BR112017015606B1

BR112017015606B1 - Método de lançamento de tubulações em um leito marinho

Info

Publication number: BR112017015606B1
Application number: BR112017015606-7A
Authority: BR
Inventors: Geir Endal; Jens HAUGEN
Original assignee: Statoil Petroleum As
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2022-01-18
Also published as: GB2535717B; GB201503071D0; BR112017015606A2; AU2016224098A1; NO20171509A1; WO2016137332A1; RU2696157C2; CA2976748C; AU2016224098B2; GB2535717A; MX2017010782A; CA2976748A1; RU2017129702A3; US10520112B2; RU2017129702A; US20180010713A1

Abstract

método e aparelho para lançamento de tubulações. um aparelho é fixado a uma porção de uma tubulação 1, o aparelho compreendendo um elemento tensionador 2 e um elemento flutuador 3 fixado a uma porção média do elemento tensionador 2. quando o elemento flutuador 3 se encontra submerso, o empuxo do flutuador tensiona o elemento tensionador 2, e a tubulação 1 tomará o formato defletido esperado para seguir as depressões do leito marinho.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção se refere à tecnologia para tubulações.

ANTECEDENTES

[0002] Tubulações submarinas lançadas no leito marinho são normalmente embutidas em trincheiras ou lançadas de maneira descoberta sobre o leito marinho. No último caso, devido à topografia irregular do leito marinho e às depressões de superfícies, seções sem apoio podem ocorrer. Estas seções estão sujeitas a uma variedade de forças, as quais dependem de muitos fatores, tais como comprimento da seção, a distância entre a tubulação e o leito marinho, correntes, etc. Suporte adequado para estas seções sem apoio é comumente exigido com intuito de manter a sua estabilidade e de reduzir os riscos de fadiga material e dano devido à tensões.

[0003] Tecnologias existentes são baseadas no suporte das seções sem apoio através da mudança da topografia do leito marinho, por exemplo através do preenchimento com rochas/ ou entrincheiramento/ dragagem dos acostamentos, através de suportes discretos, ou uma combinação destes métodos. Tais ações possuem um alto custo associado, especialmente para longas seções sem apoio, ou para vãos onde existe uma distância significativa entre a depressão de fundo e a tubulação. Embarcações adicionais são também exigidas para realizar o trabalho de mitigação/retificação, o qual consome uma quantidade de tempo e recursos financeiros significativa.

[0004] A redução ou eliminação da necessidade de intervenção através do preenchimento de rochas convencional ou entrincheiramento é, portanto, altamente desejável.

[0005] O documento NO 314056 (B1) se refere a um método para lançamento de tubulações, o qual alcança uma expansão térmica controlável, limitado a certos ciclos de expansão, e, controlando, assim, a flexão descendente no plano vertical, este método também fornece possibilidades de adaptar o formato das tubulações à topografia do leito marinho com intuito de evitar o encurvamento ao longo de cumes e regiões de seção sem apoio sobre valas. A tubulação é inclinada através do uso do sistema de aumento de resistência na bobina da embarcação. Entretanto, este método é aplicável somente à tubulações instaladas através do sistema de lançamento por bobina.

SUMÁRIO

[0006] É um objetivo da presente invenção reduzir ou eliminar o uso de intervenções dos tipos de preenchimento de rochas/ ou entrincheiramento/ dragagem dos acostamentos das seções sem apoio.

[0007] A invenção fornece um novo método e aparelho para o lançamento de tubulações. O método compreende: fixar um elemento tensionador em pelo menos dois locais ao longo de uma porção de uma tubulação, e fixar um elemento flutuador ao elemento tensionador, onde a porção da tubulação em uso é defletida.

[0008] A porção da tubulação pode ser uma seção, a qual não se apoia devido a uma superfície de depressão.

[0009] O elemento tensionador pode ser fixado à tubulação através de fixadores. A fixação pode ocorrer no navio de lançamento, localizada nos pontos da tubulação onde serão lançados sobre a área sem apoio.

[0010] O elemento flutuador pode ser fixado a uma seção média do elemento tensionador.

