BR112018016538B1 - SUBMARINE PUMP ARRANGEMENT - Google Patents

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Hans Petter Ovrevik
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Abstract

A presente invenção refere-se a vários arranjos de produção submarinos que podem utilizar um módulo base (12) e um módulo de bomba (14) que inclui uma ou mais bombas submarinas, tais como ESPs ou bombas centrífugas submarinas, em que o módulo base e o módulo de bomba são acoplados de maneira fluida um ao outro. Um pé (18) ajustável pode ser utilizado para suportar pelo menos parcialmente o módulo de bomba a uma distância horizontal do módulo base. Um módulo de bomba horizontalmente orientado pode ser equipado com um arranjo de trave destinado a reduzir as cargas de flexão no módulo de bomba. O módulo base e o módulo de bomba podem ser colocados em uma localização submarina separadamente ou em uma só viagem. Um arranjo de produção submarino modular pode permitir a instalação e/ou operação de baixo custo e uma elevada adaptabilidade de várias combinações de equipamentos de produção de poços. Determinados arranjos de produção submarinos podem incluir um ou mais módulos FCU/LCU recuperáveis para serem usados com aparelhos submarinos, tal como bombas e compressores.The present invention relates to various subsea production arrangements that may utilize a base module (12) and a pump module (14) including one or more subsea pumps, such as ESPs or subsea centrifugal pumps, wherein the base module and the pump module are fluidly coupled to each other. An adjustable foot (18) can be used to at least partially support the pump module at a horizontal distance from the base module. A horizontally oriented pump module can be equipped with a beam arrangement intended to reduce bending loads on the pump module. The base module and pump module can be placed in a subsea location separately or in one trip. A modular subsea production arrangement can allow low-cost installation and/or operation and high adaptability of various combinations of well production equipment. Certain subsea production arrangements may include one or more recallable FCU/LCU modules for use with subsea appliances such as pumps and compressors.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOSREFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATIONS

[0001] O presente Pedido de Patente PCT reivindica a prioridade para o Pedido de Patente Provisório U.S. No. 62/297.390 intitulado "Arranjo de Bomba Submarino Flexível" e depositado em 19 de fevereiro de 2016, o Pedido de Patente Norueguês No. 20160416 intitulado "Arranjo de Bomba Submarino Flexível" e depositado em 11 de março de 2016, e o Pedido de Patente Provisório U.S. No. 62/384.520 intitulado "Sistema de produção modular" e depositado em 07 de setembro de 2016. Todos esses pedidos de patente são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade e para todas as finalidades.[0001] The present PCT Patent Application claims priority to the U.S. Provisional Patent Application. At the. 62/297390 entitled "Flexible Subsea Pump Arrangement" and filed on 19 February 2016, Norwegian Patent Application No. 20160416 entitled "Flexible Submarine Pump Arrangement" and filed March 11, 2016, and U.S. Provisional Patent Application At the. 62/384520 entitled "Modular Production System" and filed on September 7, 2016. All such patent applications are incorporated herein by reference in their entirety and for all purposes.

CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD

[0002] A presente invenção refere-se de maneira geral a sistemas de produção de hidrocarboneto submarinos e, mais particularmente, a arranjos flexíveis e adaptáveis para o bombeamento submarino de fluidos de hidrocarbonetos.[0002] The present invention generally relates to subsea hydrocarbon production systems and, more particularly, to flexible and adaptable arrangements for subsea pumping of hydrocarbon fluids.

ANTECEDENTESBACKGROUND

[0003] A produção de hidrocarboneto de uma cabeça de poço pode envolver o uso de vários equipamentos, tais como bombas, compressores, separadores, trocadores de calor, e outros ainda. Em alguns casos, as propriedades do reservatório podem mudar com o passar do tempo. Um sistema de produção que opera bem no começo da produção pode requerer componentes adicionais através do tempo de vida no campo. No entanto, restrições em custos de capital podem impedir a instalação de componentes que, em algum ponto, podem ser desejáveis.[0003] The production of hydrocarbons from a wellhead may involve the use of various equipment, such as pumps, compressors, separators, heat exchangers, and others. In some cases, reservoir properties may change over time. A production system that operates well at the beginning of production may require additional components throughout its field life. However, constraints on capital costs may preclude the installation of components that, at some point, may be desirable.

[0004] Além disso, a produção de uma cabeça de poço pode envolver o uso de intensificação (por exemplo, através de equipamento de bomba). A intensificação pode ser particularmente útil nos sistemas de produção submarinos, em que uma corrente de poço que se origina em um cabeça de poço no leito do oceano requer uma pressão adicional na linha de fluxo para alcançar um lado de cima ou uma facilidade na costa. O bombeamento submarino pode aumentar o valor de um campo costa afora de maneira significativa. Alguma tecnologia para o bombeamento submarino é complicada, e pode conduzir a problemas relacionados ao custo de instalação/manutenção e confiabilidade do equipamento. É reconhecido agora que há uma necessidade quanto a arranjos de bomba submarinos que resultam em um custo mais baixo com respeito à vida útil de tal equipamento.[0004] In addition, production from a wellhead may involve the use of intensification (eg, through pump equipment). Intensification can be particularly useful in subsea production systems, where a well stream originating from a wellhead on the ocean floor requires additional flowline pressure to reach an upside or shore facility. Subsea pumping can significantly increase the value of an offshore field. Some subsea pumping technology is complicated, and can lead to problems related to installation/maintenance cost and equipment reliability. It is now recognized that there is a need for subsea pump arrangements that result in lower cost over the life of such equipment.

