BR112017013785B1 - Conjunto de terminação do umbilical submarino - Google Patents
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Abstract
CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO. Um conjunto de terminação do umbilical submarino que compreende: uma cabeça de terminação do umbilical (2) fixa à extremidade de um umbilical submarino (3); e uma unidade de distribuição elétrica e/ou óptica (4) que compreende uma estrutura de base (5) e vários conectores (6) montados na estrutura de base (5), em que cada conector (6) é eletricamente conectado a um cabo elétrico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2) ou opticamente conectado a um cabo óptico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2). A cabeça de terminação do umbilical (2) é montada em um espaço (7) fornecido dentro da estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4).
Description
[001] A presente invenção refere-se a um conjunto de terminação do umbilical submarino.
[002] Uma instalação submarina para processamento e transporte de óleo e gás geralmente compreende equipamento de poço submarino instalado no fundo do mar e conectado a uma estrutura na superfície, por exemplo, sob a forma de uma embarcação ou plataforma na superfície, por meio de um umbilical submarino. O umbilical submarino pode ser usado para fornecer fluido hidráulico e/ou energia elétrica para o equipamento de poço submarino e/ou distribuir diferentes tipos de produtos químicos e fluidos de serviço para o equipamento de poço submarino e/ou transmitir diferentes tipos de sinais elétricos e/ou ópticos entre a estrutura de superfície e o equipamento de poço submarino. O umbilical submarino pode compreender várias linhas de fluido, cabos elétricos e/ou cabos ópticos. As linhas de fluido e cabos dos umbilicais submarinos são agrupados e encerrados dentro de um envoltório exterior de proteção. No fundo do mar, o umbilical submarino termina em uma cabeça de terminação do umbilical, que é permanentemente fixada à extremidade do umbilical submarino antes do umbilical submarino ser entregue para instalação. Durante a instalação o umbilical submarino e a cabeça de terminação do umbilical são normalmente abaixados para o mar a partir de uma embarcação de superfície com a cabeça de terminação do umbilical conectada a uma unidade de distribuição elétrica e/ou óptica, que normalmente está localizada em linha com a cabeça de terminação do umbilical.
[003] O objetivo da presente invenção é fornecer um conjunto de terminação do umbilical submarino de projeto novo e favorável.
[004] De acordo com a invenção, este objetivo é obtido por um conjunto de terminação do umbilical submarino.
[005] O conjunto de terminação do umbilical submarino da presente invenção compreende: uma cabeça de terminação do umbilical fixa à extremidade de um umbilical submarino; e uma unidade de distribuição elétrica e/ou óptica que compreende uma estrutura de base e vários conectores montados na estrutura de base, em que cada conector é eletricamente conectado a um cabo elétrico do umbilical submarino através da cabeça de terminação do umbilical ou opticamente conectado a um cabo óptico do umbilical submarino através da cabeça de terminação do umbilical.
[006] De acordo com a invenção, a cabeça de terminação do umbilical é montada em um espaço fornecido dentro da estrutura de base da unidade de distribuição. Por meio deste, a cabeça de terminação do umbilical e a unidade de distribuição podem ser integradas entre si de uma maneira que economiza espaço e o comprimento do conjunto de terminação do umbilical submarino podem assim ser reduzido.
[007] Vantagens adicionais, bem como características vantajosas do conjunto de terminação do umbilical submarino da presente invenção aparecerão a partir da descrição seguinte e das reivindicações dependentes.
[008] Com referência às Figuras anexas, segue abaixo uma descrição específica de realizações preferenciais da invenção citadas como exemplos. Nas Figuras: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma extremidade frontal de um conjunto de terminação do umbilical submarino de acordo com uma realização da presente invenção, A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma extremidade traseira do conjunto de terminação do umbilical submarino da Figura 1, A Figura 3 é uma vista lateral do conjunto de terminação do umbilical submarino da Figura 1, A Figura 4 é uma vista planar de cima do conjunto de terminação do umbilical submarino da Figura 1, A Figura 5 é uma vista em perspectiva da parte traseira do conjunto de terminação do umbilical submarino da Figura 1, A Figura 6 é uma vista explodida da parte mostrada na Figura 5, e A Figura 7 é uma vista superior parcialmente cortada da parte mostrada na Figura 5.
