BR112017021677B1

BR112017021677B1 - Método de instalação de uma tubulação de fluxo submarina aquecível eletricamente

Info

Publication number: BR112017021677B1
Application number: BR112017021677-9A
Authority: BR
Inventors: Eskil Hoyvik
Original assignee: Subsea 7 Norway As
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2021-09-21
Also published as: EP3280940B1; AU2016245945A1; US20180066770A1; GB2537360B; GB201506134D0; EP3280940A1; BR112017021677A2; GB2537360A; AU2016245945B2; WO2016162447A1; US10180200B2

Abstract

método de instalação de uma tubulação de fluxo submarina aquecível eletricamente e tubulação de fluxo submarina aquecível eletricamente do mesmo. a presente invenção refere-se a um método de instalação de uma tubulação de fluxo submarina eletricamente aquecível (16) que compreende o lançamento da tubulação de fluxo (16) com pelo menos um cabo de energia elétrica (28, 30) preso em relação de reforço. após aterrar a tubulação de fluxo (16) com o cabo preso ao cabo de reforço (28, 30) no fundo do mar, uma porção de extremidade livre do cabo (28, 30), ou cada uma delas, tendo um comprimento maior do que a profundidade da água, é liberada da tubulação de fluxo. isso permite que uma extremidade livre do cabo (28, 30), ou cada uma deles, seja recuperada à superfície para ser unida a um ou mais condutores de fornecimento de energia. após abaixar o cabo (28, 30), ou cada um deles, os condutores, ou cada um deles, conectados abaixo da superfície, a porção de extremidade livre do pelo menos um cabo é reconectada à tubulação de fluxo (16) no fundo do mar em relação de reforço. para realizar o método, um conjunto de tubulação de fluxo submarina compreende fixadores submarinos-liberáveis (66) espaçados ao longo do cabo (28, 30) e a tubulação de fluxo 16) para acoplar pelo menos uma porção de extremidade do cabo (28, 30) liberavelmente à tubulação de fluxo (16).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um a tubulações submari nas que são aquecidas para garantia de fluxo. Mais especificamente, a invenção relaciona-se com a instalação de oleodutos submarinos equipados com sistemas elétricos de aquecimento, ou seja, sistemas elétricos de aquecimento direto, sistemas de aquecimento elétrico indiretos.

[002] Oleodutos submarinos são utilizados como “tie-backs” para o transporte de petróleo bruto e/ou gás natural de uma cabeça de poço submarino através do fundo do mar no caminho até a superfície. Normalmente, em localizações offshore, o óleo e/ou o gás flui para cima de uma coluna de ascensão do fundo do mar até a superfície para passar por tratamento e armazenamento temporário em uma instalação de superfície.

[003] Óleo e gás estão presentes em formações subterrâneas, a uma temperatura e pressão elevadas, que podem ser aumentadas por meio da injeção de fluidos, tais como vapor. Na produção de óleo ou gás, o fluido produzido emerge da cabeça do poço e entra em um oleoduto submarino em um estado de multifase.

[004] Durante o transporte subsequente ao longo do oleoduto, a temperatura e pressão do fluido produzido têm de ser mantidas sufici-entemente elevadas para assegurar uma taxa de fluxo suficiente através do fundo do mar e da coluna de ascensão. Em particular, são tomadasvárias medidas para assegurar que a temperatura interna do oleoduto permanece alta apesar da troca térmica com a água do mar circundante, a qual é invariavelmente mais fria.

[005] A baixa temperatura aumenta a viscosidade do fluido pro duzido e promove a precipitação de materiais de fase sólida, ou seja, ceras e asfaltenos em petróleo bruto e hidratos em gás natural. Esses materiais de fase sólida tendem a se depositar na parede interna do oleoduto e, eventualmente, podem causar obstruções, o que irá interromper a produção. Além do alto custo da produção perdida, obstruções são difíceis e caras para remover e pode até mesmo cortar o oleoduto.

[006] Além disso, um campo de óleo ou gás deve. Ocasionalmen te, ser desligado para manutenção. Quando a produção reiniciar, a temperatura dentro do oleoduto deve ser aumentada rapidamente para que não se formem obstruções.

[007] Os desafios do gerenciamento térmico aumentam à medi da que os oleodutos submarinos se tornam mais longos. A este respeito,há uma tendência para mais tie-backs visto que reservas de petróleo e gás estão sendo exploradas em locais cada vez mais desafiadores.

[008] Os projetistas de oleodutos submarinos adotaram ambas as abordagens, passiva e ativa para gerenciamento térmico, quer individualmente ou em combinação.

[009] Nos sistemas de gerenciamento de energia passivos, o oleoduto é isolado termicamente para reter o calor no oleoduto. Por outro lado, os sistemas ativos de gerenciamento térmico adicionam calor ao oleoduto. Por exemplo, o calor pode ser adicionado por permutatérmica com os fluidos quentes que circulam ao longo ou em torno do oleoduto. Em uma abordagem alternativa, o calor pode ser adicionado por sistemas elétricos de aquecimento.

[0010] Um exemplo de um sistema de aquecimento elétrico é um sistema de aquecimento de rastreio que compreende fios elétricos re- sistivos que correm ao longo e em contato térmico com a superfície exterior de um tubo de oleoduto de aço. Esta é uma solução de aquecimentoelétrico indireto porque o calor produzido pela passagem de uma corrente elétrica ao longo dos fios é realizado em primeiro lugar dos fios para a parede do tubo e, em segundo lugar, através da parede do tubo para o fluido produzido que circula dentro da tubulação de fluxo.

[0011] Em modalidades preferenciais a serem descritas, a presen te invenção está particularmente relacionada com um outro exemplo de um sistema de aquecimento elétrico, nomeadamente um sistema de aquecimento elétrico direto (DEH). Em um sistema DEH, o próprio tubo de fluxo serve como uma impedância eletricamente condutora que transporta uma corrente elétrica alternada como parte de um circuitomonofásico. A corrente alternada aquece a parede da tubulação de fluxo por uma combinação de efeitos Joule e de revestimento, que, por sua, aquece o fluido produzido. O sistema é assim chamado porque a parede da tubulação de fluxo de aço é aquecida diretamente pela corrente que circula através dela. A temperatura do fluido produzido, portanto, pode ser controlada variando aquela corrente.

[0012] Com referência à Figura 1 dos desenhos, um sistema DEH extrai energia elétrica de uma fonte de alimentação em uma instalação de superfície 12, como um FPSO (uma unidade de produção, armazenamento e descarga flutuante) ou uma plataforma. A instalação de superfície 12 é exemplificada aqui como FPSO cujas amarras foram omitidas para maior clareza. Para facilitar a ilustração, a profundidade da água é mostrada muito reduzida.

[0013] O documento WO 2007/011230 também descreve um exemplo de um sistema DEH.

[0014] A título de ilustração, o fornecimento de energia, tipicamen te,será classificado para proporcionar o sistema DEH 10, com cerca de 1200-1500 amperes de corrente em uma queda de tensão em torno de 2.0 - 4,0 kV, Os desafios de manuseamento dessas altas correntes e tensões no ambiente submarino serão evidentes para o leitor espe- cializado.

[0015] Os sistemas DEH são cargas elétricas muito grandes que normalmente podem ter uma demanda de energia de 51 MW a 10MW, dependendo do comprimento da tubulação de fluxo que são projetadas para aquecer. A demanda de energia também vai depender de se o oleoduto está sendo reaquecido para correção ou a temperatura do fluido produzido está simplesmente sendo mantida.

[0016] Pelo menos uma linha de energia, tal como uma coluna de ascensão umbilical 14 pendente da instalação de superfície 12 para ligação com o sistema de DEH 10 de uma tubulação de aço 16 no fundo do mar 18 por meio de uma caixa de junção submarina 20. No total, pelo menos dois condutores alongados se estendem da instalação de superfície 12 para o sistema DEH 10. Em uma disposição de um único núcleo, cada condutor pode ser colocado em uma coluna de ascensão umbilical individual. Em alternativa, como mostrado, dois ou mais condutores podem ser combinados em uma única coluna de ascensão umbilical 14 em uma disposição de núcleo duplo ou multinúcleos, em que os condutores são espaçados por espaçadores isolantes.