SUMÁRIOSUMMARY

[0005] De acordo com as modalidades acima, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um arranjo de bomba submarino que inclui um módulo base, um módulo de bomba e um pé. O módulo base inclui uma fundação, que pode ser uma esteira de lama, uma âncora de sucção, ou uma pilha, um conector de entrada, um conector de saída acoplado de maneira fluida ao conector de entrada, e pelo menos um conector de módulo de bomba disposto entre o conector de entrada e o conector de saída. O módulo de bomba é separado em uma direção horizontal do módulo base e inclui uma entrada de fluido acoplada de maneira fluida ao conector de entrada e uma saída de fluido acoplada de maneira fluida ao conector de saída. Ambas a entrada de fluido e a saída de fluido são dispostas somente em uma extremidade horizontal do módulo de bomba para acoplar a entrada de fluido e a saída de fluido ao módulo base. O pé fica suportando pelo menos parcialmente o módulo de bomba, em particular suportando pelo menos 50% do peso do módulo de bomba, e o pé é separado do módulo base por uma distância, em particular por uma distância de mais de três metros. O . O arranjo de bomba também inclui uma unidade de condicionamento de fluido (FCU) disposta entre o conector de entrada e o pelo menos um conector de módulo de bomba, e uma unidade de coleta de líquido (LCU) disposta entre o pelo menos um conector de módulo de bomba e o conector de saída. O módulo base pode compreende adicionalmente uma linha de recirculação, particularmente compreendendo um bloqueador disposto entre a LCU e a FCU. O módulo de bomba pode compreender adicionalmente: - um conduto ou tubulação em forma de U com a entrada de fluido e a saída de fluido em apenas uma extremidade, o conduto ou tubulação em forma de U compreendendo duas pernas horizontalmente orientadas; e - pelo menos uma bomba submergível elétrica (ESP) disposta em uma ou ambas as pernas horizontalmente orientadas do conduto ou tubulação em forma de U. O arranjo de bomba submarino pode compreender adicionalmente uma primeira parte de conector de furo dual, a qual se estende a partir do módulo de bomba e o qual é orientado verticalmente para baixo quando o módulo de bomba é instalado no módulo base, e uma parte de conector de furo dual complementar, a qual se estende a partir do módulo base e a qual é orientada verticalmente para cima com a parte de conector de furo dual do módulo de bomba. O módulo de bomba pode compreender uma estrutura de enrijecimento compreendendo uma ou mais dentre uma estrutura de trave, nervuras de enrijecimento, balancins ou tubulações de enrijecimento, e condutos ou tubulações em forma de U adicionais. O módulo de bomba pode compreender elementos limitadores de carga compreendendo um ou mais dentre elementos de flutuação, tanques cheios de gás, ou elementos de tubulação cheios de gás, em particular localizados em pelo menos um de: - uma extremidade oposta com respeito à entrada de fluido e à saída de fluido; e - um ponto médio entre o pé e o módulo base. O pé pode compreender uma base configurada para estabilizar uma posição do módulo de bomba em um leito do oceano e uma plataforma acoplada à base e ajustável para posicionar o módulo de bomba em diferentes alturas, orientações ou posições laterais em relação à base do pé.[0005] According to the above embodiments, the presently disclosed embodiments relate to a subsea pump arrangement that includes a base module, a pump module and a foot. The base module includes a foundation, which may be a mud mat, suction anchor, or stack, an input connector, an output connector fluidly coupled to the input connector, and at least one module connector. pump arranged between the input connector and the output connector. The pump module is separated in a horizontal direction from the base module and includes a fluid inlet fluidly coupled to the inlet connector and a fluid outlet fluidly coupled to the outlet connector. Both the fluid inlet and fluid outlet are disposed only at one horizontal end of the pump module to couple the fluid inlet and fluid outlet to the base module. The foot is at least partially supporting the pump module, in particular supporting at least 50% of the weight of the pump module, and the foot is separated from the base module by a distance, in particular by a distance of more than three metres. THE . The pump arrangement also includes a fluid conditioning unit (FCU) disposed between the inlet connector and the at least one pump module connector, and a liquid collection unit (LCU) disposed between the at least one pump module and the output connector. The base module may additionally comprise a recirculation line, particularly comprising a blocker arranged between the LCU and the FCU. The pump module may additionally comprise: - a U-shaped conduit or pipeline with the fluid inlet and fluid outlet at only one end, the U-shaped conduit or pipeline comprising two horizontally oriented legs; and - at least one electric submersible pump (ESP) disposed in one or both horizontally oriented legs of the U-shaped conduit or pipeline. The subsea pump arrangement may further comprise a first dual bore connector portion which extends from the pump module and which is oriented vertically downwards when the pump module is installed in the base module, and a complementary dual bore connector portion which extends from the base module and which is oriented vertically upwards with the dual bore connector portion of the pump module. The pump module may comprise a stiffening structure comprising one or more of a beam structure, stiffening ribs, stiffening rockers or tubing, and additional U-shaped conduits or tubing. The pump module may comprise load-limiting elements comprising one or more of buoyancy elements, gas-filled tanks, or gas-filled piping elements, in particular located at at least one of: - an end opposite with respect to the inlet of fluid and fluid outlet; and - a midpoint between the foot and the base module. The foot may comprise a base configured to stabilize a position of the pump module on an ocean floor and a platform attached to the base and adjustable for positioning the pump module at different heights, orientations or lateral positions relative to the base of the foot.

[0006] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um sistema de produção submarino modular para a produção de hidrocarbonetos. O sistema de produção submarino modular inclui um módulo base que tem uma pluralidade de interfaces de conexão, em particular interfaces acopladas a úmido configuradas para a conexão submarina. O sistema de produção submarino modular ainda inclui um módulo satélite que tem um ou mais componentes de equipamentos de produção, em que o módulo satélite é conectado de maneira removível ao módulo base em uma ou mais das interfaces de conexão.[0006] In addition, the embodiments currently disclosed refer to a modular subsea production system for the production of hydrocarbons. The modular subsea production system includes a base module having a plurality of connection interfaces, in particular wet-coupled interfaces configured for subsea connection. The modular subsea production system further includes a satellite module having one or more production equipment components, wherein the satellite module is releasably connected to the base module at one or more of the connection interfaces.

[0007] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um módulo de condicionamento de fluido. O módulo de condicionamento de fluido inclui uma unidade de condicionamento de fluido (FCU) e uma unidade de coleta de líquido (LCU) configuradas para receber um fluxo de fluido através de uma entrada e separar uma porção do líquido do fluxo de fluido. O módulo de condicionamento de fluido inclui opcionalmente uma linha de recirculação, a qual compreende em particular um bloqueador, acoplado de maneira fluida entre a FCU e a LCU e configurado para dirigir a porção de líquido da LCU à FCU. O módulo de condicionamento de fluido inclui um conector de múltiplos furos disposto em uma superfície do módulo de condicionamento de fluido e configurado para acoplar de maneira fluida a FCU e/ou a LCU a um módulo base.[0007] Furthermore, the presently disclosed embodiments relate to a fluid conditioning module. The fluid conditioning module includes a fluid conditioning unit (FCU) and a liquid collection unit (LCU) configured to receive a fluid flow through an inlet and separate a portion of the liquid from the fluid flow. The fluid conditioning module optionally includes a recirculation line, which in particular comprises a choke, fluidly coupled between the FCU and the LCU and configured to direct the liquid portion of the LCU to the FCU. The fluid conditioning module includes a multi-hole connector disposed on a surface of the fluid conditioning module and configured to fluidly couple the FCU and/or LCU to a base module.

