BR112014005327B1

BR112014005327B1 - processo de ligação de uma linha flexível numa estrutura de uma instalação de produção de fluido e dispositivo de ligação

Info

Publication number: BR112014005327B1
Application number: BR112014005327-8A
Authority: BR
Inventors: Sylviain Routeau; Frédérick Vergne
Original assignee: Technip France
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2021-01-26
Also published as: AP2014007549A0; EP2753790A1; MY176640A; US9267336B2; NZ623256A; NO2753790T3; FR2979658A1; FR2979658B1; WO2013034574A1; AU2012306426B2; BR112014005327A2; BR112014005327B8; US20140212221A1; EP2753790B1; AU2012306426A1

Abstract

PROCESSO DE LIGAÇÃO DE UMA LINHA FLEXÍVEL EM UMA ESTRUTURA DE UMA INSTALAÇÃO DE PRODUÇÃO DE FLUIDO E DISPOSITIVO DE LIGAÇÃO A presente invenção refere-se a um processo de ligação de uma linha flexível em uma estrutura de uma instalação de exploração de fluido, compreendendo as etapas seguintes fornecimento de uma linha (18) flexível e de um limitador (42) de curvatura imobilizado axialmente em torno da linha (18) flexível através de um mecanismo (46) de imobilização libertável; introdução parcial da linha (18) flexível através de um órgão (40) rígido oco fixado com a estrutura (16); imobilização do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco; desativação do mecanismo (46) de imobilização libertável; deslocamento da linha (18) flexível relativamente ao limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco, o limitador (42) de curvatura ficando sensivelmente fixo axialmente relativamente ao órgão (40) rígido oco; sendo o mecanismo (46) de imobilização libertável é desativado independentemente do deslocamento da linha (18) flexível relativamente ao limitador (42) de curvatura, e por o mecanismo (46) de imobilização libertável compreender um órgão de retenção transportado por um da linha (18) flexível e do limitador (42) de curvatura e um conjunto de engate montado no outro do limitador (42) de curvatura e da linha (18) flexível, o conjunto de engate sendo uma porca segmentável.

Description

PROCESSO DE LIGAÇÃO DE UMA LINHA FLEXÍVEL NUMA ESTRUTURA DE UMA INSTALAÇÃO DE PRODUÇÃO DE FLUIDO E DISPOSITIVO DE LIGAÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um processo de ligação de uma linha flexível em uma estrutura de uma instalação de exploração de fluido, compreendendo as etapas de fornecimento de uma linha flexível e de um limitador de curvatura imobilizado axialmente em torno da linha flexível através de um mecanismo de imobilização libertável; introdução parcial da linha flexível através de um órgão rígido oco fixado com a estrutura; imobilização do limitador de curvatura no órgão rígido oco; desativação do mecanismo de imobilização libertável; e deslocamento da linha flexível relativamente ao limitador de curvatura no órgão rígido oco, o limitador de curvatura permanecendo sensivelmente fixo axialmente relativamente ao órgão rígido oco.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Um tal processo é utilizado particularmente em instalações de exploração de hidrocarbonetos através de uma extensão de água, compreendendo, por exemplo, uma estrutura rígida fixa no fundo do mar, uma estrutura oscilante fixa no fundo do mar ou uma estrutura flutuante como um suporte naval de superfície, uma plataforma semi-submersível, uma coluna vertical flutuante ou um navio.

[003] A linha flexível a ligar na estrutura é, por exemplo, um conduto flexível ascendente de transporte de fluido, designada pelo termo inglês "riser”. Entende-se por "condutos flexíveis” aquelas descritas nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute, API 17J e API RP 17 B e bem conhecidas do especialista na técnica. Mais geralmente, a linha flexível pode ser um feixe compósito de tipo "bundle”, um conjunto de umbilicais ou de cabos elétricos.

[004] Um processo do tipo acima mencionado é utilizado durante a instalação e a ligação da linha flexível na estrutura à superfície.

[005] Para esse efeito, para reduzir os riscos de deterioração da estrutura e da linha flexível, é conhecido imergir a linha flexível na extensão de água sob a estrutura à superfície, e içar esta até à zona de ligação situada na estrutura à superfície com a ajuda de um guincho. Tal ligação é designada pelo termo inglês “pull-in”.

[006] A linha flexível é guiada na estrutura introduzindo-a através de um tubo rígido oco fixado com a estrutura, orientado verticalmente, que constitui uma manga de protecção. O tubo oco é, por exemplo, do tipo “tubo em I” ou “tubo em J”.

[007] Na saída superior do tubo, a linha flexível é ligada à instalação de superfície.

[008] Para evitar deteriorar a linha flexível, particularmente sob o efeito da agitação da água susceptível de a fazer entrar em contato com a estrutura, é conhecido montar em engate em torno da linha flexível, um limitador de curvatura apto a impôr localmente um raio de curvatura superior ao raio de curvatura mínimo que pode ocupar a linha flexível.

[009] Na sequência do texto, entende-se por “limitador de curvatura” quer os limitadores de curvaturas constituídos, por exemplo, por elementos rígidos articulados chamados “vértebras”, os limitadores de curvaturas constituídos, por exemplo, por blocos moldados em matéria plástica, quer as combinações destes elementos.