[009] Um conjunto de terminação do umbilical submarino (1) de acordo com uma realização da presente invenção é ilustrado nas Figuras 1 a 7. O conjunto de terminação do umbilical submarino (1) compreende uma cabeça de terminação do umbilical (2) que é fixada a uma extremidade de um umbilical submarino (3). O umbilical submarino (3) compreende várias linhas de fluido (não mostrado) e cabos elétricos e/ou ópticos (não mostrado) que são agrupados dentro do umbilical. O feixe de linhas de fluido e cabos é encerrado dentro de um envoltório exterior de proteção.
[0010] As linhas de fluido do umbilical submarino (3) podem ser usadas para fornecer fluido hidráulico ou distribuir diferentes tipos de produtos químicos e fluidos de serviço para o equipamento de poço submarino. Os cabos elétricos do umbilical submarino (3) podem ser usados para fornecer energia elétrica para o equipamento de poço submarino ou transmitir sinais elétricos entre uma estrutura de superfície e o equipamento de poço submarino. Os cabos elétricos do umbilical submarino (3) podem ser usados para transmitir sinais ópticos entre uma estrutura de superfície e o equipamento de poço submarino.
[0011] O umbilical submarino (3) termina na cabeça de terminação do umbilical (2), onde as linhas de fluido e cabos do umbilical (3) são separados uns dos outros de maneira convencional.
[0012] O conjunto de terminação do umbilical submarino (1) também compreende uma unidade de distribuição elétrica e/ou óptica (4). A unidade de distribuição (4) compreende uma estrutura de base (5) e vários conectores elétricos e/ou ópticos (6) montados na estrutura de base (5). Cada conector elétrico (6) da unidade de distribuição (4) é conectado eletricamente a um cabo elétrico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2) e cada conector óptico da unidade de distribuição (4) é conectado opticamente a um cabo óptico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2). Os conectores (6) são configurados de maneira convencional para engatarem com cabos condutores flutuantes (flying leads) elétricos ou ópticos (não mostrado), por meio do qual a unidade de distribuição (4) está conectada ao equipamento de poço submarino desejado.
[0013] A cabeça de terminação do umbilical (2) é montada em um espaço (7) (consulte a Figura 7) fornecido dentro da estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4). A cabeça de terminação do umbilical (2) é preferencialmente posicionada centralmente dentro da estrutura de base (5). Na realização ilustrada, a cabeça de terminação do umbilical (2) é circularmente cilíndrica e acomodada em uma cavidade de formato correspondentemente (8) na estrutura de base (5), em que a estrutura da base (5) compreende uma parede interior cilíndrica (9) que delimita a dita cavidade (8) na direção radial e circunda a cabeça de terminação do umbilical (2). No exemplo ilustrado na Figura 7, a cabeça de terminação do umbilical (2) é aparafusada a um flange anular (10) da estrutura de base (5) fornecida na extremidade interna da cavidade (8). No entanto, a cabeça de terminação do umbilical (2) pode obviamente ser fixada na estrutura de base (5) de qualquer outra maneira adequada.
[0014] A estrutura da base (5) da unidade de distribuição (4) está circundada por um compartimento cilíndrico externo (11), o qual preferencialmente tem um formato de seção transversal.
[0015] Pelo menos alguns dos conectores (6) estão localizados em um espaço da unidade de distribuição (4) radialmente para fora da cabeça de terminação do umbilical (2). Na realização ilustrada, a unidade de distribuição (4) compreende várias terminações elétricas (12) (consulte a Figura 6) montada na estrutura de base (5), em que cada terminação elétrica (12) está conectada eletricamente a um cabo elétrico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2) e a um dos ditos conectores (6). As terminações elétricas (12) estão com vantagem localizadas em um espaço da unidade de distribuição (4) radialmente para fora da cabeça de terminação do umbilical (2). Por uma questão de clareza, alguns dos cabos elétricos (13) entre a cabeça de terminação do umbilical (2) e as terminações elétricas (12) e entre as terminações elétricas (12) e os conectores (6) são omitidos na Figura 6.
[0016] Uma seção de extremidade do umbilical submarino (3) pode ser circundada por um elemento de restrição curvo (14) que se estende ao longo da seção de extremidade e está fixo a um flange (15) (consulte a Figura 7) na extremidade traseira da cabeça de terminação do umbilical (2), por exemplo, por meio de um dispositivo de fixação (16). O elemento de restrição curvo (14) é configurado para reduzir a flexibilidade da seção de extremidade do umbilical submarino (3).