[0011] O elemento flutuador pode ser fixado ao elemento tensionador no navio de lançamento, ou durante a preparação para ser transbordado, ou abaixo d'água.

[0012] O elemento flutuador pode ser fixado ao elemento tensionador através de um elemento de conexão. Deve ser fornecido um elemento de controle de deslocamento entre o elemento tensionador e a tubulação. O elemento de conexão e o elemento de controle de deslocamento podem formar um único elemento.

[0013] De acordo com outra modalidade, o elemento flutuador pode estar disposto no leito marinho. O elemento flutuador pode estar ancorado ao leito marinho através de um elemento de ancoragem através de um elemento de peso. O elemento de peso pode ser um peso moita.

[0014] O elemento flutuador pode estar fixado ao elemento tensionador através do engate de um elemento de gancho com o elemento tensionador. Isto pode ser realizado através de um veículo remotamente operado (ROV).

[0015] Deve ser fornecido um elemento de controle de deslocamento entre o elemento flutuador e a tubulação. O ROV pode ser utilizado para liberar o elemento flutuador.

[0016] De acordo com a modalidade adicional, é fornecido um método em que um elemento tensionador pode ser fixado ao longo da tubulação com uma curvatura residual local, e um elemento flutuador pode ser fixado ao elemento tensionador, onde uma porção da tubulação em uso é defletida. O elemento tensionador pode ser fixado à seção de curvatura residual da tubulação.

[0017] É fornecido, também, um aparelho para lançamento de tubulação, o aparelho compreende: um elemento tensionador para fixação ao longo de uma porção de uma tubulação em pelo menos dois locais e um elemento flutuador, e um elemento de conexão para conectar o elemento flutuador ao elemento tensionador, onde uma porção de uma tubulação em uso é defletida.

[0018] O elemento tensionador pode ser um fio, um cabo, uma corda, uma haste ou similar e pode ser fixado à tubulação através de fixadores.

[0019] De acordo com um outro aspecto da invenção, o aparelho pode compreender, ainda, um elemento de peso para ancorar o elemento flutuador ao leito marinho. O elemento de peso pode ser um peso moita.

[0020] Deve ser fornecido pelo menos um elemento de controle de deslocamento entre o elemento tensionador e o elemento flutuador.

[0021] O aparelho pode, ainda, compreender um elemento de gancho para fixar o elemento flutuador ao elemento tensionador. Vários objetos, características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais claros a partir da descrição detalhada das modalidades preferidas da invenção, em conjunto com as figuras em anexo.

FIGURAS

[0022] Modalidades da invenção serão agora descritas com referência às figuras em anexo, as quais:

[0023] Figura 1 - Mostra uma tubulação não apoiada sem o aparelho.

[0024] Figura 2 - Mostra uma vista lateral esquemática e um aparelho de acordo com uma modalidade.

[0025] Figura 3 - Mostra uma vista lateral de uma seção de tubulação incluindo um elemento tensionador fixado através de fixadores de acordo com uma modalidade.

[0026] Figura 4 - Mostra uma vista lateral de uma tubulação, guindaste e navio de lançamento em uso com o aparelho de acordo com uma modalidade.

[0027] Figura 5 - Ilustra uma tubulação lançada sobre uma depressão incluindo um aparelho de acordo com uma modalidade.

[0028] Figura 6 - Mostra um arranjo de elemento flutuador de acordo com outra modalidade conforme disposta no fundo de uma depressão.

[0029] Figura 7 - Mostra uma vista esquemática do arranjo de elemento flutuador com uma tubulação lançada ao lado do conjunto de elemento flutuador.

[0030] Figura 8A - Mostra uma vista lateral esquemática de um aparelho de tubulação de acordo com uma modalidade durante o lançamento sobre uma depressão.

[0031] Figura 8B - Mostra uma vista lateral esquemática de uma tubulação incluindo o aparelho de acordo com uma modalidade após o lançamento sobre uma depressão.

[0032] Figura 9 - Ilustra o deslocamento do aparelho de acordo com a modalidade apresentada nas figuras 6 a 8.