[010] Um limitador de curvatura está, por exemplo, disposto em torno da linha flexível na proximidade da sua extremidade superior para cooperar com o tubo oco durante a introdução da linha flexível no tubo.

[011] Para esse efeito, num primeiro tempo, o limitador de curvatura e a linha flexível são deslocados conjuntamente para a extremidade inferior do tubo oco até à introdução parcial do limitador no tubo oco. Em seguida, num segundo tempo, a linha flexível é deslocada para cima relativamente ao limitador de curvatura para içar aquela através do tubo oco tendo em vista a sua ligação na estrutura de superfície.

[012] Durante esta segunda fase, o limitador de curvatura é mantido imóvel em translação no tubo oco por encastramento e/ou fixação por meio de colarinhos de fixação.

[013] O documento WO 98/23845 descreve um processo utilizando um único guincho para traccionar a linha flexível e o limitador de curvatura solidarizando temporariamente o limitador de curvatura com a linha flexível com a ajuda de uma cavilha frangível.

[014] Durante a subida do limitador de curvatura para a extremidade inferior do tubo oco, o limitador de curvatura e a linha flexível deslocam-se conjuntamente. Em seguida, o limitador de curvatura é fixo na extremidade inferior do tubo. Uma tracção suficiente então é aplicada para cima na linha flexível a fim de quebrar a cavilha frangível para permitir o deslocamento para cima da linha flexível relativamente ao limitador de curvatura.

[015] Um tal processo não dá inteira satisfação. Com efeito, para permitir a libertação da linha flexível relativamente ao limitador de curvatura, é necessário deslocar localmente a linha relativamente ao limitador de curvatura para provocar a ruptura das cavilhas frangíveis. Um tal deslocamento resulta da utilização de uma força de tracção ascendente na linha flexível. Uma tal força pode deteriorar o conduto.

[016] Além disso, o processo é complexo e necessita de uma grande fiabilidade das peças mecânicas introduzidas entre a linha flexível e o limitador de curvatura.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[017] Um objetivo da invenção é obter um processo de ligação de uma linha flexível em uma estrutura de uma instalação de exploração de fluido que seja simples e fiável de utilizar, com um risco muito limitado de deterioração da linha flexível.

[018] Para esse efeito, a invenção tem, por objetivo um processo do tipo acima mencionado, sendo que o mecanismo de imobilização libertável ser desativado independentemente do deslocamento da linha flexível relativamente ao limitador de curvatura.

[019] O processo de acordo com a invenção pode compreender uma ou várias das características seguintes, tomada(s) separadamente ou segundo qualquer combinação tecnicamente possível:

- o mecanismo de imobilização libertável compreende um órgão de retenção fixado com um da linha flexível e do limitador de curvatura e um órgão móvel de engate, próprio para ser colocado numa configuração de engate do órgão de retenção, a etapa de desativação compreendendo o deslocamento do órgão móvel da configuração de engate para uma configuração de libertação do órgão de retenção, independentemente do deslocamento da linha flexível.
- o mecanismo de imobilização libertável compreende um atuador, de um modo vantajoso um atuador hidráulico, o atuador sendo pilotado durante a etapa de desativação para permitir a passagem de cada órgão móvel da sua configuração de engate para a sua configuração de libertação.
- o mecanismo de imobilização libertável compreende uma gaiola de retenção do órgão móvel e, durante a etapa de desativação, o atuador desloca a gaiola de retenção entre uma primeira posição de manutenção de cada órgão móvel na configuração de engate, e uma segunda posição, na qual cada órgão móvel está apto a passar na sua configuração de libertação.
- a linha flexível compreende, pelo menos, um flange de apoio, o limitador de curvatura compreendendo um flange de retenção aplicada sobre o flange de apoio quando o mecanismo de imobilização libertável é ativado, o mecanismo de imobilização libertável mantendo o flange de apoio aplicada sobre o flange de retenção durante a imobilização do limitador de curvatura no órgão rígido oco, o flange de apoio estando livre para deslocar-se relativamente ao flange de retenção após desativação do mecanismo de imobilização libertável.
- o órgão rígido oco compreende, pelo menos, uma gola de retenção, o limitador de curvatura compreendendo pelo menos um órgão de pré-fixação na gola, o engate do limitador de curvatura no órgão rígido oco compreendendo o engate do órgão de pré-fixação na gola.
- o processo compreende, após a etapa de desativação do mecanismo de imobilização libertável, a fixação definitiva do limitador de curvatura no órgão rígido oco através de, pelo menos, um órgão de fixação.

A invenção tem, igualmente, por objetivo um dispositivo de ligação, destinado a ser montado numa estrutura de uma instalação de exploração de fluido, compreendendo:

- uma linha flexível;
- um órgão rígido oco destinado a ser fixado na estrutura, a linha flexível sendo destinada a ser engatada através do órgão rígido oco;
- um limitador de curvatura engatado em torno da linha flexível, o limitador de curvatura sendo destinado a ser imobilizado axialmente no órgão rígido oco;
- um mecanismo de imobilização axial libertável da linha flexível no limitador de curvatura;
- o mecanismo de imobilização libertável ser adequado para ser desativado independentemente do deslocamento da linha flexível relativamente ao limitador de curvatura.

