BR112017013456B1

BR112017013456B1 - Conjunto de riser e método de formação de um conjunto de riser

Info

Publication number: BR112017013456B1
Application number: BR112017013456-0A
Authority: BR
Inventors: Zhimin Tan; Yucheng Hou; Yuan Tian; Yanqiu Zhang; Fabio De Souza Pires; George Karabelas
Original assignee: Ge Oil & Gas Uk Limited
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2021-07-06
Also published as: MY188316A; US9708864B2; WO2016102915A1; US20160177633A1; CN107109907A; EP3237783B1; BR112017013456A2; DK3237783T3; EP3237783A1; CN107109907B

Abstract

CONJUNTO DE RISER E MÉTODO DE FORMAÇÃO DE UM CONJUNTO DE RISER. É descrito um conjunto de riser (500) para o transporte de fluidos a partir de uma localização submarina. O conjunto de riser (500) inclui um riser (501) que tem pelo menos um segmento de tubo flexível e uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação (511) conectados ao riser (501) e conectados juntos em uma configuração em linha para formar uma seção de flutuação de linha mediana (510). O conjunto de riser (500) também inclui pelo menos um auxiliar de flutuação (521) conectado ao riser (501) em uma posição acima e afastada da seção de flutuação de linha mediana (510). Pelo menos um do auxiliar de flutuação (521) forma uma primeira seção de flutuação distribuída (520) e é suficientemente flutuante para manter uma carga de tensão sobre o riser (501) entre a primeira seção de flutuação distribuída (520) e a seção de flutuação de linha mediana (510). O conjunto de riser (500) inclui ainda pelo menos um outro elemento compensador de flutuação (531) conectado ao riser (501) em uma posição acima e espaçada da primeira seção de flutuação distribuída (520) para formar uma segunda seção de flutuação distribuída (530). A segunda seção de flutuação distribuída (530) está configurada para suportar uma porção do riser (501) em uma configuração ondulada.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um conjunto de riser e ao método de formação de um conjunto de riser. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere a um conjunto de riser e ao método de formação de um conjunto de riser usando uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação. Os elementos compensadores de flutuação estão posicionados ao longo do riser em uma disposição para ajudar a fornecer suporte à flexão quando necessário e manter o riser em uma configuração adequada em um ambiente submarino.

[0002] Tradicionalmente, um tubo flexível é usado para transportar fluidos de produção, tais como óleo e/ou gás e/ou água, de um local para outro. O tubo flexível é particularmente útil em conectar uma localização submarina (que pode estar submersa em profundidade) até um local ao nível do mar. O tubo pode ter um diâmetro interno de, tipicamente, até cerca de 0,6 metros (por exemplo, os diâmetros podem variar de 0,05 m até 0,6 m). O tubo flexível é, em geral, formado como um conjunto de um corpo de tubo flexível e uma ou mais adaptadores terminais. O corpo do tubo é, tipicamente, formado como uma combinação de materiais em camadas que formam um duto contendo pressão. A estrutura do tubo permite grandes deflexões sem causar tensões de flexão que prejudiquem a funcionalidade do tubo ao longo de sua vida útil. O corpo do tubo é, em geral, construído como uma estrutura combinada, incluindo camadas poliméricas e/ou metálicas e/ou compósitas. Por exemplo, um corpo de tubo pode incluir camadas poliméricas e metálicas ou camadas poliméricas e compósitas ou camadas poliméricas, metálicas e compósitas.

[0003] Em muitos modelos de tubos flexíveis conhecidos, o corpo do tubo inclui uma ou mais camadas protetoras contra tensão. A carga primária sobre tal camada é a tensão. Em aplicações de alta pressão, tal como em ambientes de águas profundas e ultra profundas, a camada protetora contra tensão sofre cargas de alta tensão provenientes de uma combinação da carga sobre a tampa terminal pela pressão interna e o peso auto-suportado do tubo flexível. Isto pode causar falhas no tubo flexível, uma vez que tais condições são experimentadas em períodos prolongados de tempo. Isto é, em ambientes de águas profundas e ultra profundas, o peso do próprio tubo causa uma carga de alta tensão no tubo, que será maior na região de ancoragem (hang-off) (onde o tubo se prende a uma embarcação ou instalação flutuante).

[0004] A Figura 4 ilustra um conjunto de riser 400 adequado para transportar fluido de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água, de uma localização submarina 401 para uma instalação flutuante. Por exemplo, na Figura 4, a localização submarina 401 inclui uma linha de fluxo submarina. A linha de fluxo flexível 405 compreende um tubo flexível, total ou parcialmente apoiado no fundo do mar 404 ou enterrado abaixo do fundo do mar e usado em uma aplicação estática. A instalação flutuante pode ser constituída por uma plataforma e/ou boia ou, conforme ilustrado na Figura 4, um navio 402. O conjunto de riser 400 é fornecido como um riser flexível, isto é, um tubo flexível 403 que conecta o navio à instalação do fundo do mar. O tubo flexível pode estar em segmentos do corpo de tubo flexível com adaptadores terminais de conexão.

[0005] Será apreciado que há diferentes tipos de riser, conforme é bem conhecido por aqueles versados na técnica. As concretizações da presente invenção podem ser usadas com qualquer tipo de riser, tal como um riser livremente suspenso (riser livre, catenário), um riser restrito até certo ponto (boias, correntes), riser totalmente restrito ou fechado em um tubo (tubos I ou J).

[0006] A Figura 4 também ilustra como as porções do tubo flexível podem ser usadas como uma linha de fluxo 405 ou jumper 406.

[0007] Uma técnica que foi tentada no passado para aliviar de algum modo o problema mencionado acima é a adição de auxiliares de flutuação em locais predeterminados ao longo do comprimento de um riser. Os auxiliares de flutuação permitem que uma elevação ascendente neutralize o peso do riser, efetivamente tomando uma parte do peso do riser, em vários pontos ao longo de seu comprimento. O emprego de auxiliares de flutuação envolve um custo de instalação relativamente menor em comparação com algumas outras configurações, tal como uma estrutura em arco de meia-água, e também permite um tempo de instalação relativamente mais rápido.

[0008] Um exemplo de uma configuração de riser conhecida que usa auxiliares de flutuação para suportar o riser é uma configuração de riser escalonada 100, conforme descrita no documento WO2007/125276 e mostrado na Figura 1, na qual auxiliares de flutuação 101 são fornecidos em locais distintos ao longo de um tubo flexível 103. O riser é adequado para transportar fluido de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água, a partir de uma localização submarina para uma instalação flutuante 105, tal como uma plataforma ou boia ou navio. Em alguns casos, este conjunto pode restringir a quantidade de excursão permitida da embarcação.