[0008] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um pé configurado para receber um módulo de bomba horizontalmente orientado. O pé inclui uma plataforma configurada para receber e suportar o módulo de bomba, uma base configurada para assentar a plataforma no solo, e um mecanismo de ajuste configurado para ajustar uma altura do módulo de bomba acima de uma superfície de suporte, um ângulo da plataforma em relação à base, uma posição lateral do módulo de bomba, um passo do módulo de bomba, ou uma guinada do módulo de bomba.[0008] Furthermore, the presently disclosed embodiments refer to a foot configured to receive a horizontally oriented pump module. The foot includes a platform configured to receive and support the pump module, a base configured to seat the platform on the ground, and an adjustment mechanism configured to adjust a height of the pump module above a support surface, an angle of the platform relative to the base, a lateral position of the pump module, a step of the pump module, or a yaw of the pump module.

[0009] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um módulo de bomba para produzir uma corrente de poço de petróleo. O módulo de bomba inclui um membro de trave longitudinal superior, um membro de trave longitudinal inferior, dois ou mais pontos de suporte, um ponto de arqueamento, um membro de trave transversal e um membro de trave diagonal. Pelo menos um dentre o membro de trave longitudinal superior e o membro de trave longitudinal inferior inclui um invólucro tubular que tem uma entrada e uma saída, e pelo menos uma máquina disposta dentro do invólucro tubular entre a entrada e a saída, em particular uma ESP. Os dois ou mais pontos de suporte são configurados para acoplar a um suporte vertical do módulo de bomba, em que os pontos de suporte são acoplados a pelo menos um dos membros de trave longitudinais superior e inferior. O ponto de arqueamento está identificando uma deformação máxima prevista dos membros de trave longitudinais superior e inferior devido à gravidade. O membro de trave transversal está conectando os membros de trave longitudinais superior e inferior próximos ao ponto de arqueamento. O membro de trave diagonal está conectando os membros de trave longitudinais superior e inferior em que o membro de trave diagonal é destinado para o carregamento de tensão e a conexão do membro de trave longitudinal inferior em um ponto de conexão inferior ao elemento de trave longitudinal superior em um ponto de conexão superior, em que o ponto de conexão inferior fica mais próximo do ponto de arqueamento, e em que o ponto de conexão superior fica mais próximo do ponto de suporte mais próximo.[0009] Furthermore, the presently disclosed embodiments relate to a pump module for producing an oil well stream. The pump module includes an upper longitudinal beam member, a lower longitudinal beam member, two or more support points, a camber point, a cross beam member and a diagonal beam member. At least one of the upper longitudinal beam member and the lower longitudinal beam member includes a tubular enclosure having an inlet and an outlet, and at least one machine disposed within the tubular enclosure between the inlet and outlet, in particular an ESP . The two or more support points are configured to couple to a vertical support of the pump module, wherein the support points are coupled to at least one of the upper and lower longitudinal beam members. The camber point is identifying a maximum predicted deformation of the upper and lower longitudinal beam members due to gravity. The cross beam member is connecting the upper and lower longitudinal beam members near the camber point. The diagonal beam member is connecting the upper and lower longitudinal beam members in which the diagonal beam member is intended for stress loading and the connection of the lower longitudinal beam member at a lower connection point to the upper longitudinal beam member at a top connection point, where the bottom connection point is closest to the camber point, and where the top connection point is closest to the closest support point.

[0010] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um sistema de produção modular para a produção de hidrocarbonetos. O sistema de produção modular inclui um módulo base, e pelo menos um dentre: um suporte de cabeça de poço configurado para acoplar o módulo base a uma cabeça de poço, e em particular ainda compreende um acoplamento de árvore de natal configurado para acoplar mecanicamente uma árvore de natal ao módulo base; e uma bomba, em particular uma bomba submarina, disposta no módulo base e acoplada de maneira fluida a uma FCU, uma LCU e uma linha de recirculação, cada uma delas disposta no módulo base, em que o módulo base com a bomba submarina, a FCU, a LCU e a linha de recirculação é configurado para ser instalado em uma localização submarina em uma só viagem.[0010] Furthermore, the presently disclosed embodiments refer to a modular production system for the production of hydrocarbons. The modular production system includes a base module, and at least one of: a wellhead support configured to couple the base module to a wellhead, and in particular further comprises a Christmas tree coupling configured to mechanically couple a Christmas tree to the base module; and a pump, in particular a subsea pump, arranged in the base module and fluidly coupled to an FCU, an LCU and a recirculation line, each of which is arranged in the base module, wherein the base module with the subsea pump, the FCU, LCU and recirculation line is configured to be installed in a subsea location in one trip.

[0011] Além disso, as modalidades presentemente divulgadas se referem a um sistema que inclui uma primeira porção de armação configurada para receber e suportar um módulo base de um arranjo de bomba submarino, e uma segunda porção de armação acoplada diretamente à primeira porção de armação, em particular através de uma conexão articulada ou rígida, em que a segunda porção de armação é configurada para receber e suportar uma bomba submarina, em particular uma ESP. A segunda porção de armação compreende um formato alongado que se estende em uma direção longitudinalmente para fora da primeira porção de armação, em que a primeira porção de armação é mais alta em uma dimensão da altura e mais larga em uma dimensão da largura do que a segunda porção de armação.[0011] Furthermore, the presently disclosed embodiments refer to a system that includes a first frame portion configured to receive and support a base module of a submarine pump array, and a second frame portion directly coupled to the first frame portion , in particular through a hinged or rigid connection, wherein the second frame portion is configured to receive and support a subsea pump, in particular an ESP. The second frame portion comprises an elongate shape extending in a longitudinally outward direction from the first frame portion, wherein the first frame portion is taller in a height dimension and wider in a width dimension than the first frame portion. second frame portion.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0012] Para uma compreensão mais completa da presente invenção e suas características e vantagens, agora é feita referência à descrição a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:[0012] For a more complete understanding of the present invention and its features and advantages, reference is now made to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

[0013] A Figura 1A é uma vista em perspectiva de um sistema de bomba submarino modular que tem uma bomba submergível elétrica (ESP), de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0013] Figure 1A is a perspective view of a modular subsea pump system having an electric submersible pump (ESP), in accordance with an embodiment of the present invention;

