BR112018010191B1 - Método para conectar uma estrutura submarina em linha a uma tubulação do tipo tubo em tubo (pip), tubulação do tipo tubo em tubo (pip), e, conector do tipo tubo em tubo (pip) - Google Patents

Abstract

A presente invenção fornece um conector do tipo tubo em tubo (PIP) para uso em uma tubulação do tipo PIP para lançamento em um ambiente marinho, sendo que a tubulação do tipo PIP compreende pelo menos tubos de metal internos e externos e um espaço anular entre os mesmos, sendo que o conector compreende pelo menos: (a) uma primeira extremidade de conector que compreende colares longitudinais internos e externos com circunferência correspondente às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP e passíveis de soldagem a uma tubulação do tipo PIP, e (b) uma segunda extremidade de conector que compreende uma porção usinada configurada para ser compatível com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha, e se conectar ao mesmo, e uma porção de acoplamento para acoplamento a uma seção de tubulação, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um conector do tipo tubo em tubo (PIP) e um conjunto de união para uma tubulação do tipo PIP para lançamento em um ambiente marinho, uma tubulação do tipo PIP que compreende um ou mais dentre tais conectores e/ou conjuntos de união, e métodos de conexão de uma estrutura submarina em linha em uma tubulação do tipo PIP.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As tubulações do tipo PIP são bem conhecidas na técnica e geralmente compreendem um tubo externo e pelo menos um, usualmente um, tubo interno concêntrico ou coaxial. O tubo interno é usado para transportar ou conduzir fluidos como hidrocarbonetos, em particular óleo e gás, entre dois ou mais locais estáticos e/ou móveis e também pode ser denominado uma linha de fluxo. Isso inclui conduzir fluidos entre embarcações, ou locais em um leito marinho, ou próximos ao mesmo, como uma cabeça de óleo, em particular uma cabeça de óleo remota, para uma instalação subaquática e/ou para um riser em direção ao nível do mar e/ou diretamente para uma instalação onshore.

[0003] O tubo externo na tubulação do tipo PIP geralmente fornece proteção, bem como um espaço anular entre os tubos internos e externos por várias razões. Esses podem incluir isolamento térmico, bem como vários itens ou acessórios com uma função específica. Por exemplo, podem ser: cabos de aquecimento longitudinais ou outros cabos; anteparas transversais para transferir cargas mecânicas entre o tubo externo e o tubo interno: detentores de deformações para evitar a provocação de deformações radiais; e paradas de água para evitar o ingresso de água em um compartimento definido entre duas paradas de água.

[0004] Existem dois métodos comuns de lançamento de tubulações subaquáticas ou marinhas. O "método de tubulação de estufa" envolve a montagem de hastes de tubo em uma embarcação de lançamento de tubos marinhos e, então, solda cada um conforme o lançamento progride. Esse método evita dobrar as hastes de tubo, mas envolve extensa OPEX offshore e tempo.

[0005] No “método de lançamento de carretel", a tubulação é montada onshore a partir de várias hastes ou seções, bobinada em um carretel grande, às vezes também denominado carretel de armazenamento ou tambor. Quando está offshore, a tubulação é desenrolada do carretel e está diretamente disponível para lançamento por uma rampa de lançamento, sendo que nenhuma soldagem de haste ou seção é necessária durante a operação offshore. Assim, o método de lançamento de carretel é usualmente mais rápido do que o método de tubulação de estufa e o procedimento de lançamento preferido, sempre que possível, em vista da natureza de tempo crítico de lançamento de tubulação devido ao seu CAPEX e OPEX.

[0006] Para formar a tubulação do tipo PIP para o método de lançamento de carretel, as hastes ou seções são tipicamente unidas em conjunto diretamente, ou unidas em conjunto com o uso de partes de união intermediárias adequadas, que também devem ser passíveis de enrolamento. As partes de união intermediárias simples são bem conhecidas na técnica, conforme mostrado no documento US2008/0315578 A1. O documento US4560188 descreve peças de extremidade para uma união do tipo PIP que permitem a localização de material isolante térmico adicional através da união do tipo PIP.

[0007] Enquanto isso, durante uma operação de lançamento de tubos, normalmente é necessário inserir e anexar estruturas submarinas em linha em um ou mais locais de extremidade ou intermediários ao longo da tubulação. Isso requer a interrupção da colocação da tubulação. Exemplos de tais estruturas em linha são: encaixes de iniciação, terminações de extremidade de tubulação (PLETs), válvulas de tubo, e peças em T ou conjuntos em T, seções de tubo instrumentadas como equipamentos de monitoramento de fluxo, e válvulas e ramificações, como válvulas de tubo em linha, peças em T, peças em Y e/ou conjuntos associados.

[0008] A maioria, se não todas, as estruturas em linha comuns a serem adicionadas não são "passíveis de enrolamento" (embora o documento WO 2013/021166 A1 descreva um desenvolvedor de peça em T passível de enrolamento para subsequentemente formar uma peça em T em uma tubulação do tipo PIP durante o lançamento). Dessa forma, a adição da maioria das estruturas submarinas convencionais em linha ainda requer segurar e cortar a tubulação do tipo PIP, e trabalho intensivo para inserir e anexar a estrutura em linha a uma extremidade ou a cada tubo das extremidades recentes da tubulação do tipo PIP, todas as tais ações são offshore e levam tempo.

[0009] Às vezes, também é desejado usar uma tubulação do tipo PIP de carreteis para várias operações de lançamento diferentes ou estender uma tubulação do tipo PIP além do comprimento disponível em um dos carretéis. Tais operações também requerem convencionalmente operações complexas de união do tipo PIP offshore.

[0010] É um objeto da presente invenção fornecer operações de união do tipo PIP offshore mais fáceis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] A presente invenção fornece um conector do tipo tubo em tubo (PIP) para uso em uma tubulação do tipo PIP para lançamento em um ambiente marinho, sendo que a tubulação do tipo PIP compreende pelo menos tubos de metal internos e externos e um espaço anular entre os mesmos, sendo que o conector compreende pelo menos: (a) uma primeira extremidade de conector que compreende colares longitudinais internos e externos com circunferências correspondentes às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP e passíveis de soldagem a uma tubulação do tipo PIP, e (b) uma segunda extremidade de conector que compreende uma porção usinada configurada para ser compatível com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha, e para se conectar ao mesmo, e uma porção de acoplamento para se acoplar a uma seção de tubulação, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento.

[0012] Opcionalmente, a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector é separada e tem um diâmetro maior que a porção usinada da segunda extremidade de conector.

[0013] Opcionalmente, a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector é parte da porção usinada da segunda extremidade de conector.

[0014] Opcionalmente, o colar longitudinal externo da primeira extremidade de conector e a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector têm o mesmo raio externo e formam um envoltório externo contínuo que está em linha com a circunferência do tubo externo da tubulação do tipo PIP.

[0015] Opcionalmente, o colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector e a porção usinada da segunda extremidade de conector têm o mesmo raio interno e formam um furo contínuo que está em linha com o furo do tubo interno da tubulação do tipo PIP.

[0016] Opcionalmente, o raio circunferencial externo do colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector é menor que o raio circunferencial externo da porção usinada da segunda extremidade de conector.

[0017] Opcionalmente, o conector do tipo PIP compreende um pescoço entre o colar longitudinal externo da primeira extremidade de conector e a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector e o colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector e a porção usinada da segunda extremidade de conector.

[0018] Opcionalmente, o conector do tipo PIP é para uso em uma tubulação do tipo PIP passível de enrolamento.

[0019] A presente invenção fornece um conjunto de união para unir duas seções do tipo tubo em tubo (PIP) de uma tubulação do tipo PIP para lançamento em um ambiente marinho, sendo que as seções do tipo PIP compreendem pelo menos tubos de metal internos e externos e um espaço anular entre os mesmos, sendo que o conjunto de união compreende pelo menos o primeiro e o segundo conectores do tipo tubo em tubo (PIP), conforme definido no presente documento, e um acoplamento entre as porções de acoplamento das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento.

[0020] Opcionalmente, o acoplamento é um ou mais dentre o grupo que compreende: fixações mecânicas, soldagem e um ou mais tubos com parede única intermediária.

[0021] Opcionalmente, o acoplamento compreende pelo menos uma ou mais fixações mecânicas, e as fixações mecânicas compreendem um ou mais dentre o grupo que compreende: parafusos, cavilhas, fivelas, braçadeiras, pinos, prendedores e combinações dos mesmos.

[0022] Opcionalmente, pelo fato de que pelo menos uma das fixações mecânicas é integral a um ou mais dentre o primeiro e o segundo conectores.

[0023] Opcionalmente, o acoplamento inclui uma ou mais soldas circunferenciais.