[0009] Outras configurações de riser podem requerer a adição de peso de lastro a um tubo flexível para diminuir a flutuação do tubo em uma ou mais posições para se adequar a um ambiente marinho particular ou a uma configuração de extensão de fluido de produção.

[0010] Conforme usado aqui, o termo "elemento compensador de flutuação" é usado para abranger tanto auxiliares de flutuação para aumentar a flutuação quanto pesos de lastro para diminuir a flutuação. O termo "auxiliar de flutuação" é usado para abranger elementos para aumentar a flutuação e o termo "peso de lastro" é usado para abranger elementos para diminuir a flutuação.

[0011] Conforme usado aqui, quando se discute uma porção de riser que está "abaixo" ou "mais inferior" do que outra porção, a porção "abaixo" ou "mais inferior" está mais distante do riser na direção do fundo do mar. Similarmente, quando se discute uma porção do riser que está "acima" ou "mais superior" do que outra porção, a porção "acima" ou "mais superior" está mais distante do riser na direção da superfície do mar.

[0012] Um tubo flexível não aderente tem sido usado para desenvolvimentos em águas profundas (menos de 3.300 pés (1.005.84 metros)) e ultra profundas (mais de 3.300 pés). É a crescente demanda de petróleo que está fazendo com que a exploração ocorra em profundidades cada vez mais profundas, onde os fatores ambientais são mais extremos. Por exemplo, em ambientes de águas profundas e ultra profundas, a temperatura no fundo do oceano aumenta o risco de que os fluidos de produção esfriem para uma temperatura que pode levar ao bloqueio do tubo. As profundidades aumentadas também aumentam a pressão associada ao ambiente no qual o tubo flexível deve funcionar. Por exemplo, pode ser necessário que um tubo flexível tenha de operar com pressões externas que variam a partir de 0,1 MPa a 30 MPa atuando sobre o tubo. Igualmente, o transporte de óleo, gás ou água pode dar origem a altas pressões que atuam sobre o tubo flexível a partir de dentro, por exemplo, com pressões internas que variam a partir de zero a 140 MPa provenientes do fluido de perfuração que atua sobre o tubo. Como um resultado, a necessidade de altos níveis de desempenho das camadas do corpo do tubo flexível é aumentada.

[0013] Os adaptadores terminais de um tubo flexível podem ser usados para conectar segmentos de corpo de tubo flexível juntos ou para conectá-los a equipamentos terminais, tais como estruturas submarinas rígidas ou instalações flutuantes. Como tal, dentre outros usos variados, o tubo flexível pode ser usado para permitir ao riser o transporte de fluidos de uma linha de fluxo submarina para uma estrutura flutuante. Em tal conjunto de riser, um primeiro segmento de tubo flexível pode ser conectado a um ou mais segmentos adicionais de tubo flexível. Cada segmento de tubo flexível inclui pelo menos um adaptador terminal.

[0014] As Figuras 2a e 2b ilustram uma porção de uma configuração de riser conhecida adequada para águas profundas e ultra profundas. Conforme mostrado na Figura 2a, uma pluralidade de módulos de flutuação 201 estão conectados ao riser 200 em uma configuração em linha. Isto é conhecido na técnica como um sistema de flutuação de linha mediana. Os módulos de flutuação 201 ajudam a controlar o nível de tensão no riser. No entanto, em uso, o riser é submetido a cargas dinâmicas em virtude de movimento da embarcação ou efeitos da maré, por exemplo, o que pode causar alterações de curvatura na configuração do riser. A flexão excessiva também pode ocorrer quando o tubo flexível é instalado. Em geral, é vantajoso evitar a flexão excessiva e controlar tais alterações dentro de limites predeterminados. Neste exemplo, o riser entre o sistema de flutuação de linha mediana e a ancoragem da embarcação pode estar sujeito a folgas e subsequentes compressão e flexão na parte superior do sistema de flutuação de linha mediana, conforme mostrado no círculo A.

[0015] Para águas profundas, o deslocamento da embarcação (o grau de movimento vertical da embarcação) pode ser tão grande quanto 10-12% da profundidade da água. Como tal, para águas ultra profundas (por exemplo, 2200 m), o deslocamento da embarcação pode ser de até 264 m. Este grau de movimento pode causar flexão e compressão significativas do riser, o que pode levar à fadiga do riser.

[0016] Anteriormente, ao fornecer elementos compensadores em uma configuração em linha, conforme descrito no documento WO2013/079915, o primeiro módulo de flutuação superior 202 foi concebido com um perfil de boca de sino 204 (conforme mostrado na Figura 2b) para ajudar a controlar a flexão do tubo à medida que ele sai do sistema de flutuação de linha mediana para evitar a compressão e flexão excessiva do riser. No entanto, o perfil de boca de sino 204 pode não ser adequado para todas as aplicações. Além disso, o módulo de flutuação perfilado 202 requer um esforço adicional de fabricação e design.

[0017] Seria útil fornecer um conjunto de riser que fosse adequado para ambientes de águas profundas e ultra profundas, que supere ou amenize os vários problemas mencionados acima.

[0018] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conjunto de riser para transportar fluidos a partir de uma localização submarina que compreende: um riser compreendendo pelo menos um segmento de tubo flexível; uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação conectados ao riser e conectados entre si em uma configuração em linha para formar uma seção de flutuação de linha mediana; pelo menos um auxiliar de flutuação conectado ao riser em uma posição acima e afastada da seção de flutuação de linha mediana, pelo menos um do auxiliar de flutuação formando uma primeira seção de flutuação distribuída e tendo flutuabilidade suficiente para manter uma carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída e a seção de flutuação de linha mediana; e pelo menos um outro elemento compensador de flutuação conectado ao riser em uma posição acima e afastada da primeira seção de flutuação distribuída para formar uma segunda seção de flutuação distribuída, a segunda seção de flutuação distribuída configurada para suportar uma porção do riser em uma configuração ondulada.

[0019] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método de formação de um conjunto de riser para o transporte de fluidos a partir de uma localização submarina, o método compreendendo: fornecer um riser que compreende pelo menos um segmento de tubo flexível; conectar uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação ao riser e conectar os elementos compensadores de flutuação juntos em uma configuração em linha para formar uma seção de flutuação de linha mediana; conectar pelo menos um auxiliar de flutuação ao riser em uma posição acima e afastada da seção de flutuação de linha mediana, pelo menos um do auxiliar de flutuação formando uma primeira seção de flutuação distribuída e tendo flutuabilidade suficiente para manter uma carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída e seção de flutuação de linha mediana; e conectar pelo menos um outro elemento compensador de flutuação ao riser em uma posição acima e afastada da primeira seção de flutuação distribuída para formar uma segunda seção de flutuação distribuída, a segunda seção de flutuação distribuída configurada para suportar uma porção do riser em uma configuração ondulada.