[0014] a Figura 1B é uma representação esquemática dos momentos de flexão no módulo de bomba da Figura 1A, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0014] Figure 1B is a schematic representation of bending moments in the pump module of Figure 1A, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0015] a Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema de bomba submarino modular que tem duas ESPs, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0015] Figure 2 is a schematic diagram of a modular subsea pump system having two ESPs, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0016] as Figuras 3A e 3B são vistas esquemáticas superior e lateral do sistema de bomba submarino modular da Figura 2, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0016] Figures 3A and 3B are schematic top and side views of the modular subsea pump system of Figure 2, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0017] a Figura 4 é uma vista esquemática lateral de um módulo de bomba do sistema de bomba submarino modular das Figuras 3A e 3B que está sendo abaixado ou levantado, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0017] Figure 4 is a schematic side view of a pump module of the modular subsea pump system of Figures 3A and 3B being lowered or raised, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0018] as Figuras 5A e 5B são vistas esquemáticas superior e lateral de um sistema de bomba submarino modular equipado com arrasto, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0018] Figures 5A and 5B are schematic top and side views of a modular subsea pump system equipped with a drag, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0019] a Figura 6 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra um arranjo de equipamento submarino modular, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0019] Figure 6 is a schematic block diagram illustrating a modular subsea equipment arrangement, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0020] a Figura 7 é um diagrama esquemático de um arranjo de equipamento submarino modular que inclui uma unidade de condicionamento de fluxo (FCU) e uma unidade de coleta de líquido (LCU) dispostas em módulos separados, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0020] Figure 7 is a schematic diagram of a modular subsea equipment arrangement that includes a flow conditioning unit (FCU) and a liquid collection unit (LCU) arranged in separate modules, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0021] a Figura 8 é um diagrama esquemático de uma FCU, uma LCU e um circuito de fluxo associado, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0021] Figure 8 is a schematic diagram of an FCU, an LCU and an associated flow circuit, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0022] a Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma FCU e uma LCU dispostas em um único módulo, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0022] Figure 9 is a perspective view of an FCU and an LCU arranged in a single module, according to an embodiment of the present invention;

[0023] a Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma base ajustável para suportar um módulo de bomba submarino, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0023] Figure 10 is a perspective view of an adjustable base for supporting a subsea pump module, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0024] as Figuras 11A a 11E são diagramas esquemáticos de arranjos de balancins de suporte para um módulo de bomba submarino que tem uma entrada e uma saída no mesmo lado, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0024] Figures 11A to 11E are schematic diagrams of rocker arm arrangements for a subsea pump module having an inlet and outlet on the same side, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0025] as Figuras 12A a 12C são diagramas esquemáticos de arranjos de balancins de suporte para um módulo de bomba submarino que tem uma entrada e uma saída em lados opostos, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0025] Figures 12A to 12C are schematic diagrams of rocker arm arrangements for a subsea pump module having an inlet and outlet on opposite sides, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0026] as Figuras 13A e 13B são diagramas esquemáticos de módulos de bomba submarino verticalmente montados, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0026] Figures 13A and 13B are schematic diagrams of vertically mounted submarine pump modules, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0027] a Figura 14 é um diagrama esquemático de um módulo de bomba submarino equipado com boias, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0027] Figure 14 is a schematic diagram of a subsea pump module equipped with buoys, according to an embodiment of the present invention;

[0028] a Figura 15 é uma vista secional transversal esquemática de uma estrutura de trave em um módulo de bomba submarino, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0028] Figure 15 is a schematic cross-sectional view of a beam structure on a subsea pump module, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0029] a Figura 16 é uma vista em perspectiva de uma estrutura de trave em um módulo de bomba submarino, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0029] Figure 16 is a perspective view of a beam structure on a subsea pump module, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0030] a Figura 17 é um diagrama esquemático de um módulo de bomba que é instalado em uma localização submarina, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0030] Figure 17 is a schematic diagram of a pump module that is installed in a subsea location, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0031] a Figura 18 é uma vista em perspectiva de um módulo de bomba submarino com pontos de suporte diretamente em uma estrutura de balancins do módulo de bomba e pescoços de ganso descarregados, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0031] Figure 18 is a perspective view of a subsea pump module with support points directly on a pump module rocker structure and unloaded goosenecks, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0032] a Figura 19 é uma vista em perspectiva de um dos pontos de suporte do módulo de bomba da Figura 18, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0032] Figure 19 is a perspective view of one of the support points of the pump module of Figure 18, according to an embodiment of the present invention;

[0033] a Figura 20 é um diagrama esquemático de um módulo base acoplado a uma cabeça de poço através de um conector, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0033] Figure 20 is a schematic diagram of a base module coupled to a wellhead through a connector, according to an embodiment of the present invention;

[0034] a Figura 21 é um diagrama esquemático de um módulo base com um módulo de bomba integrado com e suportado pelo módulo base, de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0034] Figure 21 is a schematic diagram of a base module with a pump module integrated with and supported by the base module, in accordance with an embodiment of the present invention;

[0035] a Figura 22 é uma vista esquemática lateral de um sistema de bomba submarino que pode ser abaixado em uma só viagem, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e[0035] Figure 22 is a schematic side view of a subsea pump system that can be lowered in one trip, in accordance with an embodiment of the present invention; and

[0036] as Figuras 23A e 23B são vistas em perspectiva de uma armação com proteção contra arrasto para ser usada com o módulo submarino da Figura 22, de acordo com uma modalidade da presente invenção.[0036] Figures 23A and 23B are perspective views of a frame with drag protection to be used with the submarine module of Figure 22, in accordance with an embodiment of the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0037] As modalidades ilustrativas da presente invenção são descritas em detalhes no presente documento. Para fins de clareza, nem todas as características de uma implementação real são descritas neste relatório descritivo. Naturalmente que deve ser apreciado que, no desenvolvimento de tal modalidade real, numerosas decisões específicas de implementação devem ser feitas para atingir objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como a conformidade com as restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que irão variar de uma implementação a outra. Além disso, deve ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, no entanto, deve ser uma tarefa de rotina para os elementos normalmente versados no estado da técnica que têm o benefício da presente invenção. Além disso, de nenhuma maneira os exemplos a seguir devem ser lidos como limitadores, ou definidores, do âmbito da invenção.[0037] Illustrative embodiments of the present invention are described in detail herein. For clarity, not all features of an actual implementation are described in this descriptive report. Of course it should be appreciated that, in the development of such a real modality, numerous implementation-specific decisions must be made to achieve specific goals of the developers, such as compliance with system-related and business-related constraints, which will range from an implementation the other. Furthermore, it should be appreciated that such a development effort can be complex and time-consuming, yet it should be a routine task for those of ordinary skill in the art to benefit from the present invention. Furthermore, in no way should the following examples be read as limiting, or defining, the scope of the invention.