[0024] Opcionalmente, o acoplamento inclui um ou mais tubos com parede única intermediária entre as segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores.

[0025] Opcionalmente, o conjunto de união compreende adicionalmente uma pluralidade de espaçadores externamente no conjunto de união e no tubo externo da tubulação do tipo PIP em cada lado do conjunto de união.

[0026] A presente invenção fornece uma tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) para lançamento em um ambiente marinho que compreende uma pluralidade de seções do tipo PIP que compreendem pelo menos tubos de metal internos e externos e um espaço anular entre os mesmos e que compreende um ou mais conectores do tipo PIP, conforme definido no presente documento, ou um ou mais conjuntos de união, conforme definido no presente documento, entre as duas ditas seções do tipo PIP, ou ambos.

[0027] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP é uma tubulação passível de enrolamento.

[0028] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP compreende pelo menos um conector do tipo PIP ou pelo menos um conjunto de união, ou os dois, para afixação ou inserção destinada de extremidade durante lançamento de um ou mais dentre o grupo que compreende: encaixes de iniciação, terminações de extremidade de tubulação (PLETs), válvulas de tubo, peças em T, conjuntos em T, seções de tubo instrumentadas e peças em Y.

[0029] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP compreende pelo menos um conector do tipo PIP ou pelo menos um conjunto de união, ou os dois, para a conexão destinada a outra seção do tipo PIP ou tubulação do tipo PIP para formar uma tubulação do tipo PIP mais longa.

[0030] A presente invenção fornece um método para conectar uma estrutura submarina em linha a uma tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) para lançamento em um ambiente marinho que compreende pelo menos tubos de metal internos e externos e um espaço anular entre os mesmos, sendo que o método compreende pelo menos as etapas de: (i) fornecer a tubulação do tipo PIP que tem um ou mais conectores do tipo PIP, conforme definido no presente documento, ou um ou mais conjuntos de união, conforme definido no presente documento, entre as duas ditas seções do tipo PIP, ou os dois; (ii) desacoplar o acoplamento de pelo menos uma segunda extremidade de conector de um conector do tipo PIP para fornecer a porção usinada do conector do tipo PIP configurado para ser compatível com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha e para se conectar ao mesmo; e (iii) conectar a estrutura submarina em linha na porção usinada do conector do tipo PIP para conectar a estrutura submarina em linha à tubulação do tipo PIP.

[0031] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP tem um ou mais conjuntos de união, conforme definido no presente documento, e que compreende adicionalmente a conexão da estrutura submarina em linha nas porções usinadas de ambas as segundas extremidades de conector do primeiro e segundo conectores para conectar a estrutura submarina em linha à tubulação do tipo PIP.

[0032] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP é uma tubulação passível de enrolamento, e o método compreende adicionalmente as etapas de: - enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel, e - desenrolar pelo menos uma das seções do tipo PIP do carretel antes de desacoplar o conector do tipo PIP.

[0033] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente a etapa de adicionar uma pluralidade de espaçadores externamente no tubo externo da tubulação do tipo PIP em cada lado do conjunto de união, ou em cada conjunto de união, antes de enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel.

[0034] Opcionalmente, o método compreende a adição da pluralidade de espaçadores circunferencialmente ao redor do tubo externo da tubulação do tipo PIP em cada lado do conjunto de união, ou em cada conjunto de união, antes de enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0035] A invenção pode ser melhor entendida com referência à seguinte descrição detalhada em conjunto com os desenhos ilustrativos anexos.

[0036] As Figuras 1a e 1b são cortes transversais da técnica anterior de tubulações do tipo PIP parcialmente formadas e completamente formadas, respectivamente, que inclui uma peça em T convencional.

[0037] A Figura 2 é uma vista em corte transversal de um conector do tipo PIP em uma tubulação do tipo PIP de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0038] A Figura 3 é uma vista em corte transversal de um desenvolvimento do conector do tipo PIP da Figura 2 conectado a uma PLET.

[0039] A Figura 4 é uma modificação do conector do tipo PIP da Figura 2.

[0040] A Figura 5 é uma vista em corte transversal de um desenvolvimento da Figura 4.

[0041] A Figura 6 é uma vista em corte transversal de um conjunto de união para uma tubulação do tipo PIP de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 7 é uma vista em corte transversal de uma tubulação do tipo PIP de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0043] A Figura 8 é uma vista esquemática de uma primeira etapa de um método de conexão de uma estrutura submarina em linha em uma tubulação do tipo PIP de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção.

[0044] A Figura 8a é uma vista em corte transversal ampliada de uma porção da tubulação do tipo PIP que é enrolada na Figura 8.

[0045] As Figuras 9a a 9c são vistas esquemáticas de etapas adicionais do método da Figura 8.

[0046] As Figuras 10 a 14 são exemplos de várias tubulações do tipo PIP e estruturas em linha passíveis de formação pela presente invenção.

[0047] A Figura 15 compreende vistas de corte transversal e longitudinal de uma porção de uma estrutura submarina em linha com uma manga de união.

[0048] A Figura 16 é uma vista em corte transversal de um conjunto de união adicional de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0049] A Figura 17 é uma vista em corte transversal de um conjunto de união adicional de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0050] A Figura 18 é uma vista em corte transversal de um conjunto de união adicional de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0051] A presente invenção amplamente se refere a um conector do tipo tubo em tubo (PIP) conforme discutido que tem uma extremidade com uma porção usinada configurada para ser compatível com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha, e para se conectar ao mesmo, e uma porção de acoplamento para se acoplar a uma seção de tubulação, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento. Desse modo, a tubulação do tipo PIP assim formada já inclui pelo menos uma porção usinada compatível e configurada para ser conectada a uma estrutura submarina em linha, cuja porção usinada está facilmente disponível para o usuário durante o lançamento da tubulação do tipo PIP, sem ter que cortar a própria tubulação do tipo PIP para criar um ponto de entrada novo ou recente para uma estrutura submarina em linha ao longo do comprimento de uma seção do tipo PIP durante a operação de lançamento.

[0052] Em particular, a porção usinada da segunda extremidade do conector pode ser usinada onshore. Opcionalmente, pode ser formado separadamente para formar as seções do tipo PIP, para ter a precisão necessária para ser compatível e se conectar com um ponto de entrada complementar ou com a extremidade de uma estrutura submarina em linha, denominada no presente documento como 'portal ou furo'. Tais portais ou furos são conhecidos na técnica, e o tempo e esforço para formar uma extremidade de conector complementar pode fazer parte do esforço de pré- lançamento onshore, em vez de durante o lançamento de tubulação, em que o OPEX diário é usualmente muito alto.

[0053] Dessa forma, um benefício da presente invenção é reduzir as operações offshore para apenas um ou dois 'cortes' de tubulação do tipo PIP, e uma ou duas soldas subsequentes, em comparação com a inserção em linha convencional de uma estrutura submarina que requer a soldagem do tubo externo também.

[0054] Geralmente, a tubulação do tipo PIP é formada por um número de hastes ou seções de tubulação do tipo PIP, normalmente, mas não limitadas a, em que cada uma tem seções de tubulações de metal internos e externos de comprimento igual ou similar. As seções do tipo PIP e, consequentemente, a tubulação do tipo PIP, também compreendem pelo menos tubos de metal concêntricos ou coaxiais internos e externos, que tem entre eles um espaço anular. A natureza e as dimensões e outros parâmetros das seções de tubulação interna e externa podem diferir, geralmente, devido aos diferentes fins, como é bem conhecido na técnica, e que não está descrito no presente documento adicionalmente.

[0055] Hastes ou seções de tubulação podem ter qualquer comprimento, geralmente, mas não limitado a, 12 m ou 24 m. As tubulações do tipo PIP, formadas a partir de várias seções do tipo PIP, podem ser relativamente curtas, como menos de 1 km de comprimento, ou com extensão de vários quilômetros ou mais.

[0056] Uma tubulação do tipo PIP pode incluir uma seção de ponta ou chumbo menos complexa, às vezes também chamada de 'cadeia dianteira', destinada apenas para fixação ou conexão da tubulação do tipo PIP a um tambor ou carretel. Tais seções dianteiras ou traseiras são tipicamente de paredes simples e sacrificadas para a tubulação do tipo PIP que é lançado.

[0057] A presente invenção se estende a um conector do tipo tubo em tubo (PIP) para uso em uma tubulação do tipo PIP entre uma seção do tipo PIP e uma seção dianteira ou traseira.

[0058] Em uma modalidade da presente invenção, a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector é separada e tem um diâmetro maior que a porção usinada da segunda extremidade de conector. Desse modo, a porção usinada é separada da porção de acoplamento, e a ação referente ao acoplamento e desacoplamento da porção de acoplamento da segunda extremidade de conector é separada ou distinta da porção usinada. A porção usinada pode ser mantida livre ou distinta da porção de acoplamento, pronta para uso visto que o acoplamento foi desacoplado e a porção usinada seja fornecida ao usuário.