[020] O dispositivo de acordo com a invenção pode compreender uma ou várias das características seguintes, tomada(s) separadamente ou segundo qualquer combinação tecnicamente possível:

- o mecanismo de imobilização libertável compreende um órgão de retenção fixado com um da linha flexível e do limitador de curvatura e um órgão móvel de engate, adequado para ser colocado numa configuração de engate do órgão de retenção, o órgão móvel deslocável da configuração de engate para uma configuração de libertação do órgão de retenção independentemente do deslocamento da linha flexível.
- o mecanismo de imobilização libertável compreende um atuador, de um modo vantajoso um atuador hidráulico, o atuador sendo pilotável para permitir a passagem de cada órgão móvel da configuração de engate para a sua configuração de libertação.
- o mecanismo de imobilização libertável compreende uma gaiola de retenção do órgão móvel, e o atuador é pilotável para deslocar a gaiola de retenção entre uma primeira posição de manutenção de cada órgão móvel na configuração de engate e uma segunda posição na qual cada órgão móvel está apto a passar na sua configuração de libertação.
- a linha flexível compreende, pelo menos, um flange de apoio, o limitador de curvatura compreendendo um flange de retenção aplicada sobre o flange de apoio quando o mecanismo de imobilização libertável é ativado, o mecanismo de imobilização libertável mantendo o flange de apoio aplicada sobre o flange de retenção durante a imobilização do limitador de curvatura no órgão rígido oco, o flange de apoio sendo livre de deslocar-se relativamente ao flange de retenção após desativação do mecanismo de imobilização libertável.
- o órgão rígido oco compreende, pelo menos, uma gola de retenção, o limitador de curvatura compreendendo, pelo menos, um órgão de pré-fixação na gola.
- o dispositivo compreende, pelo menos, um órgão de fixação do limitador de curvatura na gola adequado para imobilizar axialmente o limitador de curvatura relativamente à gola.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021] A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que se segue, dada unicamente a título de exemplo, e feita com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

- a Figura 1 é uma vista esquemática, tomada em corte segundo um plano vertical mediano, de uma instalação de exploração de fluido compreendendo um primeiro dispositivo de ligação de acordo com a invenção;
- a Figura 2 é uma vista em corte parcial, tomada segundo um plano axial, da linha flexível destinada a ser montada na instalação da Figura 1, dotada de um limitador de curvatura ligado na linha por um mecanismo de imobilização libertável;
- a Figura 3 é uma vista semelhante à Figura 2, durante uma primeira etapa de utilização de um processo de ligação de acordo com a invenção;
- a Figura 4 é uma vista semelhante à Figura 3, durante uma segunda etapa do processo de ligação de acordo com a invenção;
- a Figura 5 é uma vista semelhante à Figura 3, durante uma terceira etapa de utilização do processo de ligação de acordo com a invenção, os meios de imobilização libertáveis tendo sido desativados.
- a Figura 6 é uma vista em perspectiva parcial dos meios de imobilização libertáveis, numa configuração ativada, e
- a Figura 7 é uma vista semelhante à Figura 6 numa configuração desativada; e
- a Figura 8 é uma vista parcial semelhante à Figura 4 ilustrando uma variante de órgão de pré-fixação.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[022] A figura 1 ilustra uma instalação 10 de exploração de fluido de acordo com a invenção. Esta instalação 10 é, por exemplo, destinada a recolher um fluido, particularmente um hidrocarboneto recolhido no fundo 12 de uma extensão 14 de água, ou a transferir este hidrocarboneto para um navio de transporte.

[023] A instalação 10 compreende uma estrutura 16 flutuando na extensão de água e um dispositivo 17 de ligação de acordo com a invenção compreendendo uma linha 18 flexível destinada a ser ligada na estrutura 16.

[024] A extensão 14 de água é por exemplo um lago, um mar ou um oceano. A profundidade da extensão de água à vertical da estrutura 16 flutuante está, por exemplo, compreendida entre 15 m e 3000 m.

[025] A estrutura 16 flutuante é, por exemplo, um suporte naval de superfície, uma plataforma semi-submersível, uma coluna vertical flutuante, ou um navio.

[026] Em variante, a estrutura 16 é uma estrutura rígida fixa de tipo "jacket” ou uma estrutura oscilante fixada no fundo do mar.

[027] A estrutura 16 apresenta uma superfície 22 superior na qual é montado, de um modo vantajoso, um guincho 24 de manobra da linha 18 flexível e um coletor 26 ("manifold” em inglês) adaptado para a ligação de uma extremidade da linha 18 flexível.

[028] O guincho 24 compreende, de um modo vantajoso, um cabo 28 único desenrolável para a tracção da linha 18 flexível.

[029] A linha 18 flexível é, no exemplo representado na Figura 1, um conduto 30 tubular flexível de transporte de fluido delimitando interiormente uma passagem de circulação do fluido. Este conduto é também chamado conduto ascendente ou "riser”, e é destinada a ligar um conjunto de recolha (não representado) situado no fundo 12 da extensão de água ao coletor ("manifold” em inglês) 26 situado na superfície 22 da estrutura 16 flutuante.