[0038] Há uma demanda quanto a arranjos de bomba submarinos que resultem em um custo mais baixo em relação à vida útil de tal equipamento. Esses custos incluem não somente o custo inicial para o próprio equipamento, mas ainda o custo para a instalação, o reparo ou a substituição de equipamento, a atualização ou modificações no equipamento, efeitos no equipamento submarino adjacente, e assim por diante. Com base em incentivos em curso para a redução de custos, é desejável instalar as bombas poço abaixo em um ambiente submarino. Tais bombas, chamadas bombas submergíveis elétricas (ESP), são amplamente usadas em ambientes poço abaixo para prover a elevação artificial nos poços. Devido ao seu desenho maduro e quantidade de vendas, elas podem ser consideradas como um item de commodity a um custo razoavelmente baixo. É desejável utilizar tais ESPs para o bombeamento submarino. O termo "bombeamento submarino" no presente contexto refere-se à colocação e ao uso da ESP em uma localização submarina em ou próxima do leito do oceano, e não furo abaixo em um poço. No entanto, a instalação de tais ESPs para o uso submarino acarreta desafios significativos.[0038] There is a demand for subsea pump arrangements that result in a lower cost over the life of such equipment. These costs include not only the initial cost for the equipment itself, but also the cost for installing, repairing or replacing equipment, upgrading or modifying equipment, effects on adjacent subsea equipment, and so on. Based on ongoing incentives for cost reduction, it is desirable to install downhole pumps in a subsea environment. Such pumps, called electric submersible pumps (ESP), are widely used in downhole environments to provide artificial lift in wellboreholes. Due to their mature design and sales quantity, they can be considered as a commodity item at reasonably low cost. It is desirable to use such ESPs for subsea pumping. The term "subsea pumping" in the present context refers to the placement and use of the ESP in a subsea location on or near the ocean floor, not downhole in a well. However, installing such ESPs for subsea use poses significant challenges.

[0039] As modalidades da presente invenção se referem a arranjos de bomba submarinos que são destinados a focar e superar os desafios associados com a instalação e operação eficiente de ESPs em um ambiente submarino. As modalidades da presente invenção ainda se referem a arranjos de equipamentos de produção modulares que permitem a instalação/operação a baixo custo e elevada adaptabilidade de várias combinações de equipamento de produção de poço. As modalidades da presente invenção ainda se referem a um módulo de FCU/LCU separado e recuperável para o uso com aparelhos submarinos, tais como bombas e compressores. As modalidades da presente invenção ainda se referem a um pé usado para suportar um módulo de bomba horizontalmente orientado. Outras modalidades da presente invenção se referem a um arranjo de trave projetado para reduzir as cargas de flexão em um módulo de bomba horizontalmente orientado. As modalidades da presente invenção ainda se referem a outros sistemas de produção modulares e arranjos de bombas que podem ser particularmente úteis em ambientes submarinos.[0039] Embodiments of the present invention relate to subsea pump arrangements that are intended to address and overcome the challenges associated with the installation and efficient operation of ESPs in a subsea environment. Embodiments of the present invention further relate to modular production equipment arrangements that allow the installation/operation at low cost and high adaptability of various combinations of well production equipment. Embodiments of the present invention further relate to a separate and recoverable FCU/LCU module for use with subsea appliances such as pumps and compressors. Embodiments of the present invention further relate to a foot used to support a horizontally oriented pump module. Other embodiments of the present invention relate to a beam arrangement designed to reduce bending loads on a horizontally oriented pump module. Embodiments of the present invention further relate to other modular production systems and pump arrangements that may be particularly useful in subsea environments.

[0040] Voltando agora aos desenhos, a Figura 1A ilustra um arranjo de bomba submarino 10 de acordo com a presente invenção. O arranjo de bomba submarino 10 é um arranjo de bomba modular 10 que inclui pelo menos um módulo base 12 e um módulo de bomba 14. O módulo de bomba 14 inclui geralmente pelo menos uma bomba, neste caso uma ESP 16, para prover o bombeamento submarino de fluido de produção extraído de um furo de poço submarino. A ESP 16 pode pressurizar o fluido de produção para facilitar a transferência do fluido de produção de um cabeça de poço submarino a uma instalação na superfície. O módulo de bomba 14 pode se estender em uma direção horizontal do módulo base 12, tal como mostrado. O módulo de bomba 14 só pode ser parcialmente suportado pelo módulo base 12 ou não ser de modo nenhum suportado pelo módulo base 12.[0040] Returning now to the drawings, Figure 1A illustrates a submarine pump arrangement 10 in accordance with the present invention. The subsea pump arrangement 10 is a modular pump arrangement 10 that includes at least a base module 12 and a pump module 14. The pump module 14 generally includes at least one pump, in this case an ESP 16, to provide pumping subsea production fluid extracted from a subsea wellbore. The ESP 16 can pressurize production fluid to facilitate the transfer of production fluid from a subsea wellhead to a surface installation. The pump module 14 can extend in a horizontal direction from the base module 12, as shown. Pump module 14 can only be partially supported by base module 12 or not supported by base module 12 at all.

[0041] A expressão "só pode ser parcialmente suportado pelo módulo base 12 ou não ser de modo nenhum suportado pelo módulo base 12" se refere geralmente ao caso em que o peso do módulo de bomba 14 não é suportado ou só é parcialmente suportado pelo módulo base 12. Para essa finalidade, o módulo de bomba 14 pode incluir geralmente um pé de módulo de bomba 18 e/ou outros elementos opcionais para limitar ou eliminar o peso do módulo de bomba 14 que é suportado pelo módulo base 12. O módulo base 12 pode incluir geralmente uma estrutura de suporte de módulo base separada 20 para suportar o peso do módulo base 12 acima do leito do oceano.[0041] The expression "can only be partially supported by the base module 12 or not be supported by the base module 12 at all" generally refers to the case where the weight of the pump module 14 is not supported or is only partially supported by the base module 12. To that end, the pump module 14 may generally include a pump module foot 18 and/or other optional elements to limit or eliminate the weight of the pump module 14 that is supported by the base module 12. base module 12 may generally include a separate base module support structure 20 to support the weight of base module 12 above the ocean floor.