[0020] Determinadas concretizações da invenção conferem a vantagem de que é fornecido um conjunto de riser e um método de formação de um conjunto de riser que é adequado para ambientes de águas profundas e águas ultra profundas. Determinadas concretizações aprimoram o desempenho do riser em condições extremas e/ou reduzem a fadiga do riser em comparação com outras configurações.

[0021] Determinadas concretizações da invenção conferem a vantagem de que um conjunto de riser é suportado, em uso, em uma configuração adequada, minimizando o risco de flexão excessiva.

[0022] Determinadas concretizações da invenção conferem a vantagem de que pode ser fornecido um conjunto de riser que é relativamente fácil de montar e relativamente econômico de fornecer.

[0023] As concretizações da invenção são ainda descritas a seguir com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 ilustra uma configuração de riser conhecida; a Figura 2 ilustra outra configuração de riser conhecida; a Figura 3 ilustra um corpo de tubo flexível; a Figura 4 ilustra uma configuração de riser; a Figura 5 ilustra um conjunto de riser; a Figura 6 ilustra uma vista ampliada do conjunto de riser da Figura 5; a Figura 7 é um gráfico que ilustra cargas de tensão ao longo de um riser; a Figura 8 ilustra outro conjunto de riser; e a Figura 9 ilustra uma vista ampliada do conjunto de riser da Figura 8.

[0024] Nos desenhos, numerais de referência similares referem-se a partes similares.

[0025] Ao longo da presente descrição, referência será feita a um tubo flexível. Deverá ser entendido que um tubo flexível é um conjunto de uma porção do corpo de tubo e um ou mais adaptadores terminais, em cada um dos quais uma respectiva extremidade do corpo de tubo é terminada. A Figura 3 ilustra como o corpo de tubo 300 é formado de acordo com uma concretização da presente invenção a partir de uma combinação de materiais em camadas que formam um duto contendo pressão. Embora uma série de camadas particulares sejam ilustradas na Figura 3, deverá ser entendido que a presente invenção é amplamente aplicável a estruturas de corpo de tubo coaxial que incluem duas ou mais camadas fabricadas a partir de uma variedade de possíveis materiais. Por exemplo, o corpo de tubo pode ser formado a partir de camadas poliméricas, camadas metálicas, camadas compósitas ou uma combinação de diferentes materiais. Deverá ser observado ainda que as espessuras da camada são mostradas apenas para fins ilustrativos. Conforme usado aqui, o termo "compósito" é usado para referir-se amplamente a um material que é formado a partir de dois ou mais materiais diferentes, por exemplo, um material formado a partir de um material de matriz e fibras de reforço.

[0026] Conforme ilustrado na Figura 3, um corpo de tubo inclui uma camada de carcaça mais interna 301 opcional. A carcaça constitui uma construção interligada que pode ser usada como a camada mais interna para evitar, total ou parcialmente, o colapso de uma bainha de pressão interna 302 em virtude de descompressão do tubo, pressão externa e pressão da camada protetora contra tensão e cargas de esmagamento mecânico. A camada de carcaça é, muitas vezes, uma camada metálica, formada a partir de aço inoxidável, por exemplo. A camada de carcaça também pode ser formada a partir de um material compósito, polimérico ou outro, ou uma combinação de materiais. Será apreciado que determinadas concretizações da presente invenção são aplicáveis a operações de "perfuração suave" (isto é, sem uma camada de carcaça), bem como a aplicações de "perfuração grosseira" (com uma camada de carcaça).

[0027] A bainha de pressão interna 302 atua como uma camada de retenção de fluido e compreende uma camada polimérica que assegura a integridade interna do fluido. Deverá ser entendido que esta camada pode incluir uma série de subcamadas. Será apreciado que, quando a camada de carcaça opcional é usada, a bainha de pressão interna é frequentemente referida pelos especialistas na técnica como uma camada de barreira. Em operação sem tal carcaça (denominada operação de perfuração suave), a bainha de pressão interna pode ser referida como um revestimento.

[0028] Uma camada protetora contra pressão 303 opcional é uma camada estrutural que aumenta a resistência do tubo flexível a pressões internas e externas e cargas de esmagamento mecânico. A camada também suporta estruturalmente a bainha de pressão interna e pode, tipicamente, ser formada a partir de uma construção interligada de fios enrolados com um ângulo de colocação próximo de 90°. A camada protetora contra pressão é, muitas vezes, uma camada metálica formada a partir de aço carbono, por exemplo. A camada protetora contra pressão também pode ser formada por um material compósito, polimérico ou outro ou uma combinação de materiais.

[0029] O corpo de tubo flexível também inclui uma primeira camada protetora contra tensão 305 opcional e uma segunda camada protetora contra tensão 306 opcional. Cada camada protetora de tensão é usada para sustentar cargas de tensão e pressão interna. A camada protetora de tensão é, muitas vezes, formada a partir de uma pluralidade de fios (para conferir resistência à camada) que estão localizados sobre uma camada interna e são enrolados helicoidalmente ao longo do comprimento do tubo, tipicamente em um ângulo de colocação entre cerca de 10° a 55°. As camadas protetoras contra tensão são, frequentemente, contra enroladas em pares. As camadas protetoras contra tensão são, muitas vezes, camadas metálicas formadas a partir de aço carbono, por exemplo. As camadas protetoras contra tensão também podem ser formadas a partir de material compósito, polimérico ou outro ou uma combinação de materiais.

[0030] O corpo de tubo flexível mostrado também inclui camadas de fita 304 opcionais, que ajudam a conter camadas subjacentes e, até certo ponto, impedem a abrasão entre camadas adjacentes. A camada de fita pode ser um polímero ou compósito ou uma combinação de materiais.

[0031] O corpo de tubo flexível também inclui, tipicamente, camadas de isolamento 307 opcionais e uma bainha externa 308, que compreende uma camada polimérica usada para proteger o tubo contra penetração de água do mar e outros ambientes externos, corrosão, abrasão e danos mecânicos.

[0032] Cada tubo flexível compreende pelo menos uma porção, algumas vezes referida como um segmento ou seção de corpo de tubo 300, juntamente com um adaptador terminal localizado em pelo menos uma extremidade do tubo flexível. Um adaptador terminal constitui um dispositivo mecânico que forma a transição entre o corpo de tubo flexível e um conector. As diferentes camadas de tubos, conforme mostrado, por exemplo, na Figura 3, são terminadas no adaptador terminal de modo a transferir a carga entre o tubo flexível e o conector.

[0033] A Figura 5 ilustra uma concretização de um conjunto de riser 500 adequado para uso em ambientes marinhos profundos e ultra profundos. O riser 501 se estende a partir de uma instalação flutuante, neste exemplo uma embarcação 502, até o leito do mar 504.