[0059] Sendo que o acoplamento entre a porção de acoplamento do conector pode alterar em formato de qualquer modo durante qualquer etapa ou processo de enrolamento ou desenrolamento, permitindo, assim, que a porção usinada da segunda extremidade do conector fique livre ou distinta da porção de acoplamento e o acoplamento evite qualquer alteração indesejável na porção usinada. Em particular, é possível durante o enrolamento ou o bobinamento de uma tubulação do tipo PIP que alguma deformação da natureza circular usual do diâmetro externo do tubo seja possível (devido à natureza arqueada de enrolamento), mas isso não afeta o formato da porção usinada da extremidade de conector, de modo que a porção usinada ainda esteja exatamente em seu formato desejado para ser compatível e se conectar com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha.

[0060] Dessa forma, um benefício do conector do tipo PIP da presente invenção é que a porção usinada da segunda extremidade do conector pode ter dimensões precisas comparadas com a ovalidade de um tubo curvo, que torna a soldagem offshore subsequente muito complexa.

[0061] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a porção de acoplamento da segunda extremidade é parte da porção usinada da pelo menos uma segunda extremidade de conector.

[0062] O conector do tipo PIP da presente invenção pode ser projetado e usinado em uma base de 'projeto por projeto'.

[0063] Opcionalmente, o colar longitudinal externo da primeira extremidade de conector e a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector têm o mesmo raio externo e formam um envoltório externo contínuo que está em linha com a circunferência do tubo externo da tubulação do tipo PIP. Desse modo, o conector do tipo PIP pode manter a dimensão externa normalmente regular e suavizar a superfície externa da tubulação do tipo PIP para manter a passividade de enrolar otimizada da tubulação do tipo PIP.

[0064] Opcionalmente, o colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector e a porção usinada da segunda extremidade de conector têm o mesmo raio interno e formam um furo contínuo que está em linha com o furo do tubo interno da tubulação do tipo PIP. Desse modo, o conector do tipo PIP pode manter o furo normalmente interno da tubulação do tipo PIP para manter a passagem suave de fluidos através do mesmo em uso.

[0065] Opcionalmente, o raio circunferencial externo do colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector é menor que o raio circunferencial externo da porção usinada da segunda extremidade de conector. Desse modo, o usuário tem mais material para conseguir a usinagem da porção usinada do que a espessura usual do material de um tubo interno de uma seção ou tubulação do tipo PIP, e a porção usinada é menos susceptível a qualquer deformação durante o enrolamento e desenrolamento.

[0066] A porção usinada da segunda extremidade de conector pode ser usinada para ser conformada ou adaptada para ser conectada, ou ser complementar ou, de outro modo, acoplada a uma estrutura submarina particular em linha, que inclui, mas não limita a, ter uma ou mais faces, partes ou aberturas projetadas e/ou usinadas para ser compatível com faces, aberturas e/ou fixações complementares da estrutura submarina em linha.

[0067] A usinagem da porção usinada da segunda extremidade de conector pode incluir a configuração da porção usinada para incluir porções de bloqueio roscadas, macho ou fêmea, ranhuras, sulcos, aberturas, etc. com capacidade para ser compatível e conectar a um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina de linha. Em particular, a porção usinada pode ter um formato de conector® mecânico GMC macho ou fêmea, ou uma formato conector® Merlin, e ser conectada a um respectivo conector fêmea ou macho de uma estrutura submarina em linha que usa uma prensa específica. A estrutura submarina em linha pode ter uma entrada ou extremidade convencional ou não convencional que inclui um portão, porta ou abertura. A invenção não é limitada pela natureza do portal ou furo complementar da estrutura submarina em linha, uma vez que a porção usinada da segunda extremidade de conector está configurada para ser compatível e se conectar com mesma.

[0068] A estrutura submarina em linha inclui estruturas de extremidade de tubulação e estruturas intermediárias de tubulação. A presente invenção não é limitada pela natureza, tamanho ou forma da estrutura submarina em linha. Exemplos de estruturas submarinas em linha incluem, mas não se limitam a, um ou mais dentre o grupo que compreende: encaixes de iniciação, terminações de extremidade de tubulação (PLETs), válvulas de tubo, peças em T, conjuntos em T, peças em T em linha (ILT), seções de tubos instrumentadas, como equipamento de monitoramento de fluxo, e válvulas e ramificações, como válvulas de tubo em linha, peças em T, peças em Y e/ou conjuntos associados.

[0069] Quando a estrutura submarina em linha for uma seção do tipo PIP ou tubulação do tipo PIP adicional, a tubulação do tipo PIP pode ser facilmente estendida, especialmente durante o lançamento da tubulação. Por exemplo, o conector do tipo PIP se torna uma 'ligação' ou 'ligação intermediária' entre duas tubulações do tipo PIP, por exemplo, quando dois (ou mais) carretéis ou manobras são necessários para atingir o comprimento total desejado da tubulação do tipo PIP.

[0070] Assim, outros exemplos de estruturas submarinas em linha que podem ser incluídas para a presente invenção incluem adicionais ou outras seções do tipo PIP e tubulações do tipo PIP, geralmente conforme descrito no presente documento e que geralmente compreende menos tubos de metal concêntricos ou coaxiais, internos e externos, e que tem um espaço anular entre os mesmos, e a presente invenção inclui o uso de dois ou mais conectores do tipo PIP para formar uma tubulação do tipo PIP que compreende duas ou mais estruturas submarinas em linha conforme definido no presente documento.

[0071] Opcionalmente, o conector do tipo tubo em tubo (PIP) compreende um pescoço entre o colar longitudinal externo da primeira extremidade de conector e a porção de acoplamento da segunda extremidade de conector e o colar longitudinal interno da primeira extremidade de conector e a porção usinada da segunda extremidade de conector. Opcionalmente, o pescoço fornece uma porção de anel complementar ao anel da tubulação do tipo PIP.

[0072] Opcionalmente, o conector do tipo tubo em tubo (PIP) é para uso em uma tubulação do tipo PIP passível de enrolamento. Ou seja, a assim formada tubulação do tipo PIP é montada onshore e pode ser enrolada ou bobinada em um carretel grande, às vezes também denominado carretel de armazenamento ou tambor. Uma vez offshore, a tubulação do tipo PIP pode ser desenrolada do carretel e está diretamente disponível para lançamento por uma rampa de lançamento ou similar. Exemplos de tubulações do tipo PIP passíveis de enrolamento são descritas no documento WO 2010/010390 A1.

[0073] O conector do tipo PIP pode ter qualquer comprimento e não está limitado a ter um comprimento alongado em comparação com o seu diâmetro ou tamanho de dimensão cruzada, ou as suas extremidades. É apenas uma exigência do conector do tipo PIP que ele tenha uma primeira extremidade do conector que compreende colares longitudinais internos e externos correspondentes em circunferência à circunferência dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP, e que eles possam ser passíveis de soldagema outro tubo ou seção, como as extremidades de outras seções do tipo PIP e que possuem uma segunda extremidade de conector descrita a seguir.

[0074] A natureza, tamanho e forma da primeira extremidade do conector do conector do tipo PIP não está limitada na presente invenção, e o especialista está ciente dos tamanhos, formatos e formas adequados para atender às extremidades de uma seção do tipo PIP.

[0075] Um conjunto de união da presente invenção se refere à união de duas seções do tipo tubo em tubo (PIP) e compreende pelo menos primeiro e segundo conectores do tipo PIP conforme definido no presente documento, e um acoplamento entre as porções de acoplamento das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento.

[0076] As segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores no conjunto de união podem ser iguais ou diferentes, e podem variar em natureza, formato e tamanho, dependendo do conjunto de união necessários. Pelo menos uma das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores é usinada para ser conectável a uma estrutura submarina em linha, bem como ter capacidade para formar um acoplamento entre as segundas extremidades do conector para formar o conjunto de união da presente invenção.

[0077] Quando a tubulação do tipo PIP for uma tubulação passível de enrolamento, a assim formada tubulação do tipo PIP pode ser enrolada em um carretel adequado para desenrolamento e desbobinamento subsequentes no método de lançamento de carretel conforme descrito no presente documento.

[0078] O acoplamento entre as extremidades do segundo conector do primeiro e do segundo conectores do conjunto de união é opcionalmente um ou mais dentre o grupo que compreende: fixações mecânicas, soldagem e um ou mais tubos com parede única intermediária.

[0079] Exemplos de fixações mecânicas adequadas incluem cavilhas e porcas, porções roscadas dentro de aberturas adequadas e parafusos.