[0017] O documento GB 2437161 descreve um cabo de alimenta ção elétrico de núcleo duplo para utilização como coluna de ascensão em um sistema DEH.

[0018] A, ou cada, coluna de ascensão umbilical 14 tem uma bai nha isolante exterior e é blindada para resistir às tensões dinâmicas causadas por ação das ondas ou correntes de maré experimentadas na coluna de água entre a superfície 22 e o fundo do mar 18. Uma coluna de ascensão umbilical 14 também pode conter uma ou mais linhas de fluido ou cabos de fibra óptica, sendo a primeira para transportar fluidos de serviço para e da tubulação de fluxo 16 e o último sendo para transportar dados para e da tubulação de fluxo 16.

[0019] O sistema DEH 10 está instalado em uma seção eletrica- mente isolada da tubulação de fluxo 16. Essa seção isolada pode ter vários quilómetros de comprimento, potencialmente dezenas de quilômetros de comprimento. A tubulação de fluxo 16 pode, por exemplo, ser fabricada em alto mar, e colocada a partir de um navio de instalação utilizando técnicas de J-lay ou S-lay. Nessas técnicas, as juntas de tubos de aço são soldadas sucessivamente em juntas de campo a uma extremidade superior de uma coluna de tubos que se prolonga como uma catenária em direção ao fundo do mar a partir de um meca-nismo de suspensão ou sistema tensor do navio. As soldaduras são testadas e as juntas de campo são revestidas antes de cada nova seção da coluna de tubos ser lançada ao mar. A tubulação de fluxo 16 também pode ser colocada em operações de colocação de rolos, em que um tubo é pré-fabricado a partir de juntas de tubos de aço em uma base de apoio costeira, que um navio de colocação de rolos visita para carregamento. Na base de apoio, o tubo é enrolado em um rolo transportado pelo navio. Durante a subsequente colocação de tubos offshore, o tubo é desenrolado do carretel, endireitado e lançado ao mar.

[0020] Um dos condutores alongados na coluna de ascensão um bilical 4 está ligado eletricamente à tubulação de fluxo 16 por uma primeira placa de conexão 24 perto de uma extremidade da seção isolada. Outro dos condutores alongados está ligado eletricamente à tubulação de fluxo 16, por uma segunda placa de conexão 26 perto da extremidade oposta e da seção isolada. Desta forma, a parede da tubulação de fluxo 16 serve como um condutor para completar um circuito elétrico que também contém ambos os condutores alongados e a fonte de alimentação da instalação da superfície 12.

[0021] Em sistemas DEH práticos, a estrutura física do circuito elé tricoé mais complexa. Por exemplo, não é prático que os condutores alongados na coluna de ascensão umbilical 14 sejam conectados diretamente aos respectivos pontos de conexão na tubulação de fluxo 16. Em vez disso, um desses condutores está ligado ao primeiro ponto 24 de conexão a uma ‘extremidade próxima’ da tubulação de fluxo 16 através de um cabo alimentador intermédio 28. O outro destes condutoresestá ligado ao segundo ponto 26 de conexão, na extremidade afastada oposta da tubulação de fluxo 16 através de uma linha de retornointermediária ou DEH cabo 30 que se estende ao longo da tubulação de fluxo 16 uma disposição da extremidade mais próxima para a extremidade remota no arranjo em paralelo de âncora de reforço. O cabo DEH 30 está ligado à tubulação de fluxo 16 por meios de fixação 32 espaçados a intervalos ao longo do comprimento da tubulação de fluxo 16. Esses meios de fixação 32 podem compreender grampos, braçadeiras ou cintas.

[0022] Piggybacking é um termo de técnica na indústria de petró leo e gás submarina e é bem conhecido pelo leitor especializado. Onde elementos alongados, tais como tubos ou cabos devem seguir o mesmo percurso submarino, pode ser benéfico instalar os elementos simultaneamente. Isto é geralmente conseguido por uma técnica de reforço (piggyback) em que um ou mais elementos secundários estão ligados por uma sucessão de meios de fixação a um elemento primário em um navio de colocação de tubos e os elementos são então lançados em conjunto em paralelo em direção ao fundo do mar.

[0023] O documento GB 2492838 descreve uma braçadeira de reforço para fixar permanentemente dois elementos de tubo alongados juntos em relação encapsulada. O EP 2703702 descreve uma braçadeira sobreposta para a montagem de um cabo em um oleoduto.

[0024] GB 2394522 descreve um método para lançar tubulações de reforço de um navio.

[0025] Piggybacking é mais comumente utilizado para a instalação de dois ou mais elementos de tubo alongados ao longo da mesma rota submarina, como um tubo primário de diâmetro maior de transporte de hidrocarbonetos e um tubo secundário de diâmetro menor para trans-portarágua, gás ou produtos químicos usados para produzir hidrocar- bonetos. Sabe-se também que um elemento secundário de reforço não necessita ser um tubo para o transporte de líquidos, mas pode na verdade ser um cabo para transportar energia ou dados. O elemento secundário reforçado será geralmente de diâmetro muito menor que o elemento primário no qual ele é colocado como reforço.

[0026] Não é prático isolar o sistema de DEH 10 eletricamente da água do mar circundante 10, não menos importante porque os ânodos sacrificiais são geralmente fornecidos na tubulação de fluxo 16 para proteção contra a corrosão. Por conseguinte, o sistema de DEH 10 está ligado eletricamente à água do mar circundante por matrizes 34 de ânodos sacrificiais adicionais montados na tubulação de fluxo 16. As matrizes 34 tipicamente se estendem por cerca de cinquenta metros de ambos os lados de cada ponto de ligação 24, 26 para definir as zonas de transferência correntes. Segue-se que o circuito elétrico incluinão apenas a tubulação de fluxo 16, mas também a água do mar que circunda a tubulação de fluxo 16 entre as zonas de transferência correntes. Assim, o cabo DEH 30 serve como um condutor dianteiro enquanto a tubulação de fluxo 16 e a água de mar circundante servem em paralelo como um condutor de retorno. A corrente de retorno pode, por exemplo, dividir em relação de cerca de 70:30 entre a tubulação de fluxo 16 e a água do mar.

[0027] A coluna de ascensão umbilical 14 não é adequada para servir como o cabo DEH 30 por causa de sua seção transversal volumétricae sua blindagem. Em particular, os problemas eletromagnéticos significam que é importante minimizar a distância radial entre o cabo DEH 30 e a tubulação de fluxo 16 subjacente, a fim de minimizar o consumo de energia. Da mesma forma, blindar o cabo DEH 30 não é desejável porque qualquer metal interposto entre o cabo DEH 30 e a tubulação de fluxo 16 prejudicará a eficiência.

[0028] A ausência de blindagem no cabo DEH 30 torna o mesmo vulnerável ao alongamento, abrasão e esmagamento durante e após a instalação. Em vista desta vulnerabilidade, é preferido utilizar a tubulação de fluxo 16 para proteger o cabo DEH 30 durante a instalação de um navio de instalação, lançando o cabo DEH 30 já ligado à tubulação de fluxo 16 em uma disposição reforçada em paralelo. Isso será explicado adicionalmente com referência à Figura 2 dos desenhos.

[0029] Será evidente que as ligações elétricas têm que ser feitas na caixa de junção submarina 20 entre o cabo de alimentação 28, o cabo DEH 30 e os respectivos condutores associados no coluna de ascensão umbilical 14. Todas estas ligações têm de lidar com grandes correntes e tensões elevadas e têm de ser isoladas da água do mar para evitar a perda de potência inaceitável.

[0030] A descrição acima exemplifica um sistema em laço fecha do. Um sistema em circuito aberto é também possível em que a energia elétrica é fornecida a uma extremidade da tubulação de fluxo 16 e a água do mar circundante sozinha serve como a linha de retorno. Nesse caso, o cabo DEH 30 pode ser omitido.