[030] Em variante, a linha 18 flexível é, por exemplo, um feixe compósito de tipo umbilical ou "Integrated service umbilical” (ISU) ou IPB, bem conhecido do especialista na técnica, e descrito nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute API RP 17 B parágrafo 4.3.4. Em variante, a linha 18 flexível pode ser um feixe de cabos elétricos.

[031] O conduto 30 apresenta, na sua extremidade 32 superior, uma cabeça 33 de ligação à linha de trabalho ao cabo 28.

[032] Como ilustrado pela Figura 2, a cabeça 33 compreende uma manga 34 de ligação fixa na extremidade superior do conduto 30 e um olhal 35 de introdução da extremidade inferior da linha de trabalho no cabo 28. O olhal 35 é montado, de um modo vantajoso, rotativo numa parte superior da manga 34 em torno de um eixo A-A’ de circulação da linha 18, correspondente ao eixo A-A’ longitudinal da linha 18.

[033] A cabeça 33 compreende, além disso, um flange 36 inferior de apoio estendendo-se transversalmente relativamente ao eixo A-A’ longitudinal.

[034] O conduto 30 é, por exemplo, desenrolada e imersa na extensão 14 de água a partir de um navio de instalação à superfície e é armazenada no fundo 12 da extensão 14 de água e, em seguida, a extremidade do conduto 30 (secção não assente no fundo marinho) é abandonada no fundo 14 via um cabo de abandono.

[035] Além da linha 18 flexível, o dispositivo 17 de ligação compreende um tubo 40 rígido oco de guiamento e protecção da linha 18 tubular, fixado com a estrutura 16, um limitador 42 local de curvatura da linha 18, engatado em torno da linha 18 afastado da extremidade 32 superior, e um conjunto 44 de fixação do limitador 42 de curvatura na extremidade inferior do tubo 40 rígido oco.

[036] De acordo com a invenção, o dispositivo 17 compreende, além disso, um mecanismo 46 libertável de imobilização axial do limitador 42 de curvatura na linha 18 flexível.

[037] No exemplo representado na Figura 1, o tubo 40 rígido oco é um tubo direito de tipo "tubo em I”. Em variante, o tubo 40 é um "tubo em J” que apresenta uma parte superior direita vertical e uma extremidade inferior dobrada.

[038] O tubo 40 compreende uma manga 50 vertical oca, solidária com a estrutura 16, e uma gola 52 de extremidade inferior situada na extremidade inferior da manga 50.

[039] A manga 50 delimita uma passagem interna que desemboca na extensão 14 de água na extremidade inferior e que desemboca na sua extremidade superior na proximidade da superfície 22 superior da estrutura, acima da extensão 14 de água.

[040] A gola 52 de extremidade está imersa na extensão 14 de água.

[041] Neste exemplo, o limitador 42 de curvatura compreende, de baixo para cima nas figuras 2 e 3, um conjunto 62 inferior rígido e um conjunto 64 superior articulado, aplicado no conjunto 62 inferior flexível.

[042] O conjunto 62 inferior flexível compreende um bloco 66 de endurecimento e um flange 68 intermédio de fixação no tubo 40 rígido oco.

[043] O bloco 66 inferior é, por exemplo, moldado numa matéria plástica tal como poliuretano. Apresenta uma forma troncocónica convergindo para baixo.

[044] O flange 68 intermédio é aplicada por cima do bloco 66. Apresenta um rebordo periférico saliente afastado radialmente do eixo A-A' relativamente ao bloco 66 de endurecimento.

[045] O conjunto 64 superior articulado compreende uma pluralidade de vértebras 70A, 70B tubulares montadas axialmente topo a topo através de colarinhos 71 anulares (visíveis na Figura 2).

[046] A vértebra 70B inferior é fixa num esquadro 72 transportado pelo flange 68 intermédio.

[047] As vértebras 70A, 70B são deslocáveis ligeiramente uma relativamente à outra entre uma configuração linear ao longo do eixo A-A' e uma configuração ligeiramente arqueada relativamente à configuração linear.

[048] O bloco 66, o flange 68 e as vértebras 70A, 70B delimitam interiormente uma passagem 76 central de circulação da linha 18 flexível que define o eixo A-A' de circulação da linha 18 no limitador 42 de curvatura, confundido com o eixo longitudinal local da linha 18.

[049] No bloco 66 e nas vértebras 70A, 70B, a passagem 76 é de secção transversal sensivelmente conjugada com a secção transversal exterior da linha 18.

[050] Os blocos 66 e as vértebras 70A, 70B impõem assim localmente à linha 18 flexível um raio de curvatura superior ao raio de curvatura mínimo que poderia ocupar a linha 18 flexível.

[051] O limitador 42 de curvatura compreende, além disso, um flange 73 superior de retenção destinada a receber em apoio o flange 36 inferior de apoio solidária com a linha 18 flexível.

[052] O flange 73 superior é saliente radialmente a partir do conjunto 64 superior. Uma abertura 73A passante é realizada através do flange 73 superior para acomodar o mecanismo 46 de imobilização.

[053] Como se verá mais a baixo, o limitador 42 de curvatura é móvel entre uma posição desmontada representada na figura 2, na qual é colocado afastado do tubo 40 rígido oco, e uma posição montada no tubo 40 rígido oco, representada nas Figuras 1 e 5, na qual o flange 68 intermédio do limitador 42 é fixada na extremidade inferior da gola 52.