[0080] Uma ou mais partes das fixações mecânicas podem ser formadas como parte de um do primeiro e do segundo conectores, ou adicionadas a elas como uma adição temporária ou permanente, como sendo soldadas a uma ou mais extremidades ou faces de um primeiro e um segundo conector na forma de um rebite.

[0081] O acoplamento entre as extremidades do segundo conector do primeiro e do segundo conectores pode ser por ou incluir soldagem. Ou seja, pela formação de uma ou mais soldas entre os mesmos. Preferencialmente, a soldagem compreende uma ou mais soldas circunferenciais.

[0082] O acoplamento entre as extremidades do segundo conector do primeiro e do segundo conectores pode incluir um ou mais tubos com parede única intermediária. Ou seja, um tubo de parede única está localizado entre as segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores, e acoplado ao mesmo por qualquer mecanismo conhecido, como soldagem.

[0083] Em uma modalidade particular da presente invenção, é fornecido um conjunto de união conforme definido no presente documento que compreende pelo menos: (a) primeiro e segundo conectores conforme definido no presente documento; (b) cada uma das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores que compreende uma porção de acoplamento e uma porção usinada separada, a porção de acoplamento que tem um diâmetro maior do que a porção usinada; e (c) um acoplamento entre as porções de acoplamento das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores que são um tubo de parede única intermediária soldado.

[0084] Opcionalmente, o conjunto de união da presente invenção compreende adicionalmente uma pluralidade de espaçadores externamente no conjunto de união e no tubo externo da tubulação do tipo PIP em cada lado do conjunto de união. Os espaçadores podem ser para ajudar a proteger o conjunto de união de entrar em contato com outras superfícies, especialmente se o conjunto de união compreende qualquer aumento no diâmetro comparado com o diâmetro geral ou a dimensão da superfície externa da tubulação do tipo PIP. Por exemplo, os espaçadores podem proteger o conjunto de união durante o enrolamento e desenrolamento de uma tubulação do tipo PIP, em que o conjunto de união deve ser enrolado ao lado de bobinas prévias da tubulação do tipo PIP em um carretel.

[0085] A presente invenção pode fornecer uma tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) para lançamento em um ambiente marinho. Preferencialmente, a tubulação do tipo PIP da presente invenção é uma tubulação passível de enrolamento. Ou seja, a tubulação do tipo PIP é montada onshore e pode ser enrolada ou bobinada em um carretel grande, às vezes também denominado carretel de armazenamento ou tambor. Uma vez offshore, a tubulação do tipo PIP pode ser desenrolada do carretel e está diretamente disponível para lançamento por uma rampa de lançamento, torre de lançamento ou similar.

[0086] A tubulação do tipo PIP pode ter uma pluralidade de conectores do tipo PIP e/ou conjunto de união, conforme definido no presente documento, entre seções do tipo PIP vizinhas, sendo que cada conector e/ou conjunto de união são iguais ou diferentes.

[0087] Opcionalmente, a tubulação do tipo PIP compreende pelo menos um conector do tipo PIP e/ou pelo menos um conjunto de união para afixação ou inserção destinada de extremidade durante lançamento de um ou mais dentre o grupo que compreende: encaixes de iniciação, terminações de extremidade de tubulação (PLETs), válvulas de tubo, peças em T, conjuntos em T, seções de tubo instrumentadas e peças em Y. Em particular, para a inserção pretendida durante o lançamento de uma peça em T em linha (ILT), e opcionalmente pelo menos um outro conjunto de união para a inserção pretendida durante o lançamento de uma PLET.

[0088] Alternativa ou adicionalmente, a tubulação do tipo PIP compreende opcionalmente pelo menos um conector do tipo PIP e/ou pelo menos um conjunto de união para a conexão pretendida com outra seção do tipo PIP ou tubulação do tipo PIP. Desse modo, a tubulação do tipo PIP da presente invenção pode ser usada para formar uma tubulação do tipo PIP mais longa formada a partir de duas ou mais tubulação do tipo PIP unidas por um ou mais conjuntos de união conforme definido no presente documento.

[0089] Dessa forma, a presente invenção também se estende a uma tubulação do tipo PIP que compreende uma pluralidade de conjuntos de união conforme definido no presente documento com capacidade para combinar duas ou mais tubulações do tipo PIP e para incluir como uma estrutura intermediária ou extremidade uma ou mais outras estruturas submarinas em linha conforme definido no presente documento, como uma PLET ou ILT.

[0090] Na presente invenção, o acoplamento é passível de desacoplamento antes da colocação da tubulação do tipo PIP em um ambiente marinho. Por exemplo, em que a tubulação do tipo PIP está em uma embarcação, geralmente uma embarcação ou barcaça de lançamento de tubo, antes da entrada da tubulação do tipo PIP na água, o usuário é capaz de desacoplar o acoplamento de pelo menos um conector do tipo PIP, para conectar a porção usinada da segunda extremidade de conector do conector do tipo PIP a uma estrutura submarina em linha.

[0091] Na presente invenção, o desacoplamento do conector do tipo PIP pode ser realizado com o uso de qualquer etapa, etapas, processo ou processos destrutivos ou não destrutivos, de modo a desconectar, desunir ou separar de outro modo o acoplamento de uma tubulação do tipo PIP, para conectar a porção usinada da segunda extremidade de conector do conector do tipo PIP a uma estrutura submarina em linha. Como o acoplamento é um acoplamento preso ou uma conexão entre o conector do tipo PIP e a tubulação do tipo PIP para suportar as condições de lançamento da tubulação do tipo PIP em um ambiente marinho, o desacoplamento pode envolver um ou mais dentre o grupo que compreende: cortar, desvincular, 'dessoldar', desatar, afrouxar, etc. do acoplamento preso, com o uso de aparelhos ou equipamentos conhecidos. Opcionalmente, o desacoplamento não afeta a porção usinada da segunda extremidade de conector.

[0092] Com referência aos desenhos, as Figuras 1a e 1b mostram uma tubulação do tipo PIP da técnica anterior 2 que tem tubos internos 7 e tubos externos 12 nos quais é desejada uma peça em T 4 durante o lançamento de uma maneira conhecida na técnica. A natureza e o formato de uma peça em T convencional, conforme mostrado nas Figuras 1a e 1b, significa que não pode ser adicionada à tubulação 2 como parte de qualquer processo de montagem onshore, uma vez que o bocal de injeção 14 se estende para além da circunferência externa da tubulação 2.

[0093] Dessa forma, a tubulação do tipo PIP 12 foi cortada num certo ponto ao longo do seu comprimento durante o processo de lançamento para formar as duas seções separadas do tipo PIP mostradas para permitir a inserção e conexão da peça em T 4 entre as mesmas. O tubo interno 6 da peça em T 4 é soldado por soldas 5 ao tubo interno 7 de uma parte da tubulação 2, e então dois envoltórios externas 8 são fornecidas e soldadas entre o tubo externo 10 da peça em T 4 e os tubos externos 12 da tubulação 2 para criar a conexão e continuação da tubulação 2. Visto que a soldagem esteja completa, conforme mostrado na Figura 1b, o lançamento da tubulação 2 em um ambiente marinho pode continuar.

[0094] Pode ser visto que as operações nas Figuras 1a e 1b requerem o corte da tubulação do tipo PIP, usinagem e alinhamento dos tubos internos 7 com os tubos internos de peça em T 6, duas soldas de tubo interno (soldas 5), as envoltórios externos adicionais 8 e, em seguida, a adição das várias soldas externas, em que todas causam atraso de tempo durante o processo de lançamento.

[0095] A Figura 2 mostra um exemplo de um conector do tipo PIP 30 para uso em uma tubulação do tipo PIP 20 para lançamento em um ambiente marinho de acordo com a presente invenção.

[0096] A extremidade da tubulação do tipo PIP 20 mostrada na Figura 2 compreende um tubo interno de metal 22 e um tubo externo de metal 24 e um espaço anular 26 entre os mesmos. O tubo interno 22 pode ser formado de qualquer aço, aço carbono, aço inoxidável supermartensítico (SMSS), duplex, superduplex e outras ligas resistentes à corrosão. O tubo interno 22 também pode ser monometálico, ou bi metálico como um tubo revestido metalurgicamente ligado ou um tubo mecanicamente forrado.

[0097] Opcionalmente, o tubo interno 22 e/ou o conector do tipo PIP 30 incluem um revestimento/forro produzido a partir de uma liga resistente à corrosão, como um CRA sólido, tipicamente 316, 825 e 625, ou a partir de um forro de plástico HDPE. Qualquer conexão entre revestimentos metálicos seria através de soldas circunferenciais que também seriam produzidas a partir de uma liga resistente à corrosão.

[0098] Opcionalmente, o tubo externo 24 também é formado de aço carbono, e pode ser o mesmo material que o tubo interno 22.