[0034] O conjunto de riser 500 é formado a partir de pelo menos um segmento de tubo flexível e é suportado por elementos compensadores de flutuação presos ao riser 501 em locais específicos. O conjunto de riser 500 inclui uma seção de flutuação de linha mediana 510, uma primeira seção de flutuação distribuída 520 e uma segunda seção de flutuação distribuída 530. A Figura 6 ilustra cada uma das seções de flutuação em maiores detalhes.

[0035] Na concretização das Figuras 5 e 6, a seção de flutuação de linha mediana 510 está conectada ao riser em um local mais próximo do fundo do mar, a segunda seção de flutuação distribuída 530 está conectada ao riser mais próximo da embarcação e a primeira seção de flutuação distribuída 520 está conectada ao riser em algum ponto entre a seção de flutuação de linha mediana 510 e a segunda seção de flutuação distribuída 530.

[0036] A seção de flutuação de linha mediana 510 inclui pelo menos um elemento compensador de flutuação 511 conectado ao riser 501 em uma configuração em linha, isto é, cada elemento compensador de flutuação 511 é conectado em sequência a um elemento compensador de flutuação seguinte, conforme descrito no documento WO2013/079915. A seção de flutuação de linha mediana inclui uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação 5111-n. Os elementos compensadores de flutuação neste exemplo são de flutuação positiva, isto é, auxiliares de flutuação.

[0037] Um primeiro elemento compensador de flutuação 5111, posicionado mais próximo do leito do mar 504, está conectado a uma seção mais inferior de um conector de linha mediana 513. Aqui, o conector de linha mediana é um par de adaptadores terminais unidos em uma configuração de trás para trás. O segundo elemento compensador de flutuação 5112 está conectado a uma seção mais superior do conector de linha mediana 513. Os elementos compensadores de flutuação 511 restantes estão presos uns aos outros e ao segundo elemento compensador de flutuação 5112 através de conectores (flanges) entre cada um dos elementos compensadores de flutuação 511.

[0038] O primeiro elemento compensador de flutuação 5111 é preso ao riser através do conector de linha mediana 513 e outros elementos compensadores de flutuação são presos em sequência ao primeiro elemento compensador de flutuação ou ao conector de linha mediana. Como tal, quaisquer forças provenientes dos elementos compensadores de flutuação posteriormente adicionados são transmitidas através de elementos compensadores de flutuação adicionados anteriormente para a conexão de linha mediana. Isto ajuda a evitar cargas compressivas excessivas sobre o tubo flexível dos elementos compensadores de flutuação. Além disso, uma vez que o primeiro elemento compensador de flutuação adicionado está preso à conexão de linha mediana, ele não deslizará o tubo flexível para uma posição indesejada.

[0039] A primeira seção de flutuação distribuída 520 inclui pelo menos um auxiliar de flutuação (elemento de flutuação) 521 conectado ao riser 501, neste caso, diretamente fixado ao riser 501. Pelo menos um do auxiliar de flutuação 521 está conectado ao riser 501 em uma posição acima da seção de flutuação de linha mediana 510. Isto é, pelo menos um do auxiliar de flutuação 521 está conectado ao riser em uma posição mais distante do riser do que a seção de flutuação de linha mediana 510 na direção da embarcação 502 (ou superfície da água).

[0040] Neste exemplo, a primeira seção de flutuação distribuída 520 inclui uma pluralidade de auxiliares de flutuação 521. Cada auxiliar de flutuação 521 está conectado ao riser 501 em uma configuração coaxial. Adequadamente, cada auxiliar de flutuação 521 está conectado ao riser em uma distância de aproximadamente 2 m de um auxiliar de flutuação 521 adjacente da primeira seção de flutuação distribuída 520.

[0041] A flutuação líquida da primeira seção de flutuação distribuída 520 é suficiente para manter uma carga de tensão sobre o riser entre a seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana 510. Em outras palavras, a primeira seção de flutuação distribuída 520 tem uma flutuação líquida que é suficiente para manter a porção do riser 501 entre a primeira seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana em uma configuração substancialmente vertical, quando em uso.

[0042] A carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana 510 deverá ser suficiente para que o tubo saia da seção de flutuação de linha mediana 510 sem flexão significativa (menos do que um desvio de 25 graus da porção do riser que compreende a seção de flutuação de linha mediana 510), mas não muita tensão de modo que o tubo sofra carga de tensão excessiva nesta seção. Neste exemplo, a carga de tensão é de cerca de 1500 kN. Será entendido por aqueles versados na técnica que o requisito e os limites de carga de tensão reais são determinados a partir da estrutura e massa do tubo, a separação entre a seção de flutuação de linha mediana 510 e a seção de flutuação distribuída 520 e outros fatores, tais como as correntes oceânicas. Diferentes estruturas de tubos, configurações e locais necessariamente terão, portanto, diferentes requisitos e limites de carga de tensão, que podem ser calculados no momento de execução dos designs de tubo. Por exemplo, a carga de tensão na seção de riser entre a primeira seção de flutuação distribuída e a seção de flutuação de linha mediana pode estar entre 50 kN e 3500 kN.

[0043] Neste exemplo, cada um dos auxiliares de flutuação 521 contribui para a flutuação líquida da primeira seção de flutuação distribuída 520.

[0044] Quando o conjunto de riser 500 está em uso, a primeira seção de flutuação distribuída 520 está, adequadamente, posicionada em um ângulo de até 10° a partir do eixo longitudinal central A da seção de flutuação de linha mediana 510. Será apreciado que o ângulo exato da primeira seção de flutuação distribuída 520 em relação ao eixo longitudinal central A da seção de flutuação de linha mediana variará ao longo da vida útil do riser. O ângulo pode depender de uma série de fatores ambientais, incluindo o movimento da embarcação, as correntes submarinas e as variações na flutuação líquida da primeira seção de flutuação distribuída 520 em virtude de crescimento marinho, por exemplo.

[0045] A primeira seção de flutuação distribuída 520 está posicionada em uma posição sobre o riser afastada da seção de flutuação de linha mediana 510. Isto é, um elemento compensador de flutuação mais superior 511n da seção de flutuação de linha mediana 510 está afastado de um elemento compensador de flutuação mais inferior 5211 da primeira seção de flutuação distribuída 520. Como tal, uma porção do riser que não tem elementos compensadores de flutuação conectados ao mesmo fica entre a seção de flutuação de linha mediana 510 e a primeira seção de flutuação distribuída 520. Neste exemplo, o comprimento do riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana 510 é de 40 m. Adequadamente, o comprimento do riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana 510 é de pelo menos 20 m.