[054] O conjunto 44 de fixação compreende órgãos 75 de pré-fixação do limitador 42 de curvatura no tubo 40 rígido oco e órgãos 76 de fixação definitiva do limitador 42 de curvatura no tubo rígido oco, visíveis na Figura 5.

[055] Os órgãos 75 de pré-fixação são dispostos na periferia do flange 68 intermédio. São montados móveis radialmente relativamente ao flange 68 intermédio, entre uma posição radialmente contraída de engate no tubo 40 rígido oco (Figuras 2,4 e 5) e uma posição radialmente afastada de acostagem no tubo 40 (Figura 3). A posição radialmente contraída forma uma posição de repouso.

[056] Neste exemplo, os órgãos 75 de pré-fixação são formados por ganchos montados rotativos na periferia do flange 68 em torno de eixos BB' respectivos perpendiculares ao eixo A-A'.

[057] Como ilustrado pela Figura 4, os órgãos 75 de pré-fixação são destinados a engatar em torno da gola 52 de extremidade do tubo 40 para se apoiar numa superfície superior desta gola 52 e assim reter axialmente o limitador 42 de curvatura impedindo o seu deslocamento axial para baixo.

[058] Os órgãos 75 de pré-fixação não se opõem ao deslocamento axial para cima do limitador 42 de curvatura relativamente ao tubo 40.

[059] Os órgãos 76 de fixação definitiva são aptos a manter aplicadas uma contra a outra o flange 68 intermédio do limitador 42 de curvatura e a gola 52 do tubo 40 rígido oco. Estes órgãos 76 são aptos a imobilizar axialmente o limitador 42 de curvatura para cima e para baixo ao longo do eixo A-A' relativamente ao tubo 40 rígido oco.

[060] Os órgãos 76 de fixação são formados, por exemplo, por sistemas parafuso/porca introduzidos através do flange 68 e a gola 52 para manter estas aplicadas uma contra a outra.

[061] Como ilustrado pela figura 2, o mecanismo 46 de imobilização libertável compreende um órgão 80 de retenção transportado pela linha 18 flexível e um conjunto 81 de engate montado no limitador 42 de curvatura.

[062] Em referência às figuras 6 e 7, o conjunto 81 de engate compreende uma pluralidade de órgãos 82 móveis de engate destinados a engatar em torno do órgão 80 de retenção. O conjunto 81 de engate compreende, além disso, uma gaiola 84 exterior de retenção dos órgãos 82 móveis e um êmbolo 85 suporte da gaiola 84.

[063] O mecanismo 46 de imobilização compreende igualmente um atuador 86, representado esquematicamente nas figuras 6 e 7, destinado a deslocar a gaiola 84 exterior para permitir a libertação dos órgãos 82 móveis.

[064] O órgão 80 de retenção é formado por uma haste, de um modo vantajoso, uma haste roscada, saliente para baixo através do flange 73.

[065] Quando a cabeça 33 da linha 18 flexível é aplicada contra o flange 73 superior, o órgão 80 de retenção é introduzido através da abertura 73A passante efetuada no flange 73 superior e feito passar para baixo para lá do flange 73 superior para ser recebido no conjunto 81 de engate.

[066] O conjunto 81 de engate é, por exemplo, uma porca segmentável. Tal porca segmentável é, por exemplo, comercializada sob o nome “HYDRAQUICK” pela sociedade “HYDRATIGHT”.

[067] É montada sob o flange 73 superior. A cavidade 88 da gaiola 84 desemboca em frente da abertura 73A passante.

[068] Os órgãos 82 móveis são formados por segmentos roscados divididos deslocáveis radialmente entre uma configuração retraída de engate do órgão 80 de retenção, visível na figura 6, e uma configuração estendida de libertação do órgão 80 de retenção, visível na figura 7.

[069] A gaiola 84 é montada móvel ao longo do eixo CC' do êmbolo 85 suporte entre uma posição distal de retenção dos órgãos 82 móveis e uma posição distal de libertação dos órgãos 82 móveis. Delimita uma cavidade 88 interna de recepção dos órgãos 82 móveis.

[070] Na posição distal, a gaiola 84 cobre exteriormente os órgãos 82 móveis. Mantém cada órgão 82 móvel na sua configuração de engate e impede cada órgão 82 móvel de se deslocar radialmente para a sua configuração de libertação.

[071] Na posição proximal da gaiola 84, os órgãos 82 móveis são descobertos radialmente para o exterior e são livres de se deslocar radialmente para a sua configuração de libertação.

[072] O atuador 86 é, por exemplo, um atuador hidráulico adequado para ser ligado à gaiola 84 para provocar o seu deslocamento entre a posição distal e a posição proximal. O atuador 86 é, por exemplo, transportado por um veículo telecomandado (ROV em inglês) e conectável de maneira reversível na gaiola 84.

[073] Em variante, o atuador 86 é um atuador mecânico.

[074] O mecanismo 46 de imobilização libertável é adequado para ser pilotado entre uma configuração ativada de imobilização axial da linha 18 flexível relativamente ao limitador 42 de curvatura, representada nas figuras 2 a 4, e uma configuração desativada de libertação da linha 18 flexível.