[0099] Opcionalmente, o tubo interno 22 tem um diâmetro interno na faixa de 0,15 e 0,36 metros (6 e 14 polegadas), e o tubo externo 24 tem um diâmetro interno na faixa de 0,25 e 0,46 metros (10 e 18 polegadas).

[0100] O conector do tipo PIP 30 pode ser produzido a partir de um método forjado, ou pelo método Pressionamento Isostático a Quente(HIP), e depois usinado para precisão. O conector do tipo PIP 30 pode ser produzido a partir de Aço Carbono, Aço Carbono com soldagem revestida por sobreposição, duplex e superduplex e, se necessário, plástico.

[0101] Embora o material do conector do tipo PIP 30 e a tubulação do tipo PIP 20 possam ser diferentes, podem também ser escolhidos para serem idênticos, de modo a serem facilmente soldados, o que permite que a corrosão seja controlada.

[0102] O conector do tipo PIP 30 tem uma primeira extremidade de conector 34 que compreende um colar longitudinal interno 36 e um colar longitudinal externo 37, que corresponde em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos 22, 24 da tubulação do tipo PIP e soldados nas extremidades das duas seções do tipo PIP 20, como por solda circunferencial 38.

[0103] O primeiro conector 30 também tem uma segunda extremidade de conector 40. A segunda extremidade de conector 40 compreende uma porção usinada 42 configurada para ser compatível com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha, e uma porção de acoplamento 41 para se acoplar a uma seção de tubulação 44, sendo que o dito acoplamento é passível de desacoplamento, conforme discutido a seguir.

[0104] A Figura 2 mostra o colar longitudinal externo 37 da primeira extremidade de conector 34 e a porção de acoplamento 41 da segunda extremidade de conector 40 que tem o mesmo raio externo e forma um envoltório externo contínuo que está alinhado com a circunferência do tubo externo 24 de a tubulação do tipo PIP 20. A Figura 2 também mostra o colar longitudinal interno 22 da primeira extremidade de conector 34, e a parte usinada 42 da segunda extremidade de conector 40 que tem o mesmo raio interno e forma um furo contínuo que está em linha com o furo do tubo interno 22 da tubulação do tipo PIP 20. Entre o colar longitudinal externo 37 e a porção de acoplamento 41, e o colar longitudinal interno 22 e a porção usinada 42, há um pescoço 45.

[0105] A porção de acoplamento 41 da segunda extremidade de conector 40 é acoplada por uma solda circunferencial 46 a um tubo de parede única intermediária 44, exemplos dos quais são discutidos a seguir.

[0106] A Figura 3 mostra o conector do tipo PIP 30 da Figura 2 realizado a partir do tubo de parede única intermediária 44, geralmente pela liberação da solda circunferencial 46. A Figura 3 mostra agora a introdução de uma extremidade de uma estrutura submarina em linha 64 na porção usinada 42 da segunda extremidade de conector 40 com o uso de uma solda circunferencial externa 66 com a porção de acoplamento 41. Alternativamente, a porção usinada 42 poderia ser soldada diretamente à estrutura submarina em linha, ou uma vedação (não mostrada) poderia ser adicionada entre as mesmas.

[0107] A Figura 4 mostra outro conector do tipo PIP 30a, de acordo com a presente invenção, que tem uma primeira extremidade de conector 34 que tem colares longitudinais internos e externos que corresponde em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP 20 mostrada na Figura 2, e uma segunda extremidade de conector 40a que tem uma porção de acoplamento 41a, e uma porção usinada que é um colar interno 70 com uma porção roscada externa 72. O conector do tipo PIP 30a tem um acoplamento 74 a um tubo de parede única 76 da mesma maneira ou semelhante à mostrada na Figura 2.

[0108] O especialista entende que a porção roscada externa 72 pode, de fato, ser qualquer interface mecânica adequada e pode estar localizada dentro ou fora do colar interno 70, ou ambos, de modo a fornecer uma porção usinada que pode ser compatível e conectar com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha. A presente invenção não é limitada pela natureza da porção usinada, ou pela natureza da conexão com a estrutura submarina em linha.

[0109] Em uso, o tubo de parede única intermediária 76 mostrado na Figura 4 é desacoplado da porção de acoplamento 41a, de modo que a porção roscada 72 no colar interno 70 está agora disponível para uso. A Figura 5 mostra uma estrutura submarina em linha 78 que tem um furo interno 79 com uma porção roscada complementar interna 80, que pode ser acoplada à porção roscada 72 do colar interno 70 do conector do tipo PIP 30a para afixação simples entre os mesmo, seguida da adição de uma ou mais vedações ou soldagem 81. A Figura 5 também mostra a estrutura submarina em linha 78 que tem uma porção flangeada 82 com aberturas 84 para permitir a ligação mecânica direta da estrutura submarina em linha 78 a um ponto de conexão adequado em outra unidade ou instalação, por exemplo, uma cabeça a granel, para aparafusamento mecânico direto.

[0110] A Figura 6 mostra um conjunto de união 28 para unir duas seções do tipo PIP 20 de uma tubulação do tipo PIP para lançamento em um ambiente marinho. As extremidades das seções do tipo PIP 20 mostradas novamente na Figura 6 compreende um tubo interno de metal 22 e um tubo externo de metal 24 e um espaço anular 26 entre os mesmos.

[0111] A Figura 6 usa dois dos conectores do tipo PIP 30 mostrados na Figura 2. O segundo conector 32 é semelhante ao primeiro conector do tipo PIP 30 que tem uma primeira extremidade de conector 34 que compreende um colar longitudinal interno 36 e um colar longitudinal externo 37 que corresponde em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos 22, 24 da seção do tipo PIP 20 e soldados na extremidade da seção do tipo PIP 20. O segundo conector do tipo PIP 32 também tem uma segunda extremidade de conector 40 configurada para ser conectável a uma estrutura submarina em linha conforme discutido a seguir.

[0112] Entre as segundas extremidades de conector 40 do primeiro e segundo conectores 30, 32 é um acoplamento 43, que é um tubo de parede única direta intermediária 44, sonda circunferencial 46 em cada extremidade dos colares externos do primeiro e do segundo conectores 30, 32. O acoplamento 43 fornece a continuação da tubulação do tipo PIP para o enrolamento subsequente da tubulação do tipo PIP, conforme mostrado na Figura 8 discutida a seguir.

[0113] O tubo intermediário reto de parede única 44 pode ser conectado aos conectores do tipo PIP 30, 32 por outros meios, como com roscas. O comprimento do acoplamento 43 pode ser adequado para a tubulação específica. Opcionalmente, é menor que 10 m, mas pode ser de até 25 m ou mais. O tubo de parede simples direta intermediária 44 pode ser formado de aço, como aço carbono.

[0114] A Figura 7 mostra uma tubulação do tipo PIP 29 que compreende, da 'esquerda para a direita', a extremidade de uma primeira seção do tipo PIP 20a que compreende tubos de metal internos e externos 22, 24 de uma maneira descrita anteriormente, um conjunto de união 28 conforme descrito anteriormente e mostrado na Figura 6, uma segunda seção do tipo PIP 20b com tubos de metal internos e externos semelhantes, um conector do tipo PIP 30, conforme descrito no presente documento e mostrado na Figura 2 e uma cadeia dianteira de parede única 85, tapada por uma cabeça de peão 86.

[0115] As cabeças de peão 86 são conhecidos na técnica e podem ser usados como afixação fácil a outros itens em uma operação de enrolamento de tubulação, como o carretel ou tambor em que a tubulação deve ser enrolada. De modo similar, a cadeia dianteira 85 é bem conhecida na técnica em que é uma peça de tubulação simples de sacrifício na frente ou na extremidade de uma tubulação do tipo PIP.

[0116] A tubulação do tipo PIP 29 é uma tubulação passível de enrolamento que tem conectores do tipo PIP em linha com porções usinadas pré-preparadas disponíveis para uso conforme descrito a seguir.

[0117] A Figura 8 mostra o enrolamento da tubulação do tipo PIP 29 a partir de uma localização onshore 54 para uma embarcação de lançamento de tubo 52 sobre uma rampa de lançamento 58 e para um carretel 56. Em uma primeira alternativa, a tubulação do tipo PIP 29 poderia ser enrolada para uma embarcação de lançamento adequado através de uma torre de lançamento (não mostrada). Em outra alternativa, o carretel 56 é onshore, e é subsequentemente localizado em uma embarcação de lançamento de tubo 52 visto que a tubulação 29 é enrolada sobre a mesma.