[0031] Outro tipo de sistema DEH em circuito fechado emprega o tubo externo de um sistema de tubo em tubo (PiP) como um condutor de retorno em vez de um cabo DEH. A estrutura de PIP também proporciona uma gestão térmica e passiva em virtude da sua coroa circular de isolamento entre o tubo externo e um tubo interno que serve como uma tubulação de fluxo.

[0032] A ligação elétrica dos cabos para à tubulação de fluxo e de seções sucessivas de cabos 15 é um problema, porque o risco de penetração de água nas interfaces é alto. Os conectores umedecíveis acopláveis ou os conectores submarinos, como os descritos em US 8734026, não são satisfatórios por razões de confiabilidade em longo prazo e porque é difícil conectar dois cabos em uma única umbilical.

[0033] A US 6371693 também descreve ligação submarina de ca bos de energia elétrica utilizando conectores umedecíveis acopláveis.

[0034] O documento US 7381900 descreve um cabo DEH que compreende duas camadas condutoras, sendo a primeira uma camada de alimentação e a segunda sendo uma camada de retorno. Assim, a mesma umbilical proporciona duas funções de cabo, mas isso sofre a falta de uma estrutura de cabo complexa que é desnecessariamente cara em comparação com os cabos mais simples.

[0035] Um exemplo de ligação elétrica do cabo DEH para uma tu bulação de fluxo é descrito em US 6315497 e US 614270 7. Neste exemplo, a função da linha de retorno 30 é realizada pelo tubo exterior de uma seção PIP. Na mesma família de patentes, o documento US 6371693 ensina o uso de um conector elétrico molhável para conectar a coluna de ascensão umbilical à tubulação de fluxo. US 6328583 descreve outro conector simples para o cabo de DEH. Como tais conectores podem não ser confiáveis o suficiente, a união de cabos permanece preferida.

[0036] A ligação elétrica de hardware por junção e/ou soldadura a uma placa condutora é preferida, mas tem que ser executada em um ambiente seco. Geralmente isso significa que essas operações devem ser realizadas acima da superfície. Assim, uma desvantagem da junção ou soldadura é que ela torna instalação da montagem do oleoduto desafiadora, especialmente em águas mais profundas. O oleoduto pode ter que ser parcialmente recuperado para a superfície, ou grandes comprimentos de cabo adicionais têm que ser fornecidos a um custo elevado para permitir que os cabos sejam recuperados, em vez disso. Além disso, as caixas de junção submarinas contendo ‘laços em U’ ou curvas em 'U'têm que ser instaladas e conectadas aos cabos. Estes são itens caros de equipamento.

[0037] EP 0021597 e US 4401156 descrevem um tubo para uso em uma instalação de refinação química. Um elemento de aquecimento alongado é fixado à superfície exterior do tubo por um aparelho que se estende longitudinalmente ao longo do comprimento do tubo.

[0038] O documento WO 98/44372 descreve um método para re parar uma falha em um cabo subaquático.

[0039] Neste contexto, um aspecto da invenção reside em um mé todo de instalação de uma tubulação de fluxo submarina eletricamente aquecível no fundo do mar em uma profundidade abaixo de uma superfície de água. O método compreende: o lançamento da tubulação de fluxo abaixo da superfície a partir de um navio de superfície com um primeiro cabo de energia elétrica ligado à tubulação de fluxo em relação de reforço; aterramento da tubulação de fluxo e do primeiro cabo de energia elétrica reforçado no fundo do mar na dita profundidade;liberação de uma porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica da tubulação de fluxo no fundo do mar, porção de extremidade livre liberada que tem um comprimento maior que a referida profundidade; recuperação de uma extremidade livre da porção de ex-tremidade livre para a superfície; na superfície, conectando eletricamente a extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica a um primeiro condutor de alimentação elétrica, vantajosamente por junção; diminuição do primeiro cabo de energia elétrica e do primeiro condutor de alimentação conectados abaixo da superfície; e voltando a colocar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica na tubulação de fluxo no fundo do mar, em uma relação reforçada.

[0040] Uma porção fixa do primeiro cabo de energia elétrica é de preferência deixada ligada à tubulação de fluxo em relação associada em série ao recuperar a extremidade livre para a superfície.

[0041] Enquanto a tubulação de fluxo está sendo lançada e ater rada, o primeiro cabo de energia elétrica é convenientemente mantido ligado à tubulação de fluxo por meios de fixação espaçados ao longo da tubulação de fluxo. A porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica pode então ser removida e mais tarde religada a fixações que permanecem ligadas à tubulação de fluxo. Alternativamente, quando removida da tubulação de fluxo, a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica pode permanecer ligada a meios de fixação que são removidos da tubulação de fluxo. Nesse caso, esses meios de fixação podem ser posteriormente reconecta- dos à tubulação de fluxo.

[0042] Após a ligação ao primeiro condutor da fonte de alimenta ção elétrica, a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica pode ser recolocada na tubulação de fluxo com outros que não os meios de fixação que foram usados para a sua ligação à tubulação de fluxo durante o lançamento e a aterragem.

[0043] Atualmente, é preferível usar correias temporárias para se gurar o primeiro cabo de energia elétrica contra a tubulação de fluxo para o lançamento. Após a montagem da tubulação de fluxo ser aterrada no fundo do mar, as correias são cortadas para liberar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica da tubulação de fluxo. Em seguida, braçadeiras de retrofixação podem ser instaladas na tubulação de fluxo submarina em paralelo com a operação de junção, para uso na reposição da porção de extremidade livre na tubulação de fluxo após a junção.

[0044] Uma extremidade fixa do primeiro cabo de energia elétrica é de preferência ligada eletricamente à tubulação de fluxo antes do lançamento da tubulação de fluxo ao mar.

[0045] A porção de extremidade livre liberada do primeiro cabo de energia elétrica é adequadamente colocada no fundo do mar antes de recuperar sua extremidade livre na superfície. Do mesmo modo, o primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica é adequadamente colocado sobre o fundo do mar antes de se recuperar a sua extremidade livre a superfície. Vantajosamente, as extremidades livres do primeiro cabo de energia elétrica e o primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica são recuperadas para a superfície ao mesmo tempo.

[0046] A porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica pode ser liberada de uma braçadeira de âncora conectada à tubulação de fluxo para recuperação da extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica na superfície. Nesse caso, a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica pode ser recolocada na braçadeira de ancoragem depois de abaixar o primeiro cabo de energia elétrica e o primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica ligados abaixo da superfície.

[0047] A tubulação de fluxo é, de preferência, lançada abaixo da superfície com um segundo cabo de energia elétrica e também ligado à tubulação de fluxo em relação associada em série. Mais convenientemente, o segundo cabo de energia elétrica é conectado eletricamenteà tubulação de fluxo antes que a tubulação de fluxo seja lançada no mar. Além disso, a tubulação de fluxo pode ser lançada com uma parte fixa do segundo cabo de energia elétrica permanentemente ligada a uma braçadeira de âncora ligada à tubulação de fluxo.

[0048] Quando o conjunto da linha de escoamento compreende um segundo cabo de energia elétrica, o método da invenção compreende de preferência: liberar uma porção de extremidade livre desse cabo a partir da tubulação de fluxo no fundo do mar, porção liberada de extremidade livre tendo um comprimento maior do que a referida profundidade; recuperação de uma extremidade livre da porção de extremidade livre para a superfície; na superfície, conectando eletricamente a extremidade livre do segundo cabo de energia elétrica a um segundo condutor de alimentação elétrica, vantajosamente por junção; e abaixando o cabo de energia elétrica conectado e o segundo condutor de alimentação elétrica abaixo da superfície.

[0049] Mais uma vez, a porção de extremidade livre liberada do segundo cabo de energia elétrica é convenientemente colocada no fundo do mar antes de se recuperar a sua extremidade livre para a superfície. Além disso, o segundo condutor de energia elétrica 10 é convenientemente colocado no fundo do mar antes de recuperar sua extremidade livre na superfície. Nesse caso, é preferido que as extremidades livres do segundo cabo de energia elétrica e o segundo condutor de fornecimento de energia elétrica sejam recuperados para a superfície ao mesmo tempo.