[0042] O arranjo de bomba submarino modular 10 pode separar fisicamente os componentes do equipamento que não requerem substituição/manutenção frequente ou regular do equipamento que está em maior demanda para a substituição ou a manutenção. Especificamente, o equipamento que não requer substituição/manutenção frequente ou regular é disposto no módulo base 12, ao passo que as ESPs 16 ou outras bombas submarinas em maior demanda para substituição/manutenção são localizadas no módulo de bomba 14. Ao usar tal arranjo, o módulo de bomba 14 pode ser posicionado horizontalmente afastado do módulo base 12, provendo desse modo uma bomba submarina que tem um peso baixo, é facilmente acessível, e em particular adaptada para uma instalação/restauração fácil e segura. Além disso, o tempo de instalação para o arranjo de bomba submarino 10 pode ser minimizado, uma vez que somente duas unidades 12 e 14 devem ter que ser instaladas/conectadas. Devido ao peso baixo do módulo de bomba 14, um vaso de intervenção leve pode ser usado para a restauração e a instalação do módulo de bomba 14.[0042] The modular subsea pump arrangement 10 can physically separate equipment components that do not require frequent or regular replacement/maintenance from equipment that is in greater demand for replacement or maintenance. Specifically, equipment that does not require frequent or regular replacement/maintenance is arranged in base module 12, while ESPs 16 or other subsea pumps in greater demand for replacement/maintenance are located in pump module 14. By using such an arrangement, the pump module 14 can be positioned horizontally apart from the base module 12, thereby providing a subsea pump that has a low weight, is easily accessible, and in particular adapted for easy and safe installation/refurbishment. Furthermore, the installation time for the subsea pump arrangement 10 can be minimized, as only two units 12 and 14 need to be installed/connected. Due to the low weight of pump module 14, a lightweight intervention vessel can be used for restoration and installation of pump module 14.

[0043] A expressão "localizada horizontalmente afastada do módulo base 12" refere-se ao módulo de bomba 14 que é fixado em uma direção em princípio 90 graus em relação à vertical. Essa separação pode conferir um acesso melhorado para instalar e recuperar o módulo de bomba 14, o que resulta em operações de instalação e restauração mais rápidas, mais seguras, e menos caras. Exceto quanto aos casos em que uma estrutura de proteção contra arrasto é desejada, não há tipicamente nenhuma restrição para acessar o módulo de bomba 14 de cima no arranjo de bomba submarino modular 10.[0043] The expression "located horizontally away from the base module 12" refers to the pump module 14 which is fixed in a direction in principle 90 degrees with respect to the vertical. This separation can provide improved access to install and retrieve the pump module 14, which results in faster, safer, and less expensive installation and restoration operations. Except for cases where a drag protection structure is desired, there is typically no restriction on accessing the pump module 14 from above in the modular subsea pump arrangement 10.

[0044] Várias características adicionais do arranjo de bomba submarino modular 10 da Figura 1A serão descritas em mais detalhes por toda a descrição detalhada a seguir.[0044] Various additional features of the modular submarine pump arrangement 10 of Figure 1A will be described in more detail throughout the detailed description below.

[0045] Tal como acima mencionado, o peso do módulo de bomba 14 pode ser "parcialmente" suportado pelo pé 18. A colocação do pé 18 em relação a uma extremidade de conector 100 do módulo de bomba 14 pode ser selecionada de maneira tal que uma parte do peso do módulo de bomba 14 é suportada pelo módulo base 12 e outra parte maior do peso do módulo de bomba 14 é suportada pelo pé 18. A Figura 1B representa esquematicamente os momentos de flexão que podem estar presentes em vários pontos ao longo do comprimento do módulo de bomba 14. O pé 18 do módulo de bomba 14 pode ser posicionado a uma distância horizontal 590 predeterminada da extremidade de conector 100 do módulo de bomba 14. Essa distância 590 pode ser determinada com base nos momentos de flexão previstos nos vários pontos de suporte 312 e pontos de arqueamento 314 ao longo do módulo de bomba 14. Os pontos de suporte 312 são as localizações onde o peso do módulo de bomba 14 é suportado, por exemplo, pelo pé 18 ou pelo módulo base (por exemplo, 12 da Figura 1A). Os pontos de arqueamento 314 são pontos que, devido a várias forças (por exemplo, a massa do módulo de bomba 14 e/ou seus componentes) devem "arquear" devido à gravidade.[0045] As mentioned above, the weight of the pump module 14 can be "partially" supported by the foot 18. The placement of the foot 18 relative to a connector end 100 of the pump module 14 can be selected such that a part of the weight of the pump module 14 is supported by the base module 12 and another major part of the weight of the pump module 14 is supported by the foot 18. Figure 1B schematically represents the bending moments that may be present at various points along of the length of the pump module 14. The foot 18 of the pump module 14 can be positioned at a predetermined horizontal distance 590 from the connector end 100 of the pump module 14. This distance 590 can be determined on the basis of the bending moments foreseen in the various support points 312 and sag points 314 along the pump module 14. The support points 312 are the locations where the weight of the pump module 14 is supported, for example by the foot 18 or the base module (eg r example, 12 of Figure 1A). Buckle points 314 are points which, due to various forces (eg, the mass of the pump module 14 and/or its components) must "bend" due to gravity.