[0033] Figura 10 - Ilustra o aparelho e uma seção de tubulação após o deslocamento.

[0034] Figura 11 - Mostra uma seção de tubulação lançada de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0035] Método e aparelho para impedir o surgimento de seções de tubulação sem apoio devido à curvatura adicionada são ilustrados nas figuras em anexo. Conforme ficará claro a partir da discussão a seguir, a tubulação 1 é defletida durante um processo de lançamento de tubulação exemplificativo através da fixação do aparelho a uma porção da tubulação 1. A figura 1 ilustra uma tubulação 1 com seções sem apoio e sem o suporte do aparelho. A figura 2 apresenta um elemento tensionador 2 fixado (tipicamente próximo a porções de extremidade do elemento tensionador) em dois locais em uma seção da tubulação. Os dois locais de fixação são suficientemente espaçados com intuito de garantir que o elemento tensionador 2 seja tracionado propriamente ao longo da seção de tubulação conforme mostrado na figura 3. Um elemento flutuador 3 é fixado ao elemento tensionador 2 através de um elemento de conexão 5a. O elemento flutuador 3 é utilizado para criar tensão no elemento tensionador fixado 2 na tubulação 1, onde a tubulação 1 é forçada a defletir mais do que no caso contrário, onde o método não é utilizado, ou a partir de qualquer outro meio ou método. O novo formato defletido aparece uma vez que o elemento flutuador 3 fixado à na porção de tubulação 1 é submergido. Esta deflexão é ilustrada na figura 2. Quando em posição na localização de depressão, e seguindo a deflexão da tubulação, o elemento flutuador é liberado. A deflexão da tubulação impede o surgimento de seções irregulares ao permitir que a tubulação siga o formato das depressões de superfície.

[0036] O elemento tensionador 2 pode ser um elemento alongado tal como um fio ou um cabo. Se o elemento tensionador é um elemento rígido, este pode ser formado de duas partes, conectadas através de uma dobradiça ou similar, possibilitando a flexão do elemento tensionador.

[0037] A figura 3 mostra um elemento tensionador 2 fixado à tubulação através de fixadores 4. Conforme mostrado na figura, o elemento tensionador 2 pode ser fixado à tubulação 1 em pelo menos dois pontos através de fixadores 4 ao longo de uma porção da tubulação 1. Os fixadores 4 são convencionalmente separados por um comprimento aproximadamente igual ao comprimento de uma depressão sobre a qual a porção deve ser lançada. Será verificado por uma pessoa versada na técnica que o elemento tensionador 2 pode ser fixado à tubulação através de qualquer tipo de meio conveniente.

[0038] O elemento tensionador 2 pode ser fixado no navio de lançamento, e localmente na tubulação onde a tubulação 1 será lançada sobre a depressão.

[0039] Em uma modalidade, um elemento flutuador 3 pode ser fixado ao elemento tensionador 2 no navio de lançamento, ou de forma alternativa, durante a preparação para transbordo. O elemento flutuador, entretanto, também pode ser fixado ao elemento tensionador de forma submarina, caso seja necessário.

[0040] Na modalidade mostrada nas figuras 4 e 5, o elemento flutuador 3 é fixado ao elemento tensionador 2 em uma porção média da tubulação através de um elemento de conexão 5a. Adicionalmente, um elemento de controle de deslocamento 5b conecta o elemento flutuador 3 à tubulação 1. O elemento de controle de deslocamento é utilizado para controlar/limitar a magnitude de deflexão do elemento tensionador (e, portanto, a deflexão da seção da tubulação) caso necessário. O elemento de controle de deslocamento 5b fornece uma maneira de controlar o grau de deflexão da seção de tubulação e é opcional. O elemento de conexão 5a e o elemento de controle de deslocamento 5b podem, convenientemente, ser formados a partir de um elemento único anexado, de maneira fixa, ao elemento tensionador 2 em um ponto ao longo do comprimento do elemento único.