[0050] Primeiros e segundos condutores de fornecimento de energia elétrica são convenientemente implementados em uma coluna de ascensão umbilical comum.

[0051] Um segundo cabo de energia elétrica pode ser ligado à tu bulação de fluxo, depois de a tubulação de fluxo ser aterrada no fundo do mar. Por exemplo, uma braçadeira de ancoragem pode ser conectadaà tubulação de fluxo no fundo do mar, sendo a braçadeira de ancoragem ligada ao segundo cabo de energia elétrica.

[0052] O conceito da invenção envolve a montagem de tubulação de fluxo submarina eletricamente-aquecida. A montagem compreende: uma tubulação de fluxo; um primeiro cabo de energia elétrica ligado à tubulação de fluxo em relação de reforço; e os fixadores submarinos liberáveis espaçados ao longo do primeiro cabo de energia elétrica e a tubulação de fluxo para fixar, pelo menos, uma porção de extremidade do primeiro cabo de energia elétrica removível na tubulação de fluxo.

[0053] Uma porção de extremidade do primeiro cabo de energia elétrica é preferencialmente unida à tubulação de fluxo por fixadores de liberação subsequente espaçados ao longo da porção de extremidade. Nesse caso, uma parte fixa do primeiro cabo de energia elétrica em série longitudinal com a porção de extremidade é de preferência ligada à tubulação de fluxo por meios de fixação permanentes espaçados ao longo da porção fixa.

[0054] Convenientemente, os meios de fixação submarinos liberá veis podem ser reutilizáveis para recolocar uma porção liberada do primeiro cabo de energia elétrica na tubulação de fluxo em relação associada em série. Por exemplo, os fixadores liberáveis submarinos podem incluir formações rápidas formadas para abraçar a tubulação de fluxo e/ou o primeiro cabo de energia elétrica.

[0055] Uma braçadeira de fixação pode ser presa à tubulação de fluxo, no caso em que o primeiro cabo de energia elétrica pode ser submarino-removível e submarino-substituível ligado à braçadeira de ancoragem. Uma extremidade fixa do primeiro cabo de energia elétrica oposta à porção final removivelmente ligada pode ser eletricamente ligada à tubulação de fluxo a uma ligação de extremidade remota.

[0056] Quando a montagem de tubulação de fluxo da invenção é in situ sobre um fundo do mar a uma profundidade abaixo de uma superfície de água, a porção de extremidade liberável-ligada do primeiro cabo de energia elétrica, vantajosamente, tem um comprimento que é maior do que a referida profundidade.

[0057] O conjunto de tubulação de fluxo da presente invenção po de ainda compreender um segundo cabo de energia elétrica ligado à tubulação de fluxo em relação associada em série. Nesse caso, pelo menos uma porção de extremidade ligada de forma destacável do segundo cabo de energia elétrica é preferencialmente unida à tubulação de fluxo através de fixadores de liberação subsequente. Por exemplo, o segundo cabo de energia elétrica pode ser ligado à tubulação de fluxo pelos mesmos fixadores submarinos liberáveis que ligam o primeiro cabo de energia elétrica à tubulação de fluxo.

[0058] Quando uma braçadeira de ancoragem está ligada à tubu- lação de fluxo, o segundo cabo de energia elétrica pode ser permanentemente ligado à braçadeira de ancoragem. Em outra abordagem, o segundo cabo de energia elétrica pode ser reforçado em uma braçadeira de ancoragem que pode ser encaixada na tubulação de fluxo submarina. Uma extremidade fixa do segundo cabo de energia elétrica é de preferência ligada eletricamente à tubulação de fluxo em uma conexão de extremidade próxima.

[0059] Vantajosamente, os primeiros e segundos cabos de energia elétrica podem estar de lado a lado na tubulação de fluxo, com extremidades livres do primeiro e segundo cabos de energia elétrica, de preferência voltado para direções longitudinais opostas.

[0060] Mais uma vez, quando a montagem de tubulação de fluxo da invenção é no local (in situ) sobre um fundo do mar a uma profundidade abaixo de uma superfície de água, uma porção de extremidade liberável ligada do segundo cabo de energia elétrica tem, vantajosamente, um comprimento que é maior do que a referida profundidade.

[0061] O conceito da invenção estende-se a uma instalação sub marina compreendendo o conjunto de tubulação de fluxo da invenção. Por exemplo, a instalação pode compreender: uma tubulação de fluxo que se estende através do fundo do mar; um primeiro cabo de energia elétrica ligado em relação reforçada à tubulação de fluxo a região de extremidade afastada da tubulação de fluxo; um primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica conectado eletricamente ao primeiro cabo de energia elétrica, de preferência por junção conectada; um segundo cabo de energia elétrica conectado eletricamente à tubulação de fluxo em uma zona de extremidade perto da tubulação de fluxo contrário da região de extremidade remota; e um segundo condutor de alimentação elétrica conectado eletricamente ao segundo cabo de energia elétrica, de preferência por junção. Uma caixa de junção submarina convenientemente utiliza as ligações entre os primeiro e se gundo condutores de alimentação de energia elétrica e os primeiro e segundo cabos de alimentação elétrica.

[0062] Em resumo, o conceito da invenção fornece um método de instalação de uma tubulação de fluxo submarina eletricamente aquecí- vel. O método compreende o lançamento da tubulação de fluxo com, pelo menos, um cabo de alimentação elétrico ligado em relação associada em série. Após o aterramento da tubulação de fluxo com o cabo no fundo do mar associada em série, uma porção de extremidade livre do, ou de cada um, o cabo tendo um comprimento maior do que a profundidade da água é liberado a partir da tubulação de fluxo. Isso permite que uma extremidade livre do ou de cada um dos cabos seja recuperada na superfície para ser empilhado um a um ou mais condutores de alimentação. Depois de baixar o cabo ou, cada um deles e o, ou cada um deles, o condutor ligado por baixo à superfície, a porção de extremidade livre de, pelo menos, um cabo é recolocado na tubulação de fluxo no fundo do mar em relação de reforço (piggyback relation).

[0063] Para realizar o método, o conceito da invenção proporciona também uma montagem de tubulação de fluxo submarina compreende fixadores submarinos liberáveis espaçados ao longo do, ou de cada, cabo e a tubulação de fluxo para fixar, pelo menos, uma porção de extremidade, do ou de cada, cabo removivelmente à tubulação de fluxo .

[0064] Referência foi feita à Figura 1 dos desenhos em anexo, que é uma vista lateral esquemática de um comprimento da tubulação de fluxo equipado com um sistema de DEH como conhecido na técnica anterior. Para que a invenção possa ser mais prontamente compreendida,serão agora feitas referências, a título de exemplo, aos desenhos restantes nos quais:

[0065] A Figura 2 é uma vista lateral esquemática de uma tubula ção de fluxo de acordo com a invenção que compreende uma tubulação de fluxo com os cabos de alimentação e DEH associados em série a ser lançada em conjunto dentro do mar a partir de um navio de instalação;

[0066] A Figura 3 é uma vista lateral esquemática ampliada de uma região de extremidade mais próxima do conjunto de tubulação de fluxo da Figura 2, agora aterrados no fundo do mar;

[0067] As Figuras 4a e 4b são vistas em corte esquemáticas mos trandopossíveis fixadores para conectar o cabo DEH ou o cabo de alimentação à tubulação de fluxo, a Figura 5a sendo uma vista explodida e a Figura 5b sendo uma vista montada;

[0068] Figura 5 é uma vista lateral esquemática do conjunto de tubulação de fluxo das Figuras 2 e 3, no contexto de um sistema submarino de coluna de ascensão e uma instalação de superfície ligados pelo sistema de coluna de ascensão para a montagem de tubulação de fluxo, que mostra uma coluna de ascensão umbilical a partir da instalação de superfície colocada temporariamente sobre o fundo do mar ao lado de uma região próxima do conjunto da tubulação de fluxo;