[075] O mecanismo 46 de imobilização é adequado para ser desativado independentemente do deslocamento da linha 18, particularmente sem ter de exercer uma força de tracção sobre a linha 18, por um simples comando do atuador 86.

[076] Na configuração ativada do mecanismo 46, a gaiola 84 ocupa assim a sua posição distal cobrindo exteriormente os órgãos 82 móveis. Os órgãos 82 móveis são mantidos na sua configuração retraída. São adequados para engatar o órgão 80 de retenção.

[077] Na configuração desativada, o atuador 86 deslocou a gaiola 84 até à sua posição proximal para descobrir radialmente os órgãos 82 móveis.

[078] Os órgãos 82 móveis são susceptíveis de se deslocar radialmente para a sua configuração estendida para libertar o órgão 80 de retenção.

[079] Um processo de ligação da linha 18 flexível na estrutura 16 flutuante vai agora ser descrito.

[080] Inicialmente, o limitador 42 de curvatura está engatado em torno da linha 18 flexível e está imobilizado axialmente na linha 18 flexível por intermédio do mecanismo 46 de imobilização.

[081] Para esse efeito, o conduto 30 é introduzida através do conjunto 62 inferior rígido e o conjunto 64 superior articulado. A cabeça 33 da linha 18 flexível é colocada em contato com o limitador 42 de curvatura. O flange 36 inferior transportada pela linha 18 flexível é, de um modo vantajoso, aplicada contra o flange 73 superior transportada pelo limitador 42 de curvatura.

[082] O mecanismo 46 de imobilização libertável é colocado na sua configuração de ativação. O órgão 80 de retenção é introduzido através do flange 73 inferior do limitador 42 de curvatura e através do flange 36 superior presente na cabeça 33.

[083] O órgão 80 de retenção passa então para lá do flange 73 inferior, para baixo. A extremidade livre do órgão 80 de retenção é então introduzida na cavidade 88 interna da gaiola 84 entre os órgãos 82 móveis.

[084] Os órgãos 82 móveis ocupam então a sua configuração contraída engatados no órgão 80 de retenção.

[085] Nesta configuração, o limitador 42 de curvatura é fixado axialmente na linha 18 flexível. O limitador 42 de curvatura e a linha 18 flexível são então deslocáveis conjuntamente estando fixos um no outro.

[086] O conjunto formado pela linha 18 flexível e o limitador 42 de curvatura é então imerso na extensão 14 de água.

[087] Quando a linha 18 deve ser ligada ao coletor 26 da estrutura 16, o guincho 24 é ativado para descer o cabo 28 através do tubo 40 rígido oco e em seguida para ligar a extremidade inferior do cabo 28 à cabeça 33 de ligação.

[088] A linha 18 e o limitador 42 de curvatura são então colocados sob a gola 52 de extremidade do tubo 40 rígido oco, afastados deste.

[089] Em seguida, o guincho 24 é ativado para subir o cabo 28 para a extremidade superior 56 do tubo 40 rígido oco. A subida do cabo 28 provoca o deslocamento conjunto da linha 18 flexível e do limitador 42 de curvatura para a gola 52. Durante este deslocamento, o limitador 42 de curvatura introduz-se parcialmente no tubo 40 rígido.

[090] Como ilustrado pela figura 3, quando o movimento ascendente da linha 18 flexível prossegue, os órgãos 75 de pré-fixação entram em contato com o bordo periférico da gola 52. Isto provoca o seu deslocamento radial para a sua posição afastada visível na Figura 3.

[091] Quando o deslocamento ascendente da linha 18 prossegue, as extremidades livres dos órgãos 75 de pré-fixação passam por cima da gola 52 e são levadas para a sua posição contraída para se aplicar contra a superfície superior da gola 52. O limitador 42 de curvatura repousa então sobre o tubo 40 oco, sendo mantido em posição pelos órgãos 75 de pré- fixação.

[092] Em seguida, numa primeira variante, os órgãos 76 de fixação são postos no lugar. O flange 68 intermédio do limitador 42 de curvatura então é aplicada contra a superfície inferior da gola 52 e os órgãos 76 de fixação são introduzidos entre o flange 68 e a gola 52 para assegurar a fixação axial do limitador 42 de curvatura à extremidade inferior do tubo 40 rígido oco.

[093] Estando isto feito, o mecanismo 46 de imobilização libertável passou na sua configuração desativada. Neste exemplo, o atuador 86 é pilotado para deslocar a gaiola 84 da sua posição distal, representada na figura 6, para a sua posição proximal, representada na figura 7.

[094] Durante esta passagem, o espaço radial situado no exterior dos órgãos 82 móveis é libertado, permitindo um deslocamento radial de cada órgão 82 móvel, para a configuração estendida. O órgão 80 de retenção então é libertado dos órgãos 82 móveis.

[095] Nenhuma força de tracção é aplicada sobre a linha 18 para provocar a passagem para a configuração desativada. A linha 18 permanece axialmente fixa relativamente ao limitador 12 de curvatura durante a passagem.

[096] Estando isto feito, a linha 18 flexível é livre de se deslocar axialmente para cima relativamente ao limitador 42 de curvatura.