[0118] Conforme mostrado, em particular, na Figura 8a, o encurvamento da tubulação do tipo PIP 29, como é bobinada sobre o carretel 56, causa alguma dobra e, portanto, provável ovalização nas partes externas da tubulação do tipo PIP 29. A Figura 8a mostra a curvatura da cadeia dianteira 85 e a segunda seção do tipo PIP 20b com um conector do tipo PIP 30 entre as mesma. No entanto, é um benefício particular da presente invenção que a porção usinada 42 da segunda extremidade de conector 40 do conector do tipo PIP 30 não seja afetada pela conformação das porções ao seu redor, e em particular qualquer curvatura da porção de acoplamento 41 do conector do tipo PIP 30 quando se ajusta para encaixar na curvatura da cadeia dianteira 85.

[0119] O especialista pode ver que a mesma alteração de formato ocorre durante o enrolamento de todos os conectores do tipo PIP 30, seja singularmente ou em duplicata como parte de um conjunto de união 28, ambos os quais são mostrados na Figura 7. Dessa forma, a natureza da máquina da porção usinada 42 é mantida na forma perfeita pronta para ser compatível e se conectar com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha.

[0120] Após o enrolamento da tubulação do tipo PIP 29 sobre o carretel 56 na Figura 8, a embarcação de lançamento de tubos 52 se desloca para um local de lançamento de tubos para o lançamento da tubulação 29 subaquática 59.

[0121] A Figura 9a mostra a embarcação de lançamento de tubo 52 em uma localização offshore, e lançamento da tubulação 29 sob a água 59 do carretel 56 e sobre a rampa de lançamento 58. Tipicamente, a rampa lançamento 58 é levantada durante a operação de lançamento.

[0122] A Figura 9b mostra o desenrolamento das seções do tipo PIP 20a, b e a localização do conjunto de união 28 entre os mesmos na rampa de lançamento 58. Nesse estágio, pretende-se conectar uma estrutura submarina em linha, normalmente um T Em Linha (ILT), um Y Em Linha (ILY), qualquer equipamento de monitoramento em linha, vale de isolamento submarino (SSIV), na tubulação do tipo PIP 29 antes de a porção da tubulação do tipo PIP ser lançada na água 59. Dessa forma, a Figura 9b mostra a etapa de fornecer a tubulação do tipo PIP 29 que tem um conjunto de união 28 formado pelo primeiro e pelo segundo conectores do tipo PIP 30, 32, e um acoplamento 43 entre duas seções do tipo PIP 20.

[0123] A Figura 9b mostra o uso de braçadeiras de bloqueio 62 que são aplicadas à seção do tipo PIP 20a abaixo do acoplamento 43 de uma maneira conhecida na técnica, antes do desacoplamento do acoplamento 43 entre o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 30, 32 para fornecer pelo menos uma porção usinada de um conector configurado para ser conectável a uma estrutura submarina em linha 60 (mostrada na Figura 9c). O desacoplamento pode ser realizado por qualquer operação adequada, como cortar, dessoldar ou afrouxar quaisquer fixações mecânicas, com o uso de aparelhos ou equipamentos conhecidos.

[0124] A Figura 9c mostra o primeiro conector do tipo PIP desacoplado 30 em uma seção do tipo PIP 20a, e o segundo conector do tipo PIP 32 de outra seção do tipo PIP 20b, que pode então ser espaçado apropriadamente (operando-se o carretel 56 e/ou braçadeiras 62) para fornecer espaço suficiente para a localização da estrutura submarina em linha 60 entre as mesmas. O comprimento do acoplamento 43 pode ser o mesmo que a estrutura em linha 60, ou ser diferente. Após a tubulação 29 estar presa na braçadeira 62, a parte da tubulação 29, como a seção do tipo PIP 20b fixada ao carretel, pode ser empurrada para baixo para reduzir a distância entre os conectores do tipo PIP 30, 32 ou pode ser puxada de volta para aumentar a distância.

[0125] A estrutura submarina 60 em linha pode então ser conectada a pelo menos uma segunda extremidade de conector do primeiro e do segundo conectores 30, 32 para conectar a estrutura submarina em linha a pelo menos uma extremidade da tubulação do tipo PIP 29. Para a metodologia/corte transversal apresentada na Figura 4, a estrutura em linha/linha de extremidade será soldada ao conector 30 em um ou dois lados. Outras Figuras anexas representam outros tipos de conectores que envolvem aparafusamento, roscas, juntas etc.

[0126] Para o exemplo mostrado na Figura 9c, pretende-se que a estrutura submarina em linha 60 seja ligada às segundas extremidades de conector tanto do primeiro quanto do segundo conectores do tipo PIP 30, 32, de modo que após a conexão, existe uma continuação da tubulação ou uma tubulação contínua 29 para lançamento subsequente na água 59.

[0127] Em uma alternativa, a estrutura submarina em linha 60 pode ser um 'encaixe de extremidade' de tubulação, como um PLET, que se destina apenas a ser conectado a segunda extremidade de conector de um dos primeiros e dos segundos conectores 30, 32, usualmente o primeiro conector 30, de modo que após a conexão, a tubulação do tipo PIP 29 é lançada na água 59, e a tubulação do tipo PIP 29 restante no carretel 56 está pronta para uma operação de lançamento separada.

[0128] Desse modo, qualquer tipo de estrutura submarina em linha pode ser localizada e acoplada em ou em uma tubulação do tipo PIP durante o processo de lançamento, sem ter que cortar a própria tubulação do tipo PIP para criar um novo ou recente ponto de entrada. A presente invenção usa um ou mais conectores já adaptados para serem configurados para serem conectáveis à estrutura submarina em linha para facilidade e rapidez da operação de acoplamento. Assim, qualquer estrutura submarina convencional em linha, muitas das quais geralmente não são de tamanho e/ou dimensões maiores do que a tubulação do tipo PIP, pode ser adicionada antes do lançamento, enquanto a tubulação do tipo PIP ainda pode ser formada onshore e enrolada novamente em um carretel para lançar no método de lançamento de carretel.

[0129] As Figuras 10 a 14 mostram exemplos das várias tubulações do tipo PIP que podem ser formadas a partir da presente invenção. A Figura 10 mostra uma tubulação do tipo PIP 200 que tem uma peça em T em linha intermediária (ILT) 206 que tem portais complementares 207 com capacidade de serem acoplados a porções usinadas das segundas extremidades de conector 212 dos conectores do tipo PIP 214 localizados nas extremidades da primeira e da segunda seções do tipo PIP 202, 204. Na outra extremidade da seção do tipo PIP 202, é adicionado uma PLET 208 com base em uma ligação de envoltório de metade soldada convencional 218 conhecida na técnica. Na outra extremidade da segunda seção do tipo PIP 204 está outro conector do tipo PIP 220 de acordo com uma modalidade da presente invenção, e que tem uma porção usinada 222 configurada para ser compatível e conectar com um portal complementar 224 de uma segunda PLET 210.

[0130] Pode ser visto que a tubulação 200 mostrada na Figura 10 pode ser formada a partir da tubulação do tipo PIP 29 mostrada na Figura 7 que tem o conjunto de união necessário 28 que pode ser usado para inserir o ILT 206 entre as seções do tipo PIP 20a e 20b, e o conector do tipo PIP separado 30 que tem uma segunda extremidade de conector 40 com capacidade para se conectar com a segunda PLET 210. Dessa forma, a tubulação 200 mostrada na Figura 10 pode ser fornecida a partir da tubulação do tipo PIP 29 mostrada na Figura 7 pelo desacoplamento da tubulação de parede única intermediária 44 e o desacoplamento da cadeia dianteira 85, para fornecer as porções usinadas livres dos conectores do tipo PIP 30 mostrados na Figura 7 disponíveis para ser compatível e conectar com o ILT 206 e asegunda PLET 210, sem a necessidade de realizar qualquer usinagem de precisão durante o lançamento da tubulação do tipo PIP para ser compatível com as seções do tipo PIP com as estruturas submarinas em linha.

[0131] A Figura 11 mostra, primeiramente, a provisão de uma primeira tubulação do tipo PIP 230 que tem em uma extremidade uma PLET 208 soldada convencionalmente, e em uma segunda extremidade uma segunda PLET 234 que está conectada através de um conector do tipo PIP 214 de uma maneira mostrada na Figura 10, para fornecer uma tubulação do tipo PIP com PLETs 208, 234 em cada extremidade. A Figura 11 também mostra uma segunda tubulação do tipo PIP 240 que compreende uma seção do tipo PIP 204 que tem um conector do tipo PIP 214 em uma extremidade para conectar com uma terceira PLET 242, e outro conector do tipo PIP 220 na outra extremidade para conectar com uma PLET 210 conforme mostrado na Figura 10.

[0132] A Figura 11 ilustra a capacidade da presente invenção para fornecer duas tubulações do tipo PIP 230, 240 separadas a partir de uma única tubulação do tipo PIP 29 enrolada conforme mostrado na Figura 7, por uso alternativo das extremidades usinadas dos conectores do tipo PIP 214 para separar as PLETs 234, 242. Dessa forma, a mesma tubulação do tipo PIP 29 mostrada na Figura 7 pode fornecer diferentes alternativas para a fabricação e operação da tubulação, o que permite a flexibilidade do projeto e do lançamento.