[0069] A Figura 6 é uma vista lateral esquemática da região de ex tremidade mais próxima do conjunto de tubulação de fluxo que correspondeà Figura 3, mas agora mostrando porções de extremidade livre do cabo DEH e do cabo alimentador separado da tubulação de fluxo e sendo levantado para longe de uma relação reforçada com a tubulação de fluxo a ser colocada temporariamente no fundo do mar ao lado da coluna de ascensão umbilical;

[0070] A Figura 7 é uma vista lateral esquemática do conjunto da tubulação de fluxo, sistema submarino de subida e instalação superfície correspondente à figura 5, mas mostrando agora o cabo DEH e o cabo de alimentação colocados no fundo do mar ao lado da coluna de ascensão umbilical;

[0071] A Figura 8 é uma vista lateral esquemática da região de ex tremidade mais próxima do conjunto de tubulação de fluxo correspon- dente às Figuras 3 e 6, mas agora mostrando as porções de extremidade livre do cabo DEH e do cabo alimentador sendo levantadas longe do fundo do mar em paralelo com uma porção de extremidade livre da coluna de ascensão umbilical;

[0072] A Figura 9 é uma vista lateral esquemática correspondente às Figuras 5 e 7, agora mostrando as porções de extremidade livre do cabo DEH, do cabo de alimentação e da coluna de ascensão umbilical sendo levantadas para um navio de serviço no qual as operações de junção serão realizadas;

[0073] As Figuras 10a a 10f são uma sequência de vistas laterais esquemáticas mostrando o cabo DEH, o cabo alimentador e a coluna de ascensão passando por operações de junção a bordo do navio de serviço e as conexões unidas sendo encerradas em uma caixa de junção submarina;

[0074] A Figura 11 é uma vista lateral esquemática corresponden teàs Figuras 5, 7 e 9, que agora mostra as porções de extremidade livres do cabo DEH, do cabo de alimentação e da coluna de ascensão umbilical abaixados de volta ao fundo do mar e agora unidos pela caixa de junção submarina;

[0075] A Figura 12 é uma vista de plano esquemática ampliada da região de extremidade próxima do conjunto da tubulação de fluxo que mostra as conexões entre o cabo DEH, o cabo de alimentação e a coluna de ascensão umbilical através da caixa de junção subsequente;

[0076] A Figura 13 é uma vista lateral esquemática de um conjun to alternativo de tubulação de fluxo da invenção, na qual apenas um cabo DEH é encaminhado para a linha de fluxo;

[0077] A Figura 14 é uma vista lateral esquemática do conjunto alternativo de tubulação de fluxo da Figura 13, mostrando uma porção de extremidade livre do cabo de DEH sendo levada para fora da tubulação de fluxo para junção eventual em um navio de Serviço e um ca bo de alimentação tendo sido preso na tubulação de fluxo por um ROV; e

[0078] A Figura 15 é uma vista em corte esquemática ampliada de um fixador operável por um ROV operacional ROV mostrado na Figura 14.

[0079] Para facilidade de compreensão, as Figuras 2 a 15 usam os mesmos numerais de referência como na Figura 1, onde apropriado. Os desenhos não estão em escala.

[0080] Como observado previamente, uma tubulação de fluxo 16 pode ser fabricada em alto mar, e colocada a partir de um navio de instalação utilizando técnicas J-lay ou S-lay. Uma tubulação de fluxo 16 pode também ser colocada em operações de colocação de carretel, na qual um tubo é pré-fabricado a partir de junções de tubos de aço em uma base de apoio costeira que um navio de colocação de carreteis visita para carregamento.

[0081] A Figura 2 mostra uma operação de S-lay a título de exem plo, em que um navio 25 de instalação 36 que flutua na superfície 22 fabrica uma tubulação de fluxo 16 ao longo de uma linha de queima mostrada, esquematicamente, em 38. Características de rotina do navio de instalação 36 como tensores foram omitidos para maior clareza. Na linha de tiro 38, juntas de tubos de aço são soldadas, sucessivamente, em juntas de campo a uma extremidade superior da tubulação de fluxo 16. As soldaduras são testadas e as juntas de campo são revestidas antes de cada nova seção da tubulação de fluxo 16 ser lançada ao mar ao longo de um suporte de lançamento 40 (stinger) estendendo-se abaixo da superfície 22.

[0082] De acordo com esta modalidade da invenção, um cabo de alimentação 28 e um cabo DEH 30 armazenado em respectivas bobinas 42, 44 do navio de instalação 36 são pagas a partir das bobinas 42, 44 para coincidir com a taxa de colocação da tubulação de fluxo 16. Em uma estação de reforço 46 a jusante da linha de queima 38, o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 são postos em alinhamento paralelo com a tubulação de fluxo 16 e estão ligados à tubulação de fluxo 16 em intervalos por fixadores 32, tais como cintas, braçadeiras ou grampos. O conjunto resultante de tubulação de fluxo 48 que compreende a tubulação de fluxo 16 e o cabo de alimentação o cabo reforçado 28 e DEH cabo 30 é então lançado sobre o stinger 40 para dentro do mar.

[0083] Os acessórios podem ser adicionados ao conjunto de tubu lação de flux48 na embarcação de instalação 36, como necessário, para ser lançado com o conjunto de tubulação de fluxo 48 para o mar. Os acessórios podem ser colocados nas extremidades da tubulação de fluxo 16, exemplificados por terminações finais de tubulação de fluxo (FLETs). Outros acessórios podem ser posicionados em linha entre as extremidades da tubulação de fluxo 16, tal como tubos T em-linhas (ILTs).

[0084] A Figura 3 mostra uma região de extremidade mais próxi ma do conjunto de tubulação de fluxo 48 em maiores detalhes. Aqui, o conjunto de tubulação de fluxo 48 é mostrado aterrado no fundo do mar 18 em um local de instalação. O cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 são mostrados estendendo-se em paralelo em relação de reforço ao longo da tubulação de fluxo 16, ao qual eles estão ligados em intervalos longitudinais por meios de fixação 32', 32”.

[0085] Os meios de fixação 32'são os fixadores temporários, por exemplo, sendo liberável a partir e opcionalmente reafixável a, ou ser removível do e opcionalmente substituíveis para, a tubulação de fluxo 16, o cabo de alimentação 28 e/ou o cabo DEH submarino. Em contraste, os fixadores 32” são os fixadores permanentes que, uma vez colocados, mantêm uma porção ancorada do cabo DEH 30 ligado à tubulação de fluxo 16 em relação associada em série. O propósito dos fixadores temporários 32' e dos fixadores permanentes 32” será explicado abaixo.

[0086] Nesta modalidade, uma braçadeira de ancoragem tubular 50 circunda a tubulação de fluxo 16. O cabo alimentador s28 e o cabo DEH 30 estendem-se longitudinalmente em torno do exterior da braçadeira de âncora 50, onde são rodeados e protegidos por respectivos blocos de blindagem 52, 54 em alinhamento longitudinal com a braçadeira de ancoragem 50.

[0087] O cabo de alimentação 28 encontra-se eletricamente ligado à tubulação de fluxo 16 por uma primeira ligação 30 da placa 24 na zona de extremidade perto, posicionado perto da braçadeira de ancoragem 50. A primeira placa de ligação 24 está convenientemente soldadaà tubulação de fluxo 16 acima da superfície durante a instalação, sobre a linha de disparo 38 do navio de instalação 36. Ali, o bloco de bloco de blindagem 52 em torno do cabo de alimentação 28 também é ligado de forma permanente à âncora de fixação 50.

[0088] Assim, ancorado à tubulação de fluxo 16 através do bloco de blindagem 52 e da braçadeira de ancoragem 50, o cabo de alimentação 28 se estende ao longo da tubulação de fluxo 16 através de um limitador de curvatura 56 adjacente ao bloco de blindagem 52 para terminar em uma cabeça de puxar 58 em uma extremidade livre do cabo de alimentação 28. Esta parte de extremidade livre do cabo de alimentação 28 é mantida contra a tubulação de fluxo 16 apenas pelos meios de fixação temporários 32'. O comprimento do cabo de alimentação 28 entre a braçadeira de ancoragem 50 e a cabeça de puxar 58 é substancialmente maior do que a profundidade da água entre a superfície 22 e o fundo do mar 18, no local da instalação.