[0041] A figura 4 mostra o lançamento de uma tubulação a partir de um navio de lançamento com o aparelho fixado. Durante o transbordo do navio de lançamento, o elemento flutuador 3 é suspenso por um guindaste do navio 6 e liberado do guindaste 6 quando submerge na água. Quando submerso, o empuxo do flutuador irá tensionar o elemento tensionador 2, e a tubulação tomará o formato defletido esperado, transferindo a tensão de lançamento geral da tubulação localmente para o elemento tensionador 2 entre os fixadores 4. Isto é ilustrado na figura 5.

[0042] Quando a tubulação 1 foi lançada sobre a área de depressão com um comprimento suficiente superior à área de depressão, o elemento flutuador 3 pode ser, preferencialmente, liberado a partir de um veículo remotamente operado (ROV) e recuperado. Comprimento suficiente superior à área de depressão é exigido para obter atrito suficiente para manter a deflexão da tubulação esperada na região sem apoio. O elemento tensionador 2, o elemento conector 5a e o elemento de controle de deslocamento 5b podem também ser recuperados, caso seja necessário.

[0043] Em outra modalidade da invenção, ilustrada pelas figuras 6 a 11, o elemento flutuador 1 pode ser pré-instalado no leito marinho, em uma depressão onde a região sem apoio é considerada, o elemento flutuador sendo mantido em uma posição controlada a partir de um elemento de peso 11.

[0044] Nesta modalidade, o elemento flutuador 3 pode formar parte de um arranjo de flutuadores conforme mostrado na figura 6.

[0045] O arranjo de flutuadores inclui: um elemento flutuador 3; um elemento de ancoragem 8; um elemento de controle de deslocamento 9; um elemento de conexão na forma de um elemento de gancho 10; um elemento de peso na forma de um peso moita 11; em que o elemento flutuador 3 é ancorado ao leito marinho através de um elemento de ancoragem 8 fixado ao peso moita 11.

[0046] Em uma modalidade, o elemento flutuador 3 é ancorado ao peso moita 11 através do elemento de ancoragem 8. O elemento de gancho 10 inclui um gancho ou uma ferramenta de engate alternativo para engate com o elemento tensionador 2.

[0047] Com referência à figura 7, 8A e 8B, a seção de tubulação é lançada sobre o local de depressão, o mais próximo possível do elemento flutuador.

[0048] Conforme mostrado na figura 9, quando a seção de tubulação 1 foi lançada, ou quando está para ser lançada sobre a região sem apoio, o elemento flutuador 3 é acionado através de um elemento de corte de ancoragem 8 e engatado no elemento de gancho 10 com o elemento tensionador 2. Convenientemente, isto é realizado através de um veículo submerso remotamente operado (ROV) após o navio de lançamento ter concluído seu lançamento. A trajetória ascendente do elemento flutuador 3 é restringida pelo elemento de controle de deslocamento 9 conectado entre o peso moita e o elemento flutuador.

[0049] Conforme ilustrado na figura 10, após o engate do elemento de gancho 10 com o elemento tensionador 2 através do ROV 7, o elemento tensionador 2 é tensionado, e a deflexão da tubulação 1 fixada ocorre. Como um resultado, a tubulação 1 sem apoio é forçada a defletir ainda mais em direção ao fundo da depressão, reduzindo ou eliminando a necessidade de/ou a quantidade de intervenções necessárias.

[0050] Conforme o duto é defletido em direção à área de depressão, a lacuna entre o duto e a tubulação se reduz. A extensão do rebaixamento pode ser controlada através da trajetória permitida e determinada do elemento flutuador 3 através do elemento de controle de deslocamento 9. Desta forma, o elemento de controle de deslocamento pode ser utilizado para controlar/limitar a magnitude da deflexão da tubulação 1.

[0051] O processo de lançamento de dutos pode ser concluído, e comprimento suficiente superior à área de depressão pode ser lançado com intuito de obter força de atrito adequada para a tubulação com intuito de manter a deflexão sem apoio desejada. O elemento flutuador 3 pode, portanto, ser totalmente liberado do elemento de peso através do corte do elemento de controle de deslocamento 9. Isto pode ser alcançado, preferencialmente, através de um ROV 7. O elemento tensionador 2, e os elementos de controle de deslocamento 8, 9 podem permanecer em suas posições ou podem ser recuperados por um ROV 7, caso seja necessário.