[0046] A primeira seção de flutuação distribuída 520 mantém a carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 520 e a seção de flutuação de linha mediana 510. A carga de tensão sobre esta seção do riser ajuda a manter a seção do riser que sai da seção de flutuação de linha mediana 510 em uma configuração substancialmente reta e/ou vertical (em água parada, o riser pode ser mantido verticalmente de acordo com as concretizações da presente invenção, no entanto, na realidade, as correntes oceânicas podem determinar um ângulo no qual o riser tende a partir da vertical). Como tal, a flexão da seção de riser que sai da seção de flutuação de linha mediana 510 é limitada, particularmente na porção diretamente adjacente ao elemento compensador de flutuação mais superior 511n da seção de flutuação de linha mediana 510.

[0047] A segunda seção de flutuação distribuída 530 é configurada para suportar uma porção do riser 501 em uma configuração ondulada. Isto é, a segunda seção de flutuação distribuída 501 suporta o riser 501 para formar uma curva "hog" 535 e curva de flexão 536 correspondente.

[0048] A segunda seção de flutuação distribuída inclui pelo menos um outro elemento compensador de flutuação 5311-n conectado ao riser em uma posição acima da primeira seção de flutuação distribuída 520. Isto é, pelo menos um do outro elemento compensador de flutuação 5311-n está conectado ao riser em uma posição mais afastada do riser 501 do que a primeira seção de flutuação distribuída 520 na direção da embarcação 502 (ou superfície da água).

[0049] Neste exemplo, o comprimento do riser entre um auxiliar de flutuação mais superior 521n da primeira seção de flutuação distribuída 520 e um elemento compensador de flutuação mais inferior 5311 da segunda seção de flutuação distribuída 530 é de 120 m.

[0050] Neste exemplo, a segunda seção de flutuação distribuída 530 inclui uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação 5311-n. Cada elemento compensador de flutuação 531 está conectado ao riser 501 em uma configuração coaxial. Neste exemplo, cada auxiliar de flutuação 531 está conectado ao riser em uma distância de aproximadamente 2 m de um auxiliar de flutuação 531 adjacente da segunda seção de flutuação distribuída 530.

[0051] Os elementos compensadores de flutuação 531 estão distribuídos sobre o riser para formar uma configuração ondulada acima da primeira seção de flutuação distribuída. Neste exemplo, os auxiliares de flutuação 531 estão adequadamente distribuídos para formar uma curva "hog" 535.

[0052] A configuração ondulada da segunda seção de flutuação distribuída 530 atua para dissociar as respostas da seção do riser abaixo da segunda seção de flutuação distribuída 530 dos movimentos da embarcação. Como tal, o deslocamento da embarcação não causará tensão ou compressão excessiva sobre o riser. Esta configuração também permite que a embarcação tenha uma área de excursão onde a embarcação pode se mover sobre a superfície do mar sem causar carga de tensão ao tubo flexível.

[0053] Aqueles versados na técnica apreciarão que as distâncias entre cada uma das seções de flutuação, a profundidade de cada seção de flutuação na água e a flutuação líquida de cada seção de flutuação, por exemplo, devem ser selecionadas dependendo de vários fatores ambientais e da configuração específica do tubo flexível.

[0054] Por exemplo, para uma profundidade total do mar de 2000 m e um tubo flexível típico que tem um poço com diâmetro de 20 cm, a posição de uma extremidade superior da seção de flutuação de linha mediana 510 poderia ser selecionada como entre 250 e 1800 m a partir de uma extremidade superior do riser. A posição de uma extremidade superior da primeira seção de flutuação distribuída 520 poderia, então, ser selecionada como entre 100 m e 1020 m a partir da extremidade superior do riser e a posição de uma extremidade superior da segunda seção de flutuação distribuída 530 estaria entre 50 m e 1000 m a partir da extremidade superior do riser.

[0055] A flutuação líquida global da seção de flutuação de linha mediana 510 seria aproximadamente 50% do peso submerso do sistema de riser. A flutuação líquida global da primeira seção de flutuação distribuída 520 seria aproximadamente 10% do peso submerso líquido do riser e a flutuação líquida global da segunda seção de flutuação distribuída 530 seria aproximadamente 20% do peso submerso líquido do riser (os 20% restantes do peso submerso líquido do riser atuariam como uma carga de ancoragem sobre a embarcação 502). Será entendido por aqueles versados na técnica que estas proporções variarão significativamente de acordo com o design, a configuração, a flutuação natural latente deste design, com ou sem fluido no poço e quaisquer diferenças na estrutura das seções de tubos em diferentes profundidades de água. Por exemplo, a seção inferior do riser 501 pode ser de uma construção mais pesada, concebida para suportar a pressão hidrostática da água a 2000 m de profundidade da água e, portanto, uma quantidade maior de flutuação líquida pode ser requerida na seção de flutuação de linha mediana 510 e pode ser requerida uma flutuação menor nas seções de flutuação distribuída 520 e 530 com uma construção mais leve de tubo na parte superior do riser.

[0056] Um exemplo específico de um riser testado na configuração da concretização acima (Figuras 5 e 6) será agora descrito.

[0057] Foi fornecido um tubo flexível com as propriedades conforme mostrado na Tabela 1 abaixo. O riser foi implantado em uma profundidade de 2250 m. Tabela 1. Propriedades do riser de produção

[0058] A flutuação total equivalente para o riser foi de 286 toneladas (aproximadamente 260 toneladas métricas).

[0059] A Figura 7 ilustra as cargas de tensão medidas ao longo do riser (com um comprimento de arco de 0 m na parte superior do riser). Pode ser visto que a carga de tensão de pico (média em torno de 2200 kN) está na região logo abaixo da seção de flutuação de linha mediana 510 e com um pico secundário na segunda seção de flutuação distribuída 530. A queda na tensão efetiva a partir de seu pico é reduzida pela tensão aplicada pela primeira seção de flutuação distribuída 520.

[0060] Outras medições foram realizadas como segue na Tabela 2. Tabela 2.

[0061] As Figuras 8 e 9 ilustram uma outra concretização. Aqui, muitos dos elementos são os mesmos conforme na primeira concretização mostrada nas Figuras 5 e 6 e recebem os mesmos números de referência. No entanto, nesta segunda concretização, em vez da primeira seção de flutuação distribuída que compreende meios auxiliares de flutuação para manter uma carga de tensão adequada no riser entre a primeira seção de flutuação distribuída e a seção de flutuação de linha mediana 510, a tensão é fornecida ao riser por uma primeira seção de flutuação distribuída 620 de outra maneira.