[097] A desativação do mecanismo 46 de imobilização efetua-se, por conseguinte, de maneira independente do deslocamento da linha 18 flexível, sem que seja necessário aplicar uma força de tracção sobre a linha 18 flexível. Isto limita consideravelmente o risco de deterioração da linha 18 flexível.

[098] Além disso, a fiabilidade da libertação da linha 18 flexível é aumentada, dado que não é necessário dispor de peças mecânicas calibradas como cavilhas. Ainda que um esforço de tracção local se aplique por acidente na linha 18 flexível, o mecanismo 46 de imobilização libertável apenas é libertado quando o operador do dispositivo 17 o decidir, o que contribui para assegurar a fiabilidade.

[099] Em seguida, a linha 18 flexível é subida através da passagem central do limitador 42 de curvatura e através da passagem de circulação do tubo 40 rígido oco, até ao coletor 26. Durante esta subida, o limitador 42 de curvatura permanece imóvel relativamente ao tubo 40.

[0100] Em seguida, a linha 18 é ligada ao coletor 26 para permitir a circulação de fluido entre o conjunto de fundo (não representado) e a estrutura 16 à superfície.

[0101] Numa variante, a etapa de instalação dos órgãos 76 de fixação é efetuada após a libertação do mecanismo 46 de imobilização e após a subida da linha 18 flexível para fora do caminho crítico da operação.

[0102] Numa outra variante, os órgãos 75 de pré-fixação são transportados pelo tubo 40 rígido oco e são, por exemplo, montados na periferia da gola 52 inferior projetando-se para baixo.

[0103] Em ainda uma outra variante, o órgão 80 de retenção do mecanismo 46 de imobilização libertável é transportado pelo limitador 42 de curvatura.

[0104] O conjunto 81 de engate então é transportado pelo tubo 40 rígido oco. Nesta variante, o órgão 80 de retenção está saliente para cima a partir do flange 73 superior do limitador 42 de curvatura. É introduzido numa abertura passante efetuada no flange 36 inferior da cabeça 33 para atravessar este flange 36, a fim de ser engatado com os órgãos 82 móveis na cavidade 88 interna da gaiola 84.

[0105] O funcionamento deste dispositivo 17 é idêntico ao do dispositivo anteriormente descrito.

[0106] Na variante ilustrada pela Figura 8, o conjunto 44 de fixação compreende um suporte 200 montado na periferia do flange 68 intermédio e compreendendo uma parte 202 projetando-se para baixo relativamente ao flange 68.

[0107] O eixo B-B' de rotação de cada órgão 75 de pré-fixação é montado na parte 202 saliente. O órgão de pré-fixação apresenta uma fenda 204 longitudinal recebendo o eixo B-B'. Está assim apto a deslocar-se longitudinalmente perpendicularmente ao eixo B-B' sobre um curso dado.

[0108] Uma tal disposição melhora ainda o comportamento mecânico e a fiabilidade do conjunto 44 de fixação.