[0133] A Figura 12 mostra uma variação adicional disponível a partir do uso da tubulação 29 mostrada na Figura 7. Na Figura 12, a tubulação do tipo PIP 29 tem capacidade para fornecer a primeira e a segunda tubulações do tipo PIP 230, 240 mostradas na Figura 11, em conjunto com o uso adicional da cadeia dianteira 85 para formar uma única linha 250 entre uma PLET 252 e um flange de extremidade 254.

[0134] A Figura 13 mostra uma primeira tubulação do tipo PIP 260 que pode ser fornecida a partir de um primeiro carretel (não mostrado), e uma segunda tubulação do tipo PIP 262 que pode ser fornecida a partir de um segundo carretel (não mostrado). A primeira tubulação do tipo PIP 260 inclui um conector do tipo PIP 30 conforme descrito no presente documento, e uma caldeira dianteira 85 e uma cabeça de peão 86 da maneira descrita em relação à Figura 7. A segunda tubulação do tipo PIP 262 também inclui um conector do tipo PIP 30 e uma caldeira dianteira 85 e uma cabeça de peão 86. A outra extremidade da segunda seção do tipo PIP 262 inclui um conector final do tipo de bola configurado para conectar ao conector do tipo PIP da primeira tubulação do tipo PIP 260.

[0135] A Figura 14 mostra a formação de uma tubulação do tipo PIP mais longa 264 pela conexão da primeira e da segunda tubulações do tipo PIP 260, 262 da Figura 13, pelo simples uso de uma ligação intermediária entre o conector de extremidade da segunda tubulação do tipo PIP 262 e o último conector do tipo PIP 30 da primeira tubulação do tipo PIP 260, e a adição de PLETs de extremidade 266 para completar a formação da tubulação do tipo PIP 264. Dessa forma, a tubulação do tipo PIP 264 pode ser fornecida a partir de dois carretéis diferentes, ou duas manobras de embarcação diferentes a partir de um local onshore, para fornecer uma tubulação do tipo PIP estendida com fácil conexão entre os mesmos de uma maneira descrita no presente documento.

[0136] A Figura 15 mostra dois conectores do tipo PIP 30 conforme descrito no presente documento, em cada lado de uma estrutura T em linha (ILT) 268, que tem uma manga de união 270 através do furo da ILT 268 e nas extremidades dos conectores do tipo PIP 30, como para formar um furo contínuo 272 pelo mesmo. A manga de união 270 compreende uma série de pás 274. O uso de várias pás para formar a manga permite a passagem de um ‘PIG’ durante as operações de inspeção, ao mesmo tempo que permite um fluxo constante de hidrocarbonetos, como óleo entre as lâminas durante a produção. As pás impedem a estagnação de hidrocarbonetos entre a manga e a estrutura ou conectores submarinos em linha, o que pode levar à corrosão bacteriana.

[0137] A Figura 16 mostra outro conjunto de união para seções do tipo PIP de uma tubulação do tipo PIP, de acordo com a presente invenção. As duas seções do tipo PIP 92 compreendem tubos de metal internos e externos 94, 96, respectivamente, e um espaço anular 98, e o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 100, 102, respectivamente, em que cada tem um uma primeira extremidade de conector 104 (que compreende colares longitudinais internos e externos 106, 108 respectivamente soldados nas extremidades das duas seções do tipo PIP 92), e nas segundas extremidades de conector 110, em que as porções de acoplamento fazem parte das porções usinadas. Entre as segundas extremidades de conector 110 do primeiro e do segundo conectores do tipo PIP 100, 102 encontra-se um tubo de parede única intermediária 112 soldada em cada extremidade 114 das segundas extremidades de conector 110 para criar uma continuação das seções de tubulação do tipo PIP 92.

[0138] O primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 100, 102 incluem aberturas 116 adequadas para a inserção de cavilhas através do mesmo para conexão mecânica direta a uma face complementar adequada de uma estrutura submarina em linha (não mostrada). Essas aberturas 116 estão em porções de parede transversais intermediárias do primeiro e do segundo conectores do tipo PIP 100, 102, de modo que as segundas extremidades de conector 110 têm um diâmetro ou circunferência externa maior do que as primeiras extremidades de conector 104, em particular maiores que os colares externos 108 da primeira extremidade de conector 104 e os tubos externos 96 das seções do tipo PIP 92. Dessa forma, uma série de espaçadores circunferenciais 120 ou anéis estão localizados ao longo dos tubos externos 96 das seções do tipo PIP. Os espaçadores 120 têm uma largura crescente (ou altura conforme mostrado) quando se aproximam do conjunto de união 90. Os espaçadores fornecem uma graduação na "dimensão externa" das seções do tipo PIP 92 para a dimensão externa do conjunto de união 90 em uma zona de transição ou porção mais lisa dos tubos externos 96, para evitar uma alteração de outro modo repentina na dimensão externa da tubulação do tipo PIP através do conjunto de união 90 mostrado na Figura 16. Isso ajuda o enrolamento e a acomodação do conjunto de união 90 no carretel ao lado da tubulação do tipo PIP e sua dimensão externa mais geral de seu tubo externo 96.

[0139] Tipicamente, os espaçadores 120 podem ser feitos de um polímero, como um produto de Nylon. Alternativamente, os espaçadores 120 podem ser formados a partir de qualquer tipo de revestimento ou material envolvido, o qual pode suportar cargas associadas ao enrolamento. Os espaçadores 120 podem ser formados em duas metades aparafusadas, mas podem ser formados como anéis que são ‘deslizados’.

[0140] Geralmente, os espaçadores 120 mais próximos do conjunto de união 90 têm um diâmetro externo maior do que o diâmetro de círculo circunscrito máximo, e a dimensão de diâmetro externo dos espaçadores 120 diminui ou afunila de modo que eles estão dentro de um cone com um ângulo de abertura inferior a 60 °. Normalmente, existem espaçadores 120 a cada 1 metro ou mais ao longo das tubulações externas.

[0141] A Figura 16 também mostra um número de centralizadores do tipo PIP 97 posicionados perto do conector para reduzir as tensões locais nas soldas, etc.

[0142] A Figura 17 mostra outro conjunto de união de acordo com a presente invenção, que compreende as extremidades de duas seções do tipo PIP 124 e o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 126, 128, respectivamente, em que cada um tem uma primeira extremidade de ligação 130 soldada na extremidade da seção do tipo PIP 124 de uma maneira descrita anteriormente, e uma segunda extremidade de conector 132 que compreende uma porção flangeada 134 que fornece uma porção de acoplamento combinada e uma porção usinada. As porções flangeadas 134 alojam uma abertura através da qual uma cavilha 136 pode ser suportada e fixada por porcas 138 em cada extremidade para acoplar o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 126, 128 em conjunto de uma maneira rápida e fácil. De uma maneira semelhante à mostrada na Figura 16, os espaçadores 140 de largura crescente estão localizados ao longo dos tubos externos das seções do tipo PIP 124 e, opcionalmente, em torno de uma parte do primeiro e do segundo conectores do tipo PIP 126, 128, de modo a aumentar gradualmente a dimensão externa das seções do tipo PIP 124 à medida que se aproximam do conjunto de união, e para criar uma dimensão externa da qual é a mesma ou semelhante à dimensão externa do conjunto de união, para proteger o conjunto de união durante o enrolamento da tubulação do tipo PIP.

[0143] O desacoplamento do acoplamento mostrado na Figura 17 pode ser realizado soltando-se as porcas 138 e removendo-se as cavilhas 136, de modo que as segundas extremidades 132, que foram usinadas, estão prontas para serem conectadas a uma extremidade complementar adequada de estrutura submarina em linha (não mostrada).

[0144] A Figura 18 mostra outro conjunto de união entre as seções do tipo PIP 150 de uma tubulação do tipo PIP que compreende o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 152, 154 soldados às extremidades das duas seções do tipo PIP 150 e porcas pré-instaladas 156 nas extremidades das aberturas 158 em porções flangeadas do primeiro e do segundo conectores do tipo PIP 152, 154. O conjunto de união compreende um acoplamento que é um tubo intermediário de parede única 160 que pode ser desacoplado de um ou de ambos o primeiro e o segundo conectores do tipo PIP 152, 154 para deixar pelo menos uma das segundas extremidades de conector do primeiro e do segundo conectores 152, 154 com capacidade para ser conectado a uma estrutura submarina em linha. Na configuração mostrada na Figura 18, a estrutura submarina em linha pode incluir um ou mais rebites ou cavilhas roscados, com capacidade para serem diretamente conectados às porcas 156 nos primeiros e nos segundos conectores do tipo PIP 152, 154, aumentando a facilidade e velocidade de conexão de uma estrutura submarina em linha às seções do tipo PIP 150.