[0062] Isto é, em uma localização acima da seção de flutuação de linha mediana 510 há, neste caso, duas braçadeiras 602 afixadas ao riser entre a seção de flutuação de linha mediana 510 e a segunda seção de flutuação distribuída 530. As braçadeiras estão amarradas a uma grande boia (auxiliar de flutuação) 604 por amarras 606. Será apreciado que, em vez de braçadeiras, as amarras 606 podem estar presas ao riser através de outros meios, por exemplo, pequenas boias. Será apreciado que podem ser usados outros números de amarras, por exemplo, uma, três ou mais, e as amarras podem ser substituídas por correntes ou corda ou outro filamento.

[0063] A grande boia 604 tem uma flutuabilidade positiva e flutua no meio da água. A grande boia 604 tem uma flutuação predeterminada de modo que, ao amarrar o riser à grande baia 604, uma carga de tensão apropriada é aplicada ao riser para manter uma carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 620 e a seção de flutuação de linha mediana 510.

[0064] A carga de tensão sobre o riser entre a primeira seção de flutuação distribuída 620 e a seção de flutuação de linha mediana 510 deverá ser suficiente para que o tubo saia da seção de flutuação de linha mediana 510 sem flexão significativa (menos do que um desvio de 25 graus a partir da porção do riser que compreende a seção de flutuação de linha mediana 510), mas não uma tensão muito grande para que o tubo sofra de carga de tensão excessiva nesta seção.

[0065] Opcionalmente, conforme mostrado nas Figuras 8 e 9, a grande boia 604 é amarrada em posição por uma amarra 608 presa, no leito do mar, a uma âncora 610. Apropriadamente, 2 ou mais amarras podem ser usadas para impedir que a grande boia 604 se desvie de sua posição na água. A amarra 608 ajuda a manter a posição da grande boia 604.

[0066] Várias modificações das concretizações conforme descrito acima são possíveis. Por exemplo, embora a seção de flutuação de linha mediana tenha sido descrita acima como incluindo auxiliares de flutuação de flutuabilidade positiva, em outros exemplos, um ou mais dos elementos compensadores de flutuação 511 podem ser pesos de lastro (flutuabilidade negativa). Isto pode ser particularmente útil onde o tubo flexível que forma o riser é naturalmente flutuante si.

[0067] A seção de flutuação de linha mediana 510 pode incluir, opcionalmente, dois ou mais elementos compensadores de flutuação. Os elementos compensadores de flutuação devem ser configurados para conferir suporte suficiente para a seção de riser abaixo.

[0068] A seção de flutuação de linha mediana 510 pode incluir qualquer número de elementos compensadores de flutuação apropriados para os requisitos específicos do riser. Por exemplo, a seção de flutuação de linha mediana 510 pode incluir entre 2 e 20 elementos compensadores de flutuação no total. Apropriadamente, a seção de flutuação de linha mediana 510 pode incluir 6 elementos compensadores de flutuação.

[0069] Embora, no exemplo acima, os elementos compensadores de flutuação da seção de flutuação de linha mediana sejam descritos como estando presos ao riser através de um conector de linha mediana, será apreciado que qualquer técnica pode ser usada para conectar os elementos compensadores de flutuação ao riser. Por exemplo, os elementos compensadores de flutuação podem ser conectados ao riser através de braçadeiras, correntes, amarras ou os elementos compensadores de flutuação podem ser integrais com o riser ou conectados ao riser de qualquer outra maneira adequada. Similarmente, os elementos compensadores de flutuação da primeira seção de flutuação distribuída e da segunda seção de flutuação distribuída podem ser conectados ao riser usando qualquer técnica adequada, conforme descrito acima.

[0070] Em vez da primeira seção de flutuação distribuída 520, que inclui uma pluralidade de auxiliares de flutuação, a primeira seção de flutuação distribuída 520 pode, opcionalmente, incluir apenas um auxiliar de flutuação. Neste exemplo, este auxiliar de flutuação tem flutuação suficiente para manter a porção do riser entre a seção de flutuação de linha mediana e a primeira seção de flutuação distribuída em uma configuração substancialmente vertical. O auxiliar de flutuação também deve ter uma flutuação suficiente para manter uma carga de tensão sobre a porção do riser entre a seção de flutuação de linha mediana e a primeira seção de flutuação distribuída. Se uma pluralidade de auxiliares de flutuação é fornecida, a flutuação líquida de todos os auxiliares de flutuação juntos deve ser suficiente para manter uma carga de tensão sobre a porção do riser entre a seção de flutuação de linha mediana e a primeira seção de flutuação distribuída.

[0071] Opcionalmente, a primeira seção de flutuação distribuída pode incluir auxiliares de flutuação instalados em torno de uma conexão de linha mediana.

[0072] Dependendo dos critérios de concepção do conjunto de riser (por exemplo, o raio de curvatura mínimo) e a flutuação líquida da primeira seção de flutuação distribuída 520, a primeira seção de flutuação distribuída 520 pode estar posicionada em um ângulo de até 25° a partir do eixo longitudinal central A da seção de flutuação de linha mediana 510. Apropriadamente, a primeira seção de flutuação distribuída 520 pode estar posicionada em um ângulo de até 15° a partir do eixo longitudinal central A da seção de flutuação de linha mediana 510. Mais apropriadamente, a primeira seção de flutuação distribuída 520 pode estar posicionada em um ângulo de até 10° a partir do eixo longitudinal central A da seção de flutuação de linha mediana 510. O ângulo pode ser dependente de vários fatores ambientais, incluindo correntes submarinas e crescimento de organismos marinhos que afetam a magnitude da força de flutuação fornecida pela primeira seção de flutuação distribuída 520.

[0073] A segunda seção de flutuação distribuída 530 inclui pelo menos um elemento compensador de flutuação e pode, opcionalmente, incluir pesos de lastro e/ou auxiliares de flutuação. Os pesos de lastro e/ou auxiliares de flutuação podem ser facilmente selecionados de acordo com os requisitos de design por aqueles versados na técnica e apropriadamente conectados ao riser em uma configuração ondulada. Pesos de lastro podem ser particularmente úteis na segunda seção de flutuação distribuída para risers que são formados a partir de um tubo flexível naturalmente flutuante. Pesos de lastro também poderiam ser particularmente úteis para ajudar a criar uma curva de flexão adequada no riser e, então, estariam necessariamente posicionados mais próximo da embarcação 502 na extremidade do riser. A posição dos pesos de lastro também pode, portanto, ser mais profunda do que aquela de qualquer auxiliar de flutuação, criando uma curva "hog" e, como um resultado, podem ser fixados em uma posição mais profunda do que a seção de flutuação distribuída 520, por exemplo, em uma posição entre 100 e 800 m abaixo da superfície da água.

[0074] Opcionalmente, a primeira seção de flutuação distribuída 520 pode ser combinada com a segunda seção de flutuação distribuída 530. Isto é, pode haver uma diferença mínima entre a primeira seção de flutuação distribuída e a segunda seção de flutuação distribuída. Como tal, o espaço entre o auxiliar de flutuação mais superior da primeira seção de flutuação distribuída e o elemento compensador de flutuação mais inferior da segunda seção de flutuação distribuída pode ser tão pequeno quanto 1 m ou 2 m, por exemplo.