[0089] O cabo DEH 30 também tem uma cabeça de puxar 60 na sua extremidade livre, que está voltada no sentido longitudinal oposto com respeito à cabeça de puxar 58 na extremidade livre do cabo de alimentação 28. A cabeça de puxar 60 está relativamente perto do bloco de blindagem 54 no cabo DEH 30. O bloco de blindagem 54 do cabo DEH 30 é temporariamente e de modo liberável ligado à braçadeira de ancoragem 50, por exemplo, por meio de parafusos submarinos ou outra fixações. Limitadores de curvatura 62 em torno do cabo DEH 30 estão adjacentes ao bloco de blindagem 54.

[0090] O cabo DEH 30 está eletricamente ligado à tubulação de fluxo 16, por uma segunda placa de ligação, mas este é de uma região de extremidade afastada do conjunto de tubulação de fluxo 48, poten-cialmente,vários quilômetro de distância da extremidade próxima e por isso não é visível na Figura 3. Mais uma vez, a segunda placa de ligação é convenientemente soldada à tubulação de fluxo 16 acima da superfície durante a instalação, sobre a linha de tiro 38 do navio de instalação 36.

[0091] Uma porção de extremidade livre do cabo DEH 30 é manti da contra a tubulação de fluxo 16, por meios de fixação temporários 32' que também seguram o cabo de alimentação 28. Por outro lado, a porção do cabo ancorado DEH 30 que se prolonga para além da cabeça de puxar 58 do cabo alimentador 28 é mantida contra a tubulação de exaustão 16 pelas fixações permanentes 32” .

[0092] A finalidade dos meios de fixação temporários 32'é que ex tremidade livre ou porções distais do cabo 25 do alimentador 28 e do cabo DEH 30 possam ser liberadas e levantadas da tubulação de fluxo submarina 16, e que a porção de extremidade livre de, pelo menos, o cabo DEH 30 pode, subsequentemente, ser recolocado na tubulação de fluxoa16 em relação submarina associada em série. A finalidade dos meios de fixação permanentes 32” é que, pelo menos, a porção ancorado ou proximal do cabo DEH 30 permanece ligada à tubulação de fluxo 16.

[0093] Os meios de fixação temporários 32'são mostrados na Fi- gura 3, tal como mantendo tanto o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 para a tubulação de fluxo 16. Deste modo, a remoção, liberação ou corte dos meios de fixação temporários submarinos 32’, por exemplo, por intervenção de mergulhador ou ROV (veículo operado remotamente) dependendo da profundidade da água, liberando as partes de extremidade livre 35 tanto do cabo de alimentação 28 e quanto do cabo DEH 30 da tubulação de fluxo 16 para as operações de junção como será explicado. Alternativamente, mergulhador ou intervenção ROV pode ser utilizado para puxar as porções de extremidade livre do cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 para fora do engate com os fixadores temporários 32' que permanecem ligados à tubulação de fluxo 16.

[0094] Os meios de fixação permanentes 32” são mostrados como segurando apenas a parte ancorada do cabo 30 na tubulação de fluxo 16. Como será explicado mais tarde com referência às Figuras 11 e 12, a porção de extremidade livre do cabo DEH 30 é posteriormente recolocada na tubulação de fluxo submarina 16, por exemplo, mergulhador ou intervenção ROV. Religação pode ser efetuada reutilizando as fixações temporárias 32', isto é, por recolocação do cabo DEH 30 de fixadores temporários 32' que permanecem ligadas à tubulação de fluxo 16. A religação pode, em vez disso, ser efetuada fazendo novos meios de fixação permanentes 32”, por exemplo, colocando cintas no cabo DEH 30 na tubulação de fluxo submarina 16.

[0095] Não é essencial que um meio de fixação temporário 32' sustenta tanto o cabo de alimentação 28 quanto o cabo DEH 30 contra a tubulação de fluxo 16. Por exemplo, um conjunto de fixadores temporários 32' pode sustentar o cabo de 28 e um outro conjunto de meios de fixação temporários 32' pode reter o cabo DEH 30.

[0096] As Figuras 4a e 4b mostram uma braçadeira 64 moldada a partir de um material plástico resiliente, tal como polipropileno ou poliu- retano. Em princípio, a braçadeira 64 pode servir como uma fixação temporária 32' ou como uma fixação permanente 32”. O suporte 64 compreende um corpo integral 66 que é moldado para definir formações de encaixe fêmea parcialmente circulares 68, 70. As formações de soquete 68, 70 constituem uma importante formação de tomada 68, cujo raio de curvatura interior é selecionado para se ajustar em torno da tubulação de fluxo 16 e uma formação menor de tomada 70 cujo raio interno de curvatura é selecionado para se ajustar em torno do cabo de alimentação 28, ou do cabo DEH 30.

[0097] A forma e a resiliência das formações de soquete 68, 70 do suporte 64 são tais que a maior formação de encaixe 68 pode ser encaixada sob pressão sobre a tubulação de fluxo 16 e o cabo de alimentação 28 ou o cabo DEH 30 podem ser encaixados à pressão dentro da menor formação de encaixe 70. O cabo de alimentação 28, o cabo ou DEH 30 pode ser puxado para fora da menor formação de so- quete 70 após a montagem de tubulação de fluxo 48 ser descarregado no fundo do mar. O cabo DEH 30 pode ser subsequentemente readaptado para a menor formação de soquete 70.

[0098] Será evidente para o leitor especializado a forma como o suporte 64 pode ser adaptado para proporcionar duas formações menores 70, de modo que quando um único suporte 64 pode conter tanto o cabo de alimentação 28 quanto o cabo DEH 30 contra a tubulação de fluxo 16.

[0099] Passando à figura 5 dos desenhos, esta mostra a região da extremidade perto do conjunto de tubulação de fluxo 48 no fundo do mar 18, ligado através de um FLET 72 a um sistema de coluna de ascensão submarina 74 mostrado esquematicamente em linhas tracejadas. O sistema de coluna de ascensão 74 transporta fluido produzido a partir do conjunto de tubulação de fluxo 48 para uma instalação de superfície 12 aqui exemplificado por um FPSO, cujas amarras novamen- te foram omitidas para clareza. O sistema de coluna de ascensão 72 está exemplificado aqui como um sistema de coluna de ascensão apoiado-flutuante (BSR), mas poderia ter outras formas tal como uma torre de elevação híbrida (HRT). Mais uma vez, para facilidade de ilustração, a profundidade da água entre a superfície 22 e o fundo do mar 18 é mostrada grandemente reduzida.

[00100] Uma coluna de ascensão umbilical 14 é mostrada na Figura 5 pendente da instalação de superfície 12 com a sua porção de extremidade livre colocada temporariamente no fundo do mar 18, ao lado da zona de extremidade perto do conjunto de tubulação de fluxo 48. A porção de extremidade livre da coluna de ascensão umbilical 14 pode ser colocada no fundo do mar 18, antes ou após a montagem de tubulação de fluxo 48 é colocada no fundo do mar 18. A coluna de ascensão umbilical 14 termina em uma cabeça de puxar 76 na sua extremidade livre.

[00101] O conjunto de tubulação de fluxo 48 está agora pronto para começar uma operação de junção. O primeiro passo da operação de junção mostrada na Figura 6 é liberar o cabo de alimentação 28 e o cabo 30 de DEH dos fixadores temporários 32' na tubulação de fluxo 16. A Figura 6 mostra um ROV 78 que liberou o cabo de alimentação 28 dos meios de fixação temporários 32'. O ROV 78 também tem ligado um cabo de elevação 80 de um navio de serviço na superfície, não mostrado, para a cabeça de puxar 58 do cabo de alimentação 28. O fio de levantamento 80 levantou a porção de extremidade livre do cabo de alimentação 28 para longe da tubulação de fluxo 16 de modo a sua cabeça de puxar 58 pode ser colocada temporariamente no fundo do mar 18, ao lado da cabeça de puxar 76 da coluna de ascensão umbilical 14. O limitador de curvatura 56 protege a extremidade proximal do cabo de alimentação 28, uma vez que se inclina em relação ao bloco 52 de bloco de blindagem que conecta o cabo alimentador 28 à braça- deira de ancoragem 50.