[0052] A invenção é também aplicável para tubulações instaladas tanto através do sistema de lançamento por bobina, como lançamento em "J", lançamento em "S" e transbordo.

[0053] Em uma modalidade adicional, o aparelho pode ser implementado em uma tubulação com curvatura residual local, tal como descrito no documento NO314056 (B1). Através da fixação de elementos de tensionamento 2 ao longo de uma tubulação na seção de curvatura residual local, e então fixando o elemento flutuador 3 ao elemento tensionador 2, adicionalmente uma folga da tubulação na região sem apoio pode ser criada.

[0054] De maneira alternativa, ainda mais deflexão pode ser obtida através dos métodos descritos, podendo ser alcançada através da adição de peso externo à tubulação no local sem apoio.

[0055] A invenção pode tipicamente ser de interesse para aplicação em regiões com depressões particularmente grandes (ou seja, com longos comprimentos e grandes distâncias entre os pontos de depressão de fundo e pontos de apoio da tubulação (lacunas)) as quais, caso contrário, teriam demanda de intervenções extensivas através do preenchimento de rochas e/ou entrincheiramento.

[0056] A invenção pode, em alguns casos, permitir também a otimização/redução do comprimento de rota da tubulação e, portanto, do comprimento de tubulação real. Desafios de projetos com leitos marinhos particularmente irregulares, tipicamente áreas com escoramento de pesadas pedras de gelo, poderiam ser re-mapeadas para minimizar a intervenção convencional.

[0057] Será verificado por pessoas versadas no estado da técnica que diversas modificações podem ser realizadas sobre as modalidades descritas acima sem afastamento do escopo da presente invenção.

Claims

1. Método de lançamento de tubulações em um leito marinho, caracterizado pelo fato de compreender: fixar pelo menos um elemento tensionador (2) a uma tubulação (1), em que cada elemento tensionador (2) é conectado a dois locais definindo uma porção de uma tubulação (1); fixar um elemento flutuador (3) ao dito pelo menos um elemento tensionador a uma porção do dito pelo menos um elemento tensionador (2) entre dos ditos dois locais; em que a porção da tubulação (1) é uma porção a qual em uso induz uma depressão na superfície do leito marinho, pelo que a dita porção da tubulação (1) em uso é defletida nessa depressão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do elemento tensionador (2) ser fixado à tubulação (1) através de fixadores (4).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do elemento tensionador (2) ser fixado durante o lançamento da tubulação na embarcação de lançamento.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser fixado em uma seção média do elemento tensionador (2).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser fixado ao elemento tensionador (2) de acordo com qualquer um dentre: i) na embarcação de lançamento; ii) durante a preparação para transbordo iii) de maneira submersa.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser fixado ao elemento tensionador (2) através de um elemento de conexão.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de ser fornecido um elemento de controle de deslocamento (5b; 9) entre o elemento tensionador (2) e a tubulação (1).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do elemento de conexão (5a) e o elemento de controle de deslocamento (5b; 9) formarem um elemento único.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, antes da fixação do elemento tensionador (2), o elemento flutuante (3) está disposto no leito marinho.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser ancorado ao leito marinho através de um elemento de ancoragem (8) através de um elemento de peso (11).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do elemento de peso (11) ser um peso moita.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser fixado ao elemento tensionador (2) através do engate de um elemento de gancho (10) ao elemento tensionador (2).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de ser provido um elemento de controle de deslocamento (5b; 9) entre o elemento flutuador (3) e a tubulação (1).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser fixado ao elemento tensionador (2) através do uso de um veículo submarino (7) operado remotamente (ROV).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato do elemento flutuador (3) ser liberado através do uso de um veículo submarino (7) operado remotamente (ROV).

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato que a tubulação (1) tem curvatura residual local.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do elemento tensionador (2) ser fixado à seção de curvatura residual local.