[0075] A distância (comprimento do riser) entre cada uma das seções de flutuação (a seção de flutuação de linha mediana, a primeira seção de flutuação distribuída e a segunda seção de flutuação distribuída) pode variar dependendo de vários fatores, incluindo a profundidade da água, o peso do tubo e a flutuação natural do tubo em si, etc.

[0076] A distância entre a seção de flutuação de linha mediana e a primeira seção de flutuação distribuída pode estar entre 10 m e 50 m ou entre 10 m e 20 m ou entre 20 m e 40 m ou, adequadamente, cerca de 15 m, por exemplo.

[0077] A distância entre a primeira seção de flutuação distribuída e a segunda seção de flutuação distribuída pode estar entre 10 m e 250 m ou entre 100 m e 140 m ou entre 1 m e 5 m ou 2 m ou, adequadamente, cerca de 120 m, por exemplo.

[0078] As posições relativas ao longo do tubo a partir de uma extremidade superior do riser de uma extremidade superior de cada seção de flutuação podem ser selecionadas dependendo de vários fatores, incluindo a profundidade global do mar e o peso do riser, por exemplo. A posição da seção de flutuação de linha mediana pode ser fixada entre 70 m e 1800 m a partir da extremidade superior do riser. Apropriadamente, a posição da seção de flutuação de linha mediana pode ser fixada entre 100 m e 800 m a partir da extremidade superior. A posição da primeira seção de flutuação distribuída pode ser fixada entre 60 m e 1020 m a partir da extremidade superior. Apropriadamente, a posição da primeira seção de flutuação distribuída pode ser fixada entre 100 m e 300 m a partir da extremidade superior. A posição da segunda seção de flutuação distribuída pode ser fixada entre 50 m e 1000 m a partir da extremidade superior. Apropriadamente, a posição da segunda seção de flutuação distribuída pode ser fixada entre 80 m e 200 m a partir da extremidade superior.

[0079] A profundidade de cada seção abaixo da superfície do mar também pode ser selecionada dependendo de vários fatores, incluindo a profundidade global do mar e o peso do riser, por exemplo. A profundidade da seção de flutuação de linha mediana 510 abaixo da superfície do mar pode estar entre 50 m e 1500 m. A profundidade da primeira seção de flutuação distribuída 520 abaixo da superfície do mar pode estar entre 40 m e 1480 m. A profundidade da segunda seção de flutuação distribuída 530 abaixo da superfície do mar pode estar entre 30 m e 1450 m. Será apreciado que cada seção de flutuação abrangerá vários metros de riser e, portanto, diferentes porções de cada seção estarão posicionadas em diferentes profundidades no mar.

[0080] Similarmente, as distâncias entre os elementos compensadores de flutuação individuais em cada uma das seções de flutuação podem ser selecionadas dependendo dos critérios de design de um riser particular. Por exemplo, a distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na seção de flutuação de linha mediana pode ser de até 4 m. Apropriadamente, a distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na seção de flutuação de linha mediana pode ser de 2 m. A distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na primeira seção de flutuação distribuída pode ser de até 6 m. Apropriadamente, a distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na seção de flutuação de linha mediana pode ser de 2 m. A distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na segunda seção de flutuação distribuída pode estar entre 2 e 15 m. Apropriadamente, a distância entre os elementos compensadores de flutuação individuais na seção de flutuação de linha mediana pode ser de 5 m.

[0081] Pode ser considerado que os diferentes tamanhos de elementos compensadores de flutuação podem ser combinados em diferentes distâncias (em um design simples ou complexo) para criar uma formação de riser com as vantagens descritas abaixo.

[0082] Com a configuração descrita acima, a seção de flutuação de linha mediana 510 suporta o peso da seção inferior do riser abaixo da seção de flutuação de linha mediana 510 em uma configuração em linha que é relativamente fácil de montar, sem causar cargas de esmagamento ao tubo.

[0083] A primeira seção de flutuação distribuída mantém uma quantidade apropriada de carga de tensão sobre o riser na região acima da seção de flutuação de linha mediana e ajuda a minimizar ou eliminar a compressão do riser entre a seção de flutuação de linha mediana 510 e a primeira seção de flutuação distribuída 520. Isto é porque a primeira seção de flutuação distribuída mantém o riser com uma configuração relativamente simples usando a carga de tensão. Como tal, não há mais flexão excessiva do riser no tubo que emerge a partir da extremidade dos elementos de flutuação em linha da seção de flutuação de linha mediana 510.

[0084] A segunda seção de flutuação distribuída 530 é fornecida em uma configuração ondulada para dissociar os movimentos da embarcação de qualquer movimento do tubo.

[0085] Como tal, as três seções de flutuação trabalham juntas para conferir um efeito sinergético ao fornecer uma configuração na qual um riser pode ser suportado tendo todas as vantagens de uma configuração de flutuação em linha, bem como as vantagens de uma configuração ondulada, com uma transição suave da formação reta para a ondulada. O riser é suportado em uma formação adequada para evitar ou minimizar a flexão excessiva. Além disso, as cargas de tensão sobre o riser são mantidas dentro de tolerâncias admissíveis e as cargas de tensão na posição de ancoragem (onde o riser está conectado a uma unidade de flutuação) são reduzidas.

[0086] Também, com as configurações descritas acima, o risco de que a seção do riser entre a primeira seção de flutuação distribuída e a segunda seção de flutuação distribuída seja comprimida ou excessivamente flexionada é grandemente reduzido.

[0087] Com as configurações descritas acima, o riser como um todo experimenta forças de compressão mínimas ou mesmo nenhuma. Também, o raio de curvatura mínimo experimentado pelo riser é maior comparado com configurações de riser anteriormente conhecidas e, portanto, as tensões de flexão sobre o riser são reduzidas.

[0088] Também, as considerações de design para a flutuação no meio da água 510 se tornam mais simples, uma vez que a avaliação e design para cargas de flexão mais severas e a incorporação de elementos em boca de sino podem não ser necessários.

[0089] Com as configurações descritas acima, a tensão máxima eficaz sobre o riser está sobre a seção do riser entre a seção de flutuação de linha mediana e a primeira seção de flutuação distribuída, em vez da posição de ancoragem, como em sistemas de riser conhecidos. Isto melhora significativamente o desempenho de fadiga do riser em virtude de cargas de tensão reduzidas no riser e, em particular, na posição de ancoragem.

