sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico é implantado de modo que o lubrificante dielétrico que circula através da estrutura de moldura de suporte seja resfriado pela água do salgada circundante.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a estrutura de moldura de suporte submarina compreende uma pá de montagem de bomba submergível elétrica posicionada em uma vizinhança de um leito de mar; e em que pelo menos as partes principais do conjunto de bomba submergível elétrica são posicionadas dentro dos limites da pá de montagem, a pelo menos parte principal do conjunto de bomba elétrica submarina, incluindo o motor (22) da bomba submersível elétrica (20) submarina.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui uma porta de entrada (36) do fluido definindo a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte; em que pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui uma porta de saída (33) de fluido definindo a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte; e em que a pluralidade dos diferentes percursos do lubrificante dielétrico são configurados para, coletivamente, formarem uma estrutura múltipla para facilitar a transferência de energia calorífica do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos para a água salgada fluindo através da estrutura de moldura de suporte submarina e ao longo das superfícies exteriores da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) para, desta maneira, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um recipiente de contenção, tendo uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico e uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico e posicionado para conter pelo menos a parte principal do conjunto de bomba submergível elétrica; em que pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte inclui um primeiro segmento de conduíte conectado entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e um segundo segmento de conduíte conectado entre a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte; e em que o pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor inclui um terceiro segmento de conduíte conectado entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e um quarto segmento de conduíte conectado entre a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade total do lubrificante dielétrico que circulou dentro dos conduítes de fluido nos membros estruturais principais alongados (121) da pá de montagem da bomba submersível elétrica (20) e os componentes de circulação do lubrificante dielétrico dentro dos limites do compartimento do motor excedem uma capacidade do lubrificante dielétrico dos componentes de circulação do lubrificante dielétrico contidos dentro dos limites do compartimento do motor por, pelo menos, um fator de pelo menos quatro para, deste modo, melhorar a refrigeração do motor (22).
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a estrutura de moldura de suporte submarina compreende um conjunto de extremidade superior de um caisson (21) submarino posicionado em uma vizinhança de um leito de mar; e em que pelo menos a parte principal do conjunto de bomba submergível elétrica é posicionada dentro dos limites do caisson (21) submarino, a pelo menos parte principal do conjunto de bomba elétrica submarina, incluindo o motor (22) da bomba submersível elétrica (20) submarina.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui uma porta de entrada (36) do fluido definindo a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte; em que pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) inclui uma porta de saída (33) do fluido definindo a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte; e em que a pluralidade dos diferentes percursos do lubrificante dielétrico configurados para, coletivamente, formarem uma estrutura múltipla para facilitar a transferência de energia calorífica do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos para a água salgada que flui através da estrutura de moldura de suporte submarina e ao longo das superfícies exteriores da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) para, desta maneira, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um recipiente de contenção, tendo uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico e uma porta de entrada (36) lubrificante dielétrico, e posicionado para conter pelo menos a parte principal do conjunto de bomba submergível elétrica; em que pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte inclui um primeiro segmento de conduíte conectado entre a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e um segundo segmento de conduíte conectado entre a abertura de saída do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte; e em que o pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do compartimento do motor inclui um terceiro segmento de conduíte conectado entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e um quarto segmento de conduíte conectado entre a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do recipiente de contenção e a porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico de compartimento do motor.
19. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a quantidade total do lubrificante dielétrico que circulou dentro dos conduítes de fluido nos membros estruturais principais alongados (121) do conjunto da extremidade superior do caisson (21) submarino e os componentes de circulação de lubrificante dielétrico dentro dos limites compartimento do motor excedem uma capacidade do lubrificante dielétrico dos componentes de circulação do lubrificante dielétrico contidos dentro dos limites do compartimento do motor por, pelo menos, um fator de pelo menos quatro para, desta maneira, melhorar a refrigeração do motor (22).
20. Sistema para o arrefecimento de um motor (22) de um conjunto de bomba submersível elétrica (20) empregado em um sistema de bombeamento reforçado submarino submergível elétrico, o sistema caracterizado por compreender: um conjunto de bomba submersível elétrica (20), incluindo uma bomba submergível elétrica submarina, tendo um motor (22) preenchido com um lubrificante dielétrico, uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do motor, e uma porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico do motor, a porta de saída (33) do lubrificante dielétrico espaçada, em separação, da porta de entrada (36) do lubrificante dielétrico; um recipiente de contenção posicionado para conter pelo menos a parte principal do conjunto de bomba submersível elétrica (20) e tendo uma porta de saída (33) de lubrificante dielétrico e uma porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico; uma estrutura de moldura de suporte submarina tendo uma pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), cada um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) tendo uma superfície exterior substancialmente exposta à água do mar em um ambiente submarino, e tendo um corpo principal, e tendo um conduíte de fluido (73) formado pelo menos parcialmente em atravessamento ao longo de um eixo longitudinal do mesmo, cada conduíte de fluido (73) posicionado em comunicação fluida com pelo menos um outro dentre uma pluralidade de conduítes de fluidos que correspondem a uma pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), incluindo uma porta de entrada (36) do fluido em comunicação fluida com a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de bomba submergível elétrica definindo uma entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte, pelo menos um dentre a pluralidade de membros estruturais principais alongados (121), incluindo uma porta de saída (33) do fluido em comunicação fluida com a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico no recipiente de contenção do conjunto de bomba submergível elétrica definindo uma saída de fluido da estrutura de moldura de suporte, uma pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos se estendendo entre a entrada de fluido e a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e através de um conjunto diferente correspondente de um ou mais dentre a pluralidade de conduítes de fluidos, a pluralidade dos diferentes percursos de lubrificante dielétrico configurado para facilitar a transferência de energia calorífica do lubrificante dielétrico que circula através da pluralidade de diferentes percursos de lubrificante dielétricos para a água do mar que flui através da estrutura de moldura de suporte submarina e ao longo das superfícies exteriores da pluralidade de membros estruturais principais alongados (121) para, desta maneira, reduzir a temperatura do lubrificante dielétrico; pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a porta de saída (33) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor e a entrada de fluido da estrutura de moldura de suporte para, desta maneira, formar um percurso de descarga do lubrificante dielétrico aquecido entre as mesmas; pelo menos um conduíte de fluido (73) se estendendo entre a saída de fluido da estrutura de moldura de suporte e a porta de entrada (36) de lubrificante dielétrico do compartimento do motor para, deste modo, formar um percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado entre as mesmas; e um dispositivo de movimentação de fluido posicionado para fazer circular o lubrificante dielétrico para o motor (22) através do percurso de descarga do lubrificante dielétrico aquecido, a pluralidade dos diferentes percursos de lubrificantes dielétricos através da estrutura de moldura de suporte para ser refrigerado por meio da água do mar quando implantado na mesma, e o percurso de retorno do lubrificante dielétrico refrigerado.
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