[0145] O especialista na técnica pode ver que são possíveis muitas variações na presente invenção da natureza do conector do tipo PIP e do conjunto de união, que são adequados para fornecer uma porção usinada de uma segunda extremidade de conector disponível para conexão a uma estrutura submarina em linha. Ao ter uma extremidade de acoplamento configurada para ser conectável a uma estrutura submarina em linha, o operador durante o lançamento da tubulação do tipo PIP tem uma operação simples para fornecer um ponto de entrada conveniente para uma estrutura submarina em linha e, na verdade, conecta a estrutura submarina em linha à seção do tipo PIP como uma peça de extremidade como PLET, ou para continuação da tubulação do tipo PIP durante o lançamento. Isso permite um método mais rápido e conveniente de adicionar estruturas submarinas convencionais em linha à tubulação do tipo PIP durante o lançamento e, em particular, durante o lançamento de uma tubulação do tipo PIP passível de enrolamento.

Claims (20)

1. Método para conectar uma estrutura submarina em linha (60) a uma tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) (29) para lançamento em um ambiente marinho, a tubulação do tipo PIP compreendendo pelo menos tubos de metal internos e externos (22, 24) e um espaço anular (26) entre os mesmos, o método caracterizado por compreender pelo menos as etapas de: (i) fornecer a tubulação do tipo PIP que tem: (a) um ou mais conectores do tipo PIP (30), tendo uma primeira extremidade de conector (34) que compreende colares longitudinais internos e externos (36, 37) correspondendo em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP, e soldados a uma tubulação do tipo PIP, e uma segunda extremidade de conector (40) que compreende uma porção de acoplamento (41) acoplada a uma seção de tubulação (44), e uma porção usinada (42) configurada para casar e conectar com um portal ou furo complementar da estrutura submarina em linha (60), ou (b) um ou mais conjuntos de união (28) compreendendo pelo menos o primeiro e segundo dos conectores do tipo PIP (30) definidos em (a) e um acoplamento entre as porções de acoplamento (41) das segundas extremidades de conector (40) do primeiro e segundo conectores, o referido acoplamento sendo capaz de ser desacoplado das porções de acoplamento das segundas extremidades de conector entre as duas referidas seções do tipo PIP, ou (c) ambos; (ii) desacoplar o acoplamento de pelo menos uma segunda extremidade de conector (40) de um conector do tipo PIP para fornecer a porção usinada (42) do conector do tipo PIP; e (iii) conectar a estrutura submarina em linha (60) na porção usinada (42) do conector do tipo PIP para conectar a estrutura submarina em linha à tubulação do tipo PIP.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de acoplamento (41) da segunda extremidade de conector (40) é separada e tem um diâmetro maior que a porção usinada (42) da segunda extremidade de conector.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de acoplamento (41) da segunda extremidade de conector (40) faz parte da porção usinada (42) da segunda extremidade de conector.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o colar longitudinal externo (37) da primeira extremidade de conector (34) e a porção de acoplamento (41) da segunda extremidade de conector (40) têm o mesmo raio externo e formam um envoltório externo contínuo que está em linha com a circunferência do tubo externo (24) da tubulação do tipo PIP (20).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o colar longitudinal interno (36) da primeira extremidade de conector (34) e a porção usinada (42) da segunda extremidade de conector (40) têm o mesmo raio interno e formam um furo contínuo que está em linha com o furo do tubo interno (22) da tubulação do tipo PIP (20).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o raio circunferencial externo do colar longitudinal interno (36) da primeira extremidade de conector (34) é menor que o raio circunferencial externo da porção usinada (42) da segunda extremidade de conector (40).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende um pescoço (45) entre o colar longitudinal externo (37) da primeira extremidade de conector (34) e a porção de acoplamento (41) da segunda extremidade de conector (40) e o colar longitudinal interno (36) da primeira extremidade de conector (34) e a porção usinada (42) da segunda extremidade de conector (40).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o conector é para uso em uma tubulação do tipo PIP passível de enrolamento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acoplamento é um ou mais dentre o grupo que compreende: fixações mecânicas, soldagem e um ou mais tubos com parede única intermediária (44).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o acoplamento inclui uma ou mais soldas circunferenciais (46).

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o acoplamento inclui um ou mais tubos com parede única intermediária (44) entre as segundas extremidades de conector (40) do primeiro e do segundo conectores (30).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a tubulação do tipo PIP (29) tem um ou mais conjuntos de união como definidos na seção (i)(b), e ainda compreende conectar a estrutura submarina em linha (60) à porção usinada (42) de ambas segundas extremidades de conector (40) do primeiro e do segundo conectores (30) para conectar a estrutura submarina em linha (60) à tubulação do tipo PIP.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a tubulação do tipo PIP (29) é uma tubulação passível de enrolamento compreendendo um número de seções do tipo PIP (20), e compreendendo ainda as etapas de: - enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel (56), e - desenrolar pelo menos uma das seções do tipo PIP do carretel antes de desacoplar o conector do tipo PIP (30).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de adicionar uma pluralidade de espaçadores (120) externamente no tubo externo da tubulação do tipo PIP (29) em cada lado do ou em cada conjunto de união (28) antes de enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel (56).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de adicionar uma pluralidade de espaçadores (120) circunferencialmente ao redor do tubo externo da tubulação do tipo PIP em cada lado do ou em cada conjunto de união (28) antes de enrolar a tubulação do tipo PIP sobre um carretel (56).

16. Tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) (29) para lançamento em um ambiente marinho compreendendo uma pluralidade de seções do tipo PIP (20) que compreendem pelo menos tubos de metal internos e externos (22, 24) e um espaço anular (26) entre os mesmos e que compreende um ou mais conjuntos de união (28) compreendendo pelo menos primeiro e segundo conectores do tipo PIP (30), os ditos conectores tendo uma primeira extremidade de conector (34) que compreende colares longitudinais internos e externos (36, 37) correspondendo em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP, e soldados a uma tubulação do tipo PIP, e uma segunda extremidade de conector (40) que compreende uma porção de acoplamento (41) para se acoplar e desacoplar a uma seção de tubulação, em que a segunda extremidade de conector compreende ainda uma porção usinada (42) configurada para casar e conectar com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha (60), e dito(s) conjunto(s) de união compreendendo ainda um acoplamento entre as porções de acoplamento (41) das segundas extremidades de conector (40) do primeiro e segundo conectores, dito acoplamento sendo capaz de ser desacoplado das porções de acoplamento das segundas extremidades de conector entre as duas referidas seções do tipo PIP, caracterizado pelo fato de que o acoplamento inclui um ou mais tubos com parede única intermediária (44) entre as segundas extremidades de conector (40) do primeiro e segundo conectores (30).

17. Tubulação do tipo tubo em tubo (PIP) (29), de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a tubulação do tipo PIP é uma tubulação passível de enrolamento.

18. Tubulação do tipo tubo em tubo (PIP), de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que a tubulação do tipo PIP é para inserção ou afixação de extremidade destinada durante lançamento de um ou mais dentre o grupo que compreende: encaixes de iniciação, terminações de extremidade de tubulação (PLETs), válvulas de tubo, peças em T, conjuntos em T, seções de tubo instrumentadas e peças em Y.

19. Tubulação do tipo tubo em tubo (PIP), de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que a tubulação do tipo PIP é para a conexão destinada a outra seção do tipo PIP ou tubulação do tipo PIP para formar uma tubulação do tipo PIP mais longa.

20. Conector do tipo tubo em tubo (PIP) (29) para lançamento em um ambiente marinho caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos tubos de metal internos e externos (22, 24) e um espaço anular (26) entre os mesmos, e compreendendo um ou mais conectores do tipo PIP (30), tendo uma primeira extremidade de conector (34) que compreende colares longitudinais internos e externos (36, 37) correspondendo em circunferência às circunferências dos tubos internos e externos da tubulação do tipo PIP, e soldados a uma tubulação do tipo PIP, e soldado à tubulação do tipo PIP, e uma segunda extremidade de conector (40) que compreende uma porção de acoplamento (41) para acoplar e desacoplar com a seção de tubulação, em que a segunda extremidade de conector compreende ainda uma porção usinada (42) configurada para casar e conectar com um portal ou furo complementar de uma estrutura submarina em linha (60), e em que a porção de acoplamento (41) da segunda extremidade de conector (40) é separada e tem um diâmetro maior que a porção usinada (42) da segunda extremidade de conector (40), a tubulação do tipo PIP (29) incluindo ainda uma cadeia dianteira de parede única (85) e uma cabeça de peão (86).

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