[0046] Dois pontos de suporte 312 (um na extremidade 100 conectada ao módulo base, e o outro no pé 18) podem estar presentes ao longo do módulo de bomba 14, ao passo que um ponto de arqueamento 314 pode estar presente em uma localização entre os dois pontos de suporte 312. O momento de flexão aproximado em pontos diferentes ao longo do comprimento do módulo de bomba 14 é ilustrado. Por exemplo, o momento de flexão "ascendente" do módulo de bomba 14 no ponto de suporte 312 localizado na extremidade de conector 100 é indicado como Ms, o momento de flexão "ascendente" do módulo de bomba 14 no ponto de suporte 312 localizado no pé 18 é indicado como M1, e o momento de flexão "descendente" do módulo de bomba 14 no ponto de arqueamento 314 é indicado como M2. O pé 18 pode ser posicionado ao longo do comprimento do módulo de bomba 14 de maneira tal que a magnitude de M1 (momento no pé 18) é mais ou menos igual a, dentro de cerca de 10%, ou dentro de cerca de 20%, da magnitude de M2 (momento no ponto de arqueamento 314). Isso pode ajudar a manter as forças de flexão no módulo de bomba 14 relativamente baixas. Para satisfazer esses critérios, pode ser necessário que uma parte do peso do módulo de bomba seja suportado pelo módulo base interagindo com a extremidade de conector 100 do módulo de bomba 14. Especificamente, o módulo base pode suportar, por exemplo, pelo menos 2% do peso do módulo de bomba, entre cerca de 5% e 25% do peso do módulo de bomba, ou entre cerca de 10% a 20% do peso do módulo de bomba. O pé 18 pode ser posicionado de maneira tal que o pé 18 suporte pelo menos 50% do peso do módulo de bomba, ou pelo menos 80% do peso do módulo de bomba. O pé 18 pode ser posicionado a uma determinada distância mínima da extremidade de conector 100 (e do módulo base) ainda para satisfazer esses critérios. Por exemplo, o pé 18 pode ser posicionado pelo menos a 3 metros do módulo base, pelo menos a 6 metros do módulo base, ou a qualquer outra distância mínima do módulo base.[0046] Two support points 312 (one at the end 100 connected to the base module, and the other at the foot 18) may be present along the pump module 14, while an arching point 314 may be present at a location between the two support points 312. The approximate bending moment at different points along the length of the pump module 14 is illustrated. For example, the "upward" bending moment of the pump module 14 at the support point 312 located at the connector end 100 is indicated as Ms, the "upward" bending moment of the pump module 14 at the support point 312 located at the foot 18 is denoted as M1, and the "down" bending moment of the pump module 14 at bending point 314 is denoted as M2. Foot 18 can be positioned along the length of pump module 14 such that the magnitude of M1 (moment at foot 18) is more or less equal to, within about 10%, or within about 20% , of the magnitude of M2 (moment at warp point 314). This can help keep the bending forces on the pump module 14 relatively low. To satisfy these criteria, it may be necessary for a portion of the weight of the pump module to be supported by the base module interacting with the connector end 100 of the pump module 14. Specifically, the base module can support, for example, at least 2% of the pump module weight, between about 5% and 25% of the pump module weight, or between about 10% to 20% of the pump module weight. The foot 18 can be positioned such that the foot 18 supports at least 50% of the weight of the pump module, or at least 80% of the weight of the pump module. Foot 18 can be positioned a certain minimum distance from connector end 100 (and base module) to still satisfy these criteria. For example, the foot 18 can be positioned at least 3 meters from the base module, at least 6 meters from the base module, or any other minimum distance from the base module.

[0047] A Figura 2 provê um diagrama de blocos detalhado de um arranjo de bomba submarino 10 de acordo com as presentes técnicas. As Figuras 3A e 3B proveem vistas superior e lateral do arranjo de bomba submarino da Figura 2. Esse arranjo de bomba submarino 10 ainda inclui um módulo base 12 acoplado a um módulo de bomba 14 separado, tal como descrito acima. No entanto, o módulo de bomba 14 pode incluir duas ESPs 16A e 16B, em vez de apenas uma, tal como mostrado na Figura 1A. Deve ser observado que o arranjo e a função dos vários componentes mostrados na Figura 2 podem ser aplicados de maneira análoga aos arranjos de bomba submarinos modulares 10 que têm qualquer número de ESPs 16 presentes no módulo de bomba 14.[0047] Figure 2 provides a detailed block diagram of a subsea pump arrangement 10 in accordance with the present techniques. Figures 3A and 3B provide top and side views of the subsea pump arrangement of Figure 2. This subsea pump arrangement 10 further includes a base module 12 coupled to a separate pump module 14, as described above. However, the pump module 14 can include two ESPs 16A and 16B, instead of just one, as shown in Figure 1A. It should be noted that the arrangement and function of the various components shown in Figure 2 can be applied analogously to modular subsea pump arrangements 10 having any number of ESPs 16 present in the pump module 14.

[0048] Tal como acima mencionado, o arranjo de bomba submarino modular 10 é projetado de maneira tal que o módulo base 12 inclui componentes que não irão provavelmente precisar de muita manutenção durante toda a vida útil do arranjo de bomba 10. O módulo base 12 pode incluir uma fundação 22, um conector de entrada 24, um conector de saída 26, uma linha de desvio 28 com uma válvula de desvio 30 arranjada entre o conector de entrada 24 e o conector de saída 26, pelo menos um conector de módulo de bomba 32 ou uma parte do conector disposta entre o conector de entrada 24 e o conector de saída 26, e um número de válvulas de isolamento 34 e pinos guias 36 (mostrados na Figura 3B).[0048] As mentioned above, the modular subsea pump arrangement 10 is designed in such a way that the base module 12 includes components that are not likely to need much maintenance during the lifetime of the pump arrangement 10. The base module 12 may include a foundation 22, an inlet connector 24, an outlet connector 26, a bypass line 28 with a bypass valve 30 arranged between the inlet connector 24 and the output connector 26, at least one pump 32 or a connector portion disposed between inlet connector 24 and outlet connector 26, and a number of isolation valves 34 and guide pins 36 (shown in Figure 3B).

[0049] Além disso, o módulo base 12 pode incluir um sistema de condicionamento de fluido. O sistema de condicionamento de fluido inclui geralmente uma unidade de condicionamento de fluido (FCU) 38 (ou um arranjo da mesma) disposta entre o conector de entrada 24 e pelo menos um conector de módulo de bomba 32, uma unidade de coleta de líquido (LCU) 40 (ou um arranjo da mesma) disposta entre pelo menos um conector de módulo de bomba 32 e o conector de saída 26, e uma linha de recirculação 42 com um bloqueador ajustável 44 arranjado entre a FCU 38 e a LCU 40. Tal como descrito de modo integral a seguir, a FCU 38 pode ser usada para a homogeneização e a misturação de gás/líquido, ao passo que a LCU 40 pode ser usada para a separação de gás/líquido e a coleta de líquido.[0049] In addition, the base module 12 may include a fluid conditioning system. The fluid conditioning system generally includes a fluid conditioning unit (FCU) 38 (or an arrangement thereof) disposed between the inlet connector 24 and at least one pump module connector 32, a liquid collection unit ( LCU) 40 (or an arrangement thereof) disposed between at least one pump module connector 32 and the output connector 26, and a recirculation line 42 with an adjustable choke 44 arranged between the FCU 38 and the LCU 40. as fully described below, the FCU 38 can be used for gas/liquid homogenization and mixing, while the LCU 40 can be used for gas/liquid separation and liquid collection.