[0017] O conjunto de terminação do umbilical submarino (1) compreende uma parte central multifuro (17) e vários condutos de fluido (18) que se estendem entre a cabeça de terminação do umbilical (2) e a parte central multifuro (17), em que cada conduto de fluido (18) está em comunicação fluida com uma linha de fluido do umbilical submarino (3). Os condutos de fluido (18) se estendem através de uma passagem axial (19) (consulte a Figura 7) na estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4) e através de uma abertura (20) na extremidade dianteira da estrutura da base (5).
[0018] Na realização ilustrada, o conjunto de terminação do umbilical submarino (1) também compreende uma estrutura de base (21) e uma unidade deslizante (22) montada de maneira deslizante à estrutura de base (21). A estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4) é fixada à unidade deslizante (22) na extremidade traseira (22b) da mesma. No exemplo ilustrado, a estrutura de base (5) é fornecida com um flange de montagem anular (23) na sua extremidade frontal, e esse flange de montagem (23) é aparafusado em um flange correspondente (24) na extremidade traseira (22b) da unidade deslizante (22) para fixar assim a estrutura de base (5) à unidade deslizante (22). Os condutos de fluido acima mencionados (18) se estendem axialmente através da unidade deslizante (22).
[0019] A parte central multifuro (17) é fixada à unidade deslizante (22) na extremidade dianteira (22a) da mesma de modo a ser axialmente móvel em relação à estrutura de base (21) juntamente com a unidade deslizante (22). A parte central multifuro (17) é configurada para se engatar com uma parte central correspondente (não mostrado) de um aparelho submarino.
[0020] O conjunto de terminação do umbilical submarino (1) também compreende uma unidade de atuação (não mostrado), que é configurado para atuar entre a estrutura de base (21) e a unidade deslizante (22) e por meio do qual a unidade deslizante (22) pode ser empurrada para a frente axialmente em relação à estrutura de base (21).
[0021] Na realização ilustrada, a estrutura de base (21) do conjunto de terminação do umbilical submarino (1) compreende uma estrutura de base inferior (25) e uma luva de suporte (26) montada à estrutura de base (25), enquanto que a unidade deslizante (22) compreende um corpo tubular (27) e uma placa de fixação vertical (28) rigidamente montada ao corpo tubular (27) na extremidade dianteira do mesmo. O corpo tubular (27) é recebido de forma deslocável na dita luva de suporte (26). O corpo tubular (27) se estende através da luva de suporte (26) e é axialmente deslocável em relação à luva de suporte (26) por meio da unidade de atuação mencionada acima.
[0022] A unidade de atuação mencionada acima pode compreender um dispositivo de curso sob a forma de um cilindro hidráulico (não mostrado) configurado para atuar entre a luva de suporte (26) e o corpo tubular (27) da maneira ilustrada na patente US 2014/0103636 A1, o conteúdo da qual sendo incorporado ao presente pedido como referência. O cilindro hidráulico compreende uma parte de cilindro, um pistão de forma deslocável recebido dentro da parte do cilindro e uma haste de pistão fixada ao pistão. A estrutura de base (21) compreende um primeiro suporte (29) ao qual a parte do cilindro é fixável, enquanto que a unidade deslizante (22) compreende um segundo suporte (30) a qual a haste do pistão é fixável. No exemplo ilustrado, o primeiro suporte (29) é montado na luva de suporte (26), enquanto que o segundo suporte (30) forma parte da placa de fixação (28) fornecida na extremidade dianteira do corpo tubular (27).
[0023] A estrutura de base (21) do conjunto de terminação do umbilical submarino (1) é conectável a uma plataforma de atracação (não mostrado) de uma estrutura de apoio submarina sendo abaixada sobre a dita plataforma de atracação de modo a vir contra ela. A estrutura de base (21) do conjunto de terminação do umbilical submarino (1) é fornecida com meios de guia configurados para cooperar com correspondentes meios de guia na estrutura de apoio submarina de modo a orientar a estrutura de base (21) em uma posição correta em relação à plataforma de atracação da estrutura de apoio submarina quando o conjunto de terminação do umbilical submarino (1) é abaixado e colocado em contato com a plataforma de atracação. Estes meios de guia podem, por exemplo, ser dos tipos divulgados em mais detalhes na patente US 2014/0103636 A1. O conjunto de terminação do umbilical submarino (1) tem a intenção de ser abaixado no mar, por exemplo, a partir de uma embarcação de superfície, barcaça ou plataforma, embora suspenso em um gancho de guindaste de um dispositivo de içamento através de fios de levantamento (não mostrado) anexados ao conjunto de terminação do umbilical submarino (1).