[00102] Subsequente, ou anteriormente, o ROV 78 pode acoplar o fio de elevação 80 à cabeça 60 que puxa o cabo de DEH 30, de modo que ele pode também ser colocado temporariamente no fundo do mar 18, 30 ao lado da cabeça de puxar 76 da umbilical coluna de ascensão 14. A Figura 6 mostra a porção de extremidade livre do cabo DEH 30 liberado pelo ROV 78 de um dos meios de fixação temporários 32' e sendo levantada da tubulação de fluxo 16. O ROV 78 está prestes a liberar o bloco de blindagem 54 do cabo DEH 30 da âncora de fixação 50 e a liberar o cabo DEH 30 de outros meios de fixação temporários 32'. Os limitadores de banda 62 adjacentes ao bloco de blindagem 54 protegem o cabo DEH 30, à medida que se dobra.

[00103] A Figura 7 mostra as cabeças de puxar 58, 60 do cabo de alimentação 28 e do cabo DEH 30, respectivamente, colocadas no fundo do mar 18, ao lado da cabeça de puxar 76 da coluna de ascensão 14. A coluna de ascensão umbilical 14, o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 encontram-se geralmente paralelos uns aos outros ao longo de um comprimento que excede a profundidade da água.

[00104] A Figura 7 também mostra um navio de serviço 82 na superfície 22 acima das cabeças de puxar 58, 60, 76. O navio de serviço 82 tem um guincho 84 a partir da qual uma placa de elevação 86 está suspensa por um cabo de elevação 80. O guincho 84 abaixa a placa de levantamento 86 para o fundo do mar 18 para ser conectada às cabeças de puxar 58, 60, 76 pelo ROV 78. Um guindaste no navio de serviço 82 poderia ser usado em vez do guincho 84 para executar esta operação.

[00105] As Figuras 8 e 9 mostram as cabeças de puxar 58, 60, 76 do cabo de alimentação 28, do cabo DEH 30 e da coluna de ascensão umbilical 14 acoplados pelo ROV 78 à placa de elevação 86 e sendo levantada em paralelo fora do fundo do mar 18 pelo fia de elevação 80. A extremidade proximal 15 do cabo de alimentação 28 se mantém ligada à tubulação de fluxo 16 através do bloco de blindagem 52, a braçadeira de ancoragem 50 e a primeira placa de ligação 24. Uma porção proximal ancorada do cabo DEH 30 permanece ligada à tubulação de fluxo 16 em relação reforço por fixações permanentes 32” .

[00106] Passando agora para a sequência de vistas esquemáticas apresentadas nas Figuras 10a a 10 f, a coluna de ascensão umbilical 14, o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 são mostrados nas Figuras 10a e 10b em paralelo a partir das respectivas cabeças de puxar 76, 58, 60 acoplados à placa de levantamento 86. A Figura 10a mostra as cabeças de puxar 76, 58, 60 quebrando a superfície 22, enquanto que a Figura 10b mostra as cabeças de puxar 76, 58, 60 sentados em respectivos 25 soquetes de suspensão em um feixe 88 que é suportado por uma estrutura 90 de suspensão sobre um convés de trabalho 92 do navio de serviço 82.

[00107] Uma vez que as cabeças de puxar 76, 58, 60 são suportadas pelo feixe 88 de suspensão, elas são desacopladas da placa de levantamento 86 e as suas porções de topo são removidas para expor os condutores 94, como mostrado na Figura 10c. Deve notar-se que a coluna de ascensão umbilical 14 contém dois condutores 94 e o cabo alimentador 28 e o cabo DEH 30 contêm cada um deles um condutor 94. Os condutores 94 estão agora prontos para serem unidos em conjunto, como mostrado na Figura 10d, com um condutor 94 da coluna de ascensão umbilical 14 a ser ligada ao condutor 94 do cabo alimen- tador 28 e o outro condutor 94 da coluna de ascensão umbilical 14 a ser ligado ao condutor 94 do cabo DEH 30.

[00108] Em seguida, uma caixa de junção submarina 96 é montada na barra de suspensão 88 e em torno da junção dos condutores 94 como mostrado na Figura 10E. A caixa de junção 96 compreende uma placa de levantamento 98 no topo de uma estrutura de caixa de junção 100 por meio do que um fio de levantamento 80 pode levantar a caixa de junção 96 da estrutura de suspensão 90, como mostrado na Figura 10F. A estrutura da caixa de junção 100 é, portanto, capaz de transmitir a carga de peso do coluna de ascensão umbilical 14, o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 a partir da barra de suspensão 88 para a placa de levantamento 98.

[00109] Se necessário, um cabo de alimentação pode ser unido ao cabo DEH recuperado 30 para estender o cabo DEH 30, tornando-o longo o bastante para atingir a caixa de junção 96 quando a caixa de junção 96 é subsequentemente abaixada até o fundo do mar 18.

[00110] As Figuras 11 e 12 mostram as porções de extremidade livre da coluna de ascensão umbilical 14, o cabo de alimentação 28 e o cabo DEH 30 (como estendido aqui por um cabo de alimentação dividido 102) unidos pela caixa de junção 96, todos os quais são abaixados de volta ao fundo do mar 18 ao lado da região de extremidade da tubulação de fluxo 16. Na prática, a caixa de junção 96 será ligada a uma estrutura de suporte no fundo do mar ou aterrada em uma fundação, mas estes foram omitidos nos desenhos para maior clareza. Mais uma vez, a coluna de ascensão umbilical 14, o cabo de alimentação 28 e o cabo de alimentação 102 unidos ao cabo de DEH 30 ficam geralmente paralelos uns aos outros ao longo de um comprimento que excede a profundidade da água.

[00111] O ROV 78 recolocou o cabo DEH 30 na tubulação de fluxo 16 em relação de reforço em paralelo, reutilizando os meios de fixação temporários 32', tal como descrito anteriormente ou utilizando novos meios de fixação 32. Tal como a vista em plano da Figura 12 mostra, o ROV 78 também prendeu novamente o bloco de blindagem 54 do cabo DEH 30 na braçadeira de ancoragem 50 que circunda a tubulação de fluxo 16, por exemplo, usando parafusos ou outros fixadores operáveis no mar.

[00112] Passando finalmente às Figuras 13 a 15 dos desenhos, estas mostram uma outra modalidade da invenção, em que apenas o cabo DEH 30 é reforçado na tubulação de fluxo 16, durante o lançamento de um navio de instalação no mar. Assim, o cabo alimentador 28 é ligado eletricamente à tubulação de fluxo 16 apenas depois da tubulação de fluxo 16 ter sido aterrada no fundo do mar 18.

[00113] A Figura 13 mostra o cabo DEH 30 ligado em paralelo com a tubulação de fluxo 16 por meios de fixação temporários e permanentes 32', 32”. Como antes, o cabo DEH 30 também está ligado à tubulação de fluxo 16 por um bloco de blindagem 54 que está ligado de forma removível a uma braçadeira de ancoragem que circunda a tubulação de fluxo 16. Além disso, limitadores de curvatura 62 adjacentes ao bloco de blindagem 54 protegem o cabo DEH 30, uma vez que se inclina em relação ao bloco de blindagem 54.

[00114] A Figura 14 mostra um ROV 78 que liga o cabo de alimentação 28 à tubulação de fluxo 16 sobre o fundo do mar 18. Uma cabeça de puxar 58 na extremidade do cabo de alimentação 28 é aqui mostrada suportada por um fio de levantamento 80 pendurado a partir de um navio de serviço, o qual não é mostrado. O cabo de alimentação 28 está ligado eletricamente à tubulação de fluxo 16 através de uma placa de ligação 24 e está ancorado à tubulação de fluxo 16 por um bloco de blindagem 52, que está permanentemente ligado a uma braçadeira de âncora modificada 104. Convenientemente, a braçadeira de ancoragem 104 pode ser instalado no topo de uma tubulação de fluxo 16, independentemente de qualquer torção que a tubulação de fluxo 16 possa experimentar em torno do eixo longitudinal central durante a instalação.