Claims

PROCESSO DE LIGAÇÃO DE UMA LINHA (18) FLEXÍVEL EM UMA ESTRUTURA (16) DE UMA INSTALAÇÃO (10) DE PRODUÇÃO DE FLUIDO, compreendendo as etapas seguintes:
fornecimento de uma linha (18) flexível e de um limitador (42) de curvatura imobilizado axialmente em torno da linha (18) flexível através de um mecanismo (46) de imobilização libertável;
introdução parcial da linha (18) flexível através de um órgão (40) rígido oco fixado com a estrutura (16);
imobilização do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco;
desativação do mecanismo (46) de imobilização libertável;
deslocamento da linha (18) flexível relativamente ao limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco, o limitador (42) de curvatura ficando fixo axialmente relativamente ao órgão (40) rígido oco;
caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável ser desativado independentemente do deslocamento da linha (18) flexível relativamente ao limitador (42) de curvatura, o mecanismo (46) de imobilização libertável compreendendo um órgão de retenção transportado pela linha (18) flexível e um conjunto de engate (81) montado no limitador (42) de curvatura, o conjunto de engate (81) sendo uma porca segmentável;
o limitador de curvatura (42) compreendendo um conjunto superior articulado (64) que compreende uma pluralidade de vértebras tubulares (70A, 70B) montadas axialmente topo a topo;
o limitador de curvatura (42) compreendendo ainda um flange superior de retenção (73), projetando-se radialmente a partir do conjunto superior articulado (64), sendo formada uma abertura (73A) de passagem através do flange superior (73) para acomodar o mecanismo (46) de imobilização libertável;
o conjunto de engate (81) compreendendo uma pluralidade de órgãos móveis de engate (82), cada orgão móvel (82) adequado para ser colocado numa configuração de engate do órgão de retenção (80); e
a etapa de desativação compreendendo o deslocamento de cada órgão (82) móvel da configuração de engate para uma configuração de libertação do órgão de retenção (80), independentemente do deslocamento da linha (18) flexível, o órgão de retenção (80) sendo inserido na abertura de passagem (73A) formada através do flange superior (73).
PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável compreender um atuador (86) sendo pilotado durante a etapa de desativação para permitir a passagem de cada órgão (82) móvel da configuração de engate para a configuração de libertação.
PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável compreender uma gaiola (84) de retenção do órgão móvel (82), e por, durante a etapa de desativação, o atuador (86) deslocar a gaiola (84) de retenção entre uma primeira posição de manutenção de cada órgão (82) móvel na configuração de engate, e uma segunda posição, na qual cada órgão (82) móvel está apto a passar para a configuração de libertação.
PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela linha (18) flexível compreender, pelo menos, um flange (36) de apoio, o limitador (42) de curvatura compreendendo um flange (68) de retenção aplicada no flange (36) de apoio quando o mecanismo (46) de imobilização libertável é ativado, o mecanismo (46) de imobilização libertável mantendo o flange (36) de apoio aplicada sobre o flange (68) de retenção durante a imobilização do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco, o flange (36) de apoio estando livre para se deslocar relativamente ao flange (68) de retenção após desativação do mecanismo (46) de imobilização libertável.
PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo órgão (40) rígido oco compreender, pelo menos, uma gola (52) de retenção, o limitador de curvatura (42) compreendendo, pelo menos, um órgão (75) de pré-fixação na gola (52), o engate do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco compreendendo o engate do órgão (75) de pré-fixação na gola (52).
PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender, antes ou depois da etapa de desativação do mecanismo (46) de imobilização libertável, a fixação definitiva do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco através de, pelo menos, um órgão (76) de fixação.
PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo atuador (86) do mecanismo (46) de imobilização libertável ser um atuador hidráulico.
DISPOSITIVO (17) DE LIGAÇÃO, destinado a ser montado numa estrutura (16) de uma instalação (10) de exploração de fluido, compreendendo:
uma linha (18) flexível;
um órgão (40) rígido oco destinado a ser fixado na estrutura (16), a linha (18) flexível estando destinada a ser engatada através do órgão (40) rígido oco;
um limitador (42) de curvatura engatado em torno da linha (18) flexível, o limitador (42) de curvatura estando destinado a ser imobilizado axialmente sobre o órgão (40) rígido oco;
um mecanismo (46) de imobilização axial libertável da linha (18) flexível no limitador (42) de curvatura;
caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável ser adequado para ser desativado independentemente do deslocamento da linha (18) flexível relativamente ao limitador (42) de curvatura, e pelo mecanismo (46) de imobilização libertável compreender um órgão de retenção transportado pela linha (18) flexível e um conjunto de engate (81) montado no limitador (42) de curvatura, o conjunto de engate (81) sendo uma porca segmentável;
o limitador de curvatura (42) compreendendo um conjunto superior articulado (64) que compreende uma pluralidade de vértebras tubulares (70A, 70B) montadas axialmente topo a topo;
o limitador de curvatura (42) compreendendo ainda um flange superior de retenção (73), projetando-se radialmente a partir do conjunto superior articulado (64), sendo formada uma abertura (73A) de passagem através do flange superior (73) para acomodar o mecanismo (46) de imobilização libertável; e
em que o conjunto de engate (81) compreende uma pluralidade de órgãos móveis de engate (82), cada orgão móvel (82) adequado para ser colocado numa configuração de engate do órgão de retenção (80), cada órgão móvel (82) sendo deslocável da configuração de engate para uma configuração de libertação do órgão de retenção (80), independentemente do deslocamento da linha (18) flexível.
DISPOSITIVO (17), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável compreender um atuador (86) pilotável para permitir a passagem de cada órgão móvel (82) da configuração de engate para a sua configuração de libertação, o órgão de retenção (80) sendo então inserido na abertura passante (73A) formada através do flange superior (73).
DISPOSITIVO (17), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo mecanismo (46) de imobilização libertável compreender uma gaiola (84) de retenção do órgão (82) móvel, e pelo atuador (86) ser pilotável para deslocar a gaiola (84) de retenção entre uma primeira posição de manutenção de cada órgão móvel (82) na configuração de engate e uma segunda posição na qual cada órgão móvel (82) está apto a passar na sua configuração de liberação.
DISPOSITIVO (17), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pela linha (18) flexível compreender, pelo menos, um flange (36) de apoio, o limitador (42) de curvatura compreendendo um flange (68) de retenção aplicada sobre no flange (36) de apoio quando o mecanismo (46) de imobilização libertável é ativado, o mecanismo (46) de imobilização libertável mantendo o flange (36) de apoio aplicada sobre o flange (68) de retenção durante a imobilização do limitador (42) de curvatura no órgão (40) rígido oco, o flange (36) de apoio sendo livre de se deslocar relativamente ao flange (68) de retenção após desativação do mecanismo (46) de imobilização libertável.
DISPOSITIVO (17), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo órgão (40) rígido oco compreender, pelo menos, uma gola (52) de retenção, o limitador (42) de curvatura compreendendo, pelo menos, um órgão (75) de pré-fixação na gola (52).
DISPOSITIVO (17), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado por compreender, pelo menos, um órgão (76) de fixação do limitador (42) de curvatura na gola (52) adequado para imobilizar axialmente o limitador (42) de curvatura relativamente à gola (52).
DISPOSITIVO (17), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo atuador (86) do mecanismo (46) de imobilização libertável ser um atuador hidráulico.