[0024] A invenção não é, de qualquer maneira, restrita às realizações descritas acima. Pelo contrário, muitas possibilidades para modificações das mesmas serão aparentes para um técnico no assunto sem se afastar da ideia básica da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas.
Claims (14)
1. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), que compreende: uma cabeça de terminação do umbilical (2) fixada à extremidade de um umbilical submarino (3) dotado de uma pluralidade de cabos elétricos e/ou ópticos; um compartimento cilíndrico externo (11); e uma unidade de distribuição elétrica e/ou óptica (4) que compreende: uma estrutura de base (5), a estrutura de base (5) compreendendo uma parede interior cilíndrica (9) e uma cavidade cilíndrica interior (8) delimitada radialmente pela parede interior cilíndrica (9), e vários conectores (6) montados na estrutura de base (5), em que cada conector (6) é configurado para ser eletricamente conectado a um cabo elétrico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2) ou opticamente conectado a um cabo óptico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2), caracterizado pela cabeça de terminação do umbilical (2) ser montada na cavidade cilíndrica interior (8) da estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4) e o compartimento cilíndrico externo (11) é montado sobre a unidade de distribuição (4), de modo que a cabeça de terminação do umbilical (2), a unidade de distribuição (4) e o compartimento cilíndrico externo (11) sejam todos coaxiais entre si.
2. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo compartimento externo (11) ser cilíndrico.
3. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela cabeça de terminação do umbilical (12) ter um formato de seção transversal circular.
4. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela cabeça de terminação do umbilical (2) estar centralmente posicionada dentro da estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4).
5. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um ou mais dos conectores (6) estarem localizadas em um espaço da unidade de distribuição (4) radialmente para fora da cabeça de terminação do umbilical (2).
6. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de distribuição (4) compreender ainda várias terminações elétricas (12) montadas na estrutura de base (5), em que cada terminação elétrica (12) está conectada eletricamente a um cabo elétrico do umbilical submarino (3) através da cabeça de terminação do umbilical (2) e a um dos conectores (6).
7. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelas terminações elétricas (12) estarem localizadas em um espaço da unidade de distribuição (4) radialmente para fora da cabeça de terminação do umbilical (2).
8. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com qualquer a reivindicação 1, caracterizado pelo conjunto de terminação do umbilical submarino (1) compreender uma parte central multifuro (17) e vários condutos de fluido (18) que se estendem entre a cabeça de terminação do umbilical (2) e a parte central multifuro (17), em que cada conduto de fluido (18) está em comunicação fluida com uma linha de fluido do umbilical submarino (3).
9. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelos condutos de fluido (18) se estenderem através de uma passagem axial (19) na estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4).
10. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente: uma estrutura de base (21) e uma unidade deslizante (22) montada de maneira deslizante na estrutura de base (21), a unidade deslizante (22) tendo em uma extremidade dianteira (22a) e uma extremidade traseira oposta (22b); a estrutura de base (5) da unidade de distribuição (4) é fixada à unidade deslizante (22) na extremidade traseira (22b) da mesma e a parte central multifuro (17) é fixada à unidade deslizante (22) na extremidade dianteira (22a) da mesma; e os diversos condutos de fluido (18) se estendem axialmente através da unidade deslizante (22).
11. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela cabeça de terminação do umbilical (2) ser disposta coaxialmente com o compartimento externo (11).
12. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela cabeça de terminação do umbilical (2) ser fixada por pelo menos um prendedor a unidade de distribuição (4).
13. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela estrutura de base (5) incluir um flange anular (10) através do qual a cabeça de terminação do umbilical (2) é fixada pelo ao menos um prendedor.
14. CONJUNTO DE TERMINAÇÃO DO UMBILICAL SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos diversos conectores serem configurados para engatarem com condutores flutuantes de equipamento de poço submarino.
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