[00115] A Figura 14 mostra também uma parte de extremidade livre do cabo DEH 30 no processo de ser levantada para longe da tubulação de fluxo 16 por um fio de levantamento 80 agindo sobre a sua ca- beça de puxar 60, como mostrado na Figura 6.

[00116] A braçadeira de ancoragem 104 é mostrada na Figura 15 montado na tubulação de fluxo 16 e que leva o bloco de blindagem 52 que rodeia o cabo de alimentação 28. A braçadeira de ancoragem 104 não precisa rodear completamente a tubulação de fluxo 16, mas em vez disso agarra a tubulação de fluxo 16 entre as garras tubulares 106, 108 que estão articuladamente ligadas uma à outra ao longo de um eixo de articulação 110. O bloco de blindagem 52 que rodeia o cabo alimentador 28 é realizado por um suporte de duas partes 112 ligados à garra 106.

[00117] A garra 106 compreende uma parte curva 114 de um lado do pivô 110 e uma alavanca de braço 116 no outro lado do pivô 110. Uma haste roscada 118 estende-se a partir de uma segunda articulação 120 na mandíbula 108 para o braço de alavanca 116, onde uma extremidade livre da haste 118 é retida por um pino 122 na extremidade livre do braço de alavanca 114. Uma porca 124 roscada no engate com a haste 118 pode ser avançada ao longo da haste 118 para encostar contra o braço de alavanca 116, o que força as garras 106, 108 para fechar em torno e contra a braçadeira de tubulação de fluxo 16.

[00118] O conceito amplo da invenção pode ser aplicado para fazer conexões elétricas com outras tubulações de fluxo eletricamente aquecidas, tais como tubulações de fluxo indiretamente rastreadas aquecidas.

[00119] Outras variações são possíveis dentro do conceito inventivo. Por exemplo, um veículo subaquático diferente de um ROV pode ser utilizado para operações submarinas, tal como um veículo submarino autónomo (AUV).

Claims

1. Método de instalação de uma tubulação de fluxo submarina eletricamente aquecível (16) sobre um fundo do mar (18)a uma profundidade abaixo de uma superfície de água, o método compreendendo: - lançar a tubulação de fluxo (16) abaixo da superfície (22) a partir de um navio de superfície com um primeiro cabo de energia elétrica(30) ligado à tubulação de fluxo (16) em relação de reforço; e - aterrar a tubulação de fluxo (16) do primeiro cabo de energia elétrica (30) reforçado no fundo do mar (18) na dita profundidade, o método sendo caracterizadopor: - liberar uma porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) a partir da tubulação de fluxo (16) sobre o fundo do mar (18), liberada tendo porção de extremidade livre tendo um comprimento maior do que a referida profundidade; - recuperar uma extremidade livre da porção de extremidade livre para a superfície (22); - na superfície (22), conectar eletricamente a extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) a um primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica (94); - abaixar o primeiro cabo de energia elétrica(30) ligado e primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica (94) abaixo da superfície (22); e, - recolocar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) à tubulação de fluxo (16) no fundo do mar (18) em relação associada em série.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender deixar uma porção fixa do primeiro cabo de energia elétrica (30) ligado à tubulação de fluxo (16) em relação de reforço durante a recuperação da extremidade livre para a superfície (22).

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri-zadopelo fato de, enquanto a tubulação de fluxo (16) está sendo lançada e aterrada, o primeiro cabo de energia elétrica (30) ser mantido ligado à tubulação de fluxo (16) por meios de fixação (32’, 32’’) espaçados ao longo da tubulação de fluxo (16).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender remover a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) de fixadores (32’) que permanecem ligados à tubulação de fluxo (16).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender recolocar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) nos referidos meios de fixação (32’).

6. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de, quando removida da tubulação de fluxo (16), a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) permanecer ligada aos meios de fixação (32’) que são removidos da tubulação de fluxo (16).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de os meios de fixação (32’) ligados à porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) serem recolocados na tubulação de fluxo (16).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizadopelo fato de, após a ligação ao primeiro condutor da fonte de alimentação elétrica (94), a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) ser recolocada na tubulação de fluxo (16) com outros que não os meios de fixação (32) que foram fixadores (32’) utilizados para a sua fixação à tubulação de fluxo (16) durante o lançamento e aterragem.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de compreender ligação eletricamente de uma extremidade fixa do primeiro cabo de energia elétrica (30) à tubulação de fluxo (16) antes do lançamento da tubulação de fluxo (16) para o mar.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizadopelo fato de compreender colocar a porção de extremidade livre liberada do primeiro cabo de energia elétrica (30) no fundo do mar (18) antes de se recuperar a sua extremidade livre para a superfície (22).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de compreender colocar o primeiro condutor (94) de fonte de alimentação elétrica sobre o fundo do mar (18) antes de recuperar uma extremidade livre do primeiro condutor (94) de fornecimento de energia elétrica para a superfície (22).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de compreender recuperar as extremidades livres do primeiro cabo de energia elétrica (30) e o primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica(94) para a superfície (22) simultaneamente.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizadopelo fato de compreender lançar a tubulação de fluxo (16) abaixo da superfície (22) com um segundo cabo de energia elétrica (28) também ligado à tubulação de fluxo (16) em relação associada em série.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de compreender ligar eletricamente o segundo cabo de energia elétrica (28) à tubulação de fluxo (16) antes de a tubulação de fluxo (16) ser lançada no mar.

15. Método de acordo com a reivindicação 13 ou a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de compreender lançar a tubulação de fluxo (16) abaixo da superfície (22) com uma parte fixa do segundo cabo de energia elétrica (28) permanentemente ligada a uma braçadeira de âncora (50) ligada à tubulação de fluxo (16).

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizadopelo fato de compreender: - liberar uma porção de extremidade livre do segundo cabo de energia elétrica (28) da tubulação de fluxo (16) sobre o fundo do mar (18) , porção de extremidade livre tendo um comprimento maior do que a referida profundidade; - recuperar uma extremidade livre da porção de extremidade livre para a superfície (22); - na superfície (22), conectar eletricamente a extremidade livre do segundo cabo de energia elétrica (28) a um segundo condutor de fornecimento de energia elétrica (94); e - abaixar o cabo de energia elétrica ligado(28) e do segundo condutor de fornecimento de energia elétrica (94) abaixo da superfície (22).

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de compreender colocar a porção de extremidade livre liberada do segundo cabo de energia elétrica (28) no fundo do mar (18) antes de e recuperar a sua extremidade livre para a superfície (22).

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de compreender colocar o segundo condutor de fornecimento de energia elétrica (94) no fundo do mar (18) antes de recuperar uma extremidade livre do segundo condutor de energia elétrica para (94) a superfície (22).

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de compreender recuperar as extremidades livres do segundo cabo de energia elétrica e(28) do segundo condutor de for- necimento de energia elétrica (94) para a superfície (22) ao mesmo tempo.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizadopelo fato de os primeiro e segundo condutores de fornecimento de energia elétrica (94) estarem contidos em uma coluna de ascensão umbilical (14).

21. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizadopelo fato de compreender liberar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) de uma braçadeira de ancoragem (50) ligada à tubulação de fluxo (16) para recuperação da extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) para a superfície (22).

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizadopelo fato der compreende recolocar a porção de extremidade livre do primeiro cabo de energia elétrica (30) para a braçadeira de ancoragem (50) depois de abaixar o primeiro cabo de energia elétrica (30) ligado e o primeiro condutor de fornecimento de energia elétrica (94) abaixo da superfície (22).

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizadopelo fato de compreender ligar eletricamente um segundo cabo de energia elétrica (28) à tubulação de fluxo (16) após a tubulação de fluxo ser aterrada no fundo do mar (18).

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de compreender ligar uma braçadeira de ancoragem (50) à tubulação de fluxo (16) no fundo do mar (18), a braçadeira de ancoragem (50) sendo presa ao segundo cabo de energia elétrica (28).

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizadopelo fato de ligações elétricas feitas na superfície (22) serem feitas por junção.