[0090] Será evidente para aqueles versados na técnica que as características descritas em relação a qualquer uma das concretizações descritas acima podem ser aplicáveis alternadamente entre as diferentes concretizações. As concretizações descritas acima são exemplos para ilustrar várias características da invenção.

[0091] Ao longo da descrição e das reivindicações do presente relatório descritivo, as palavras "compreende" e "contém" e variações das mesmas significam "incluindo, porém sem limitações" e não se destinam a excluir (e não excluem) outras porções, aditivos, componentes, inteiros ou etapas. Ao longo da descrição e das reivindicações do presente relatório descritivo, o singular abrange o plural, a menos que o contexto exija de outra forma. Em particular, onde o artigo indefinido é usado, o relatório descritivo deve ser entendido como considerando a pluralidade, bem como a singularidade, a menos que o contexto exija de outra forma.

[0092] Os aspectos, inteiros, características, compostos, porções químicas ou grupos descritos em conjunto com um aspecto, concretização ou exemplo particular da invenção devem ser entendidos como sendo aplicáveis a qualquer outro aspecto, concretização ou exemplo descrito aqui, a menos que incompatível com os mesmos. Todos os aspectos descritos no presente relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações, resumo e desenhos anexos) e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim descrito, podem ser combinados em qualquer combinação, exceto combinações onde pelo menos alguns de tais aspectos e/ou etapas são mutuamente exclusivas. A invenção não está restrita aos detalhes de quaisquer concretizações anteriores. A invenção estende-se a qualquer uma nova, ou qualquer combinação nova, dos aspectos descritos no presente relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações, resumo e desenhos anexos), ou a qualquer uma nova, ou qualquer combinação nova, das etapas de qualquer método ou processo assim descrito.

[0093] A atenção do leitor é dirigida para todos os artigos e documentos os quais são depositados simultaneamente com ou antes do presente relatório descrito em relação ao presente pedido e que estão abertos à inspeção pública com o presente relatório descrito, e os conteúdos de todos de tais artigos e documentos são aqui incorporados por referência.

Claims

1. Conjunto de riser (400, 500) para o transporte de fluidos a partir de uma localização submarina (401) caracterizado por compreender: um riser (501) compreendendo pelo menos um segmento de tubo flexível (103, 403); uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação (5111-n) conectados ao riser (501) e conectados juntos em uma configuração em linha para formar uma seção de flutuação de linha mediana (510), de modo que cada um da pluralidade de elementos compensadores de flutuação (5111-n) é conectado em sequência a um elemento compensador de flutuação adjacente, em que cada um dos elementos compensadores de flutuação são de flutuação positiva; uma pluralidade de auxiliares de flutuação positiva (5211-n, 604) conectados ao riser (501) em uma posição acima e afastada da seção de flutuação de linha mediana (510), a pluralidade de auxiliares de flutuação (5211-n, 604) formando uma primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e sendo suficientemente flutuante de forma positiva para manter uma carga de tensão sobre o riser (501) entre a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e a seção de flutuação de linha mediana (510); e uma pluralidade de outros elementos compensadores de flutuação (5311-n) conectados ao riser (501) em uma posição acima e espaçada da primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) para formar uma segunda seção de flutuação distribuída (530), a segunda seção de flutuação distribuída (530) configurada para suportar uma porção do riser (501) em uma configuração ondulada, em que a carga de tensão sobre o riser (501) entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) está entre 50 e 3500 kN.

2. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, em uso, a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar posicionada em um ângulo de até 25° a partir do eixo longitudinal central da seção de flutuação de linha mediana (510).

3. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, em uso, a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar posicionada em um ângulo entre 0° e 10° em relação ao eixo longitudinal central da seção de flutuação de linha mediana (510).

4. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a distância entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar entre 10 m e 50 m.

5. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a distância entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) ser de pelo menos 20 m.

6. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a distância entre a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e a segunda seção de flutuação distribuída (530) estar entre 10 m e 250 m.

7. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a distância entre a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e a segunda seção de flutuação distribuída (530) estar entre 100 m e 140 m.

8. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a seção de flutuação de linha mediana (510) estar localizada a uma distância entre 70 m e 1800 m a partir de uma extremidade superior do riser (501).

9. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar localizada a uma distância entre 60 m e 1020 m a partir de uma extremidade superior do riser (501).

10. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a segunda seção de flutuação distribuída (530) estar localizada a uma distância entre 50 m e 1000 m a partir de uma extremidade superior do riser (501).

11. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) compreender pelo menos um do auxiliar de flutuação (5211-n) conectado diretamente ao riser (501).

12. Conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) compreender pelo menos um do auxiliar de flutuação (604) conectado indiretamente ao riser (501) através de um ou mais elementos de amarração (606).

13. Método de formação de um conjunto de riser (400, 500) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 caracterizado por compreender: fornecer um riser (501) compreendendo pelo menos um segmento de tubo flexível (103, 403); conectar uma pluralidade de elementos compensadores de flutuação (5111-n) ao riser (501) e conectar os elementos compensadores de flutuação (5111-n) juntos em uma configuração em linha para formar uma seção de flutuação de linha mediana (510), de modo que cada um da pluralidade de elementos compensadores de flutuação (5111-n) é conectado em sequência a um elemento compensador de flutuação adjacente, em que cada um dos elementos compensadores de flutuação são de flutuação positiva; conectar uma pluralidade de auxiliares de flutuação positiva (5211-n, 604) ao riser (501) em uma posição acima e afastada da seção de flutuação de linha mediana (510), a pluralidade de auxiliares de flutuação (5211-n, 604) formando uma primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e sendo suficientemente flutuante de forma positiva para manter uma carga de tensão sobre o riser (501) entre a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) e a seção de flutuação de linha mediana (510); e conectar uma pluralidade de outros elementos compensadores de flutuação (5311-n) ao riser (501) em uma posição acima e espaçada da primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) para formar uma segunda seção de flutuação distribuída (530), a segunda seção de flutuação distribuída (530) configurada para suportar uma porção do riser (501) em uma configuração ondulada, em que a carga de tensão sobre o riser (501) entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) está entre 50 e 3500 kN.

14. Método de formação de um conjunto de riser (400, 500), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por, em uso, a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar posicionada em um ângulo de até 25° a partir do eixo longitudinal central da seção de flutuação de linha mediana (510).

15. Método de formação de um conjunto de riser (400, 500), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por, em uso, a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar posicionada em um ângulo entre 0° e 10° em relação ao eixo longitudinal central da seção de flutuação de linha mediana (510).

16. Método de formação de um conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado por a distância entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) estar entre 10 m e 50 m.

17. Método de formação de um conjunto de riser (400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado por a distância entre a seção de flutuação de linha mediana (510) e a primeira seção de flutuação distribuída (520, 620) ser de pelo menos 20 m.