[0050] A fundação 22 geralmente suporta os outros componentes do módulo base 12, e a fundação 22 pode ser apoiada no leito do oceano ou elevada acima do leito do oceano através da estrutura de suporte de módulo base 20 (por exemplo, uma pilha, uma âncora de sucção, ou uma esteira de lama, dependendo das condições do solo). O conector de entrada 24 pode conectar de maneira fluida o módulo base 12 a uma linha de fluxo de uma cabeça de poço submarino para dirigir um fluxo do poço 46 da cabeça de poço submarino a uma linha de fluxo 48 do módulo base 12. O fluxo do poço 46 pode ser distribuído através da linha de fluxo 48 à FCU 38, ao módulo de bomba 14 onde o fluxo é pressurizado ainda mais, de volta ao módulo base 12 onde passa através da LCU 40, e através de uma outra linha de fluxo 50 antes que um fluxo intensificado 52 seja emitido através do conector de saída 26. Com a inclusão da linha de desvio 28 e da válvula de desvio 30 no módulo base 12, uma ligação em ponte de desvio adicional não é requerida para a operação do sistema de bomba.[0050] The foundation 22 generally supports the other components of the base module 12, and the foundation 22 may be supported on the ocean floor or elevated above the ocean floor via the base module support structure 20 (e.g., a pile, a suction anchor, or a mud mat, depending on ground conditions). The inlet connector 24 can fluidly connect the base module 12 to a subsea wellhead flow line to direct a flow from the subsea wellhead well 46 to a flow line 48 of the base module 12. from well 46 can be distributed through flow line 48 to the FCU 38, to pump module 14 where the flow is further pressurized, back to base module 12 where it passes through LCU 40, and through another flow line 50 before an enhanced flow 52 is output through the outlet connector 26. With the inclusion of the bypass line 28 and the bypass valve 30 in the base module 12, an additional bypass jumper is not required for system operation. bomb.

[0051] Em vez de ter a FCU/LCU ilustrada disposta no módulo base 12, o módulo base 12 pode incluir somente uma FCU 38 (ou um arranjo da mesma), e opcionalmente uma linha de recirculação 42. Isto é, o módulo base 12 pode não incluir a LCU 40 de modo algum. A linha de recirculação 42, se for incluída no módulo base 12, pode direcionar o gás separado da FCU 38 diretamente à linha de fluxo 50 durante a partida do módulo de bomba 14. Em outros casos, um módulo separado que contém uma LCU 40 pode ser unido ao módulo base 12 para acoplar à FCU 38 (por exemplo, através da linha de recirculação 42) disposta no módulo base 12, de modo que o gás e/ou o líquido possam fluir entre a FCU 38 e a LCU 40 por todas as operações da bomba.[0051] Instead of having the illustrated FCU/LCU arranged in the base module 12, the base module 12 can only include an FCU 38 (or an arrangement thereof), and optionally a recirculation line 42. That is, the base module 12 may not include LCU 40 at all. The recirculation line 42, if included in the base module 12, can route the separate gas from the FCU 38 directly to the flow line 50 during start-up of the pump module 14. In other cases, a separate module containing an LCU 40 can be joined to the base module 12 to couple to the FCU 38 (for example, through the recirculation line 42) arranged in the base module 12, so that the gas and/or liquid can flow between the FCU 38 and the LCU 40 through all pump operations.

[0052] Em vez de ter a FCU/LCU ilustrada disposta no módulo base 12, o módulo base 12 pode incluir somente uma LCU 40 (ou um arranjo da mesma), e opcionalmente uma linha de recirculação 42. Isto é, o módulo base 12 pode não incluir a FCU 38 de modo algum. A linha de recirculação 42, se for incluída no módulo base 12, pode distribuir o líquido separado da LCU 40 diretamente à linha de fluxo 48 durante a operação do módulo de bomba 14. Em outros casos, um módulo separado que contém uma FCU 38 pode ser unido ao módulo base 12 para acoplar à LCU 40 (por exemplo, através da linha de recirculação 42) disposta no módulo base 12, de modo que o gás e/ou o líquido possam fluir entre a FCU 38 e a LCU 40 por todas as operações da bomba.[0052] Instead of having the illustrated FCU/LCU arranged in the base module 12, the base module 12 can only include an LCU 40 (or an arrangement thereof), and optionally a recirculation line 42. That is, the base module 12 may not include the FCU 38 at all. The recirculation line 42, if included in the base module 12, can distribute the liquid separated from the LCU 40 directly to the flow line 48 during the operation of the pump module 14. In other cases, a separate module containing an FCU 38 can be joined to base module 12 to couple to LCU 40 (e.g. via recirculation line 42) arranged in base module 12, so that gas and/or liquid can flow between FCU 38 and LCU 40 through all pump operations.

[0053] O fluxo de fluido pode ser distribuído entre o módulo base 12 e o módulo de bomba 14 através de pelo menos um conector de módulo de bomba 32. Pelo menos um conector de módulo de bomba 32 pode incluir um conector de furos duplos que permite a conexão do módulo base 12 à bomba de sucção e à descarga, de modo que o fluxo possa ser dirigido do módulo base 12 ao módulo de bomba 14 e então o fluxo pressurizado possa ser dirigido do módulo de bomba 14 de volta ao módulo base 12. Os pinos guias 36 do módulo base 12 podem facilitar o assentamento e o acoplamento relativamente fáceis do módulo de bomba 14 ao módulo base 12 durante a instalação.[0053] The fluid flow can be distributed between the base module 12 and the pump module 14 through at least one pump module connector 32. The at least one pump module connector 32 can include a dual-hole connector that allows the connection of the base module 12 to the suction and discharge pump, so that the flow can be directed from the base module 12 to the pump module 14 and then the pressurized flow can be directed from the pump module 14 back to the base module 12. Guide pins 36 of base module 12 can facilitate relatively easy seating and coupling of pump module 14 to base module 12 during installation.

[0054] O módulo de bomba 14 pode incluir somente os componentes necessários para operar a(s) ESP(s) 16 do arranjo de bomba submarino modular 10. O módulo de bomba 14 pode incluir um conduto ou tubulação de fluxo em forma de U 90 com uma entrada 92 e uma saída 94 em somente uma extremidade, tal como ilustrado nas Figuras 2, 3A e 3B. O módulo de bomba 14 pode incluir pelo menos uma bomba (por exemplo, ESP 16) arranjada no conduto em forma de U 90 e no pé 18 do módulo de bomba. Tal como ilustrado, o módulo de bomba 14 pode ser horizontalmente orientado como instalado. O conduto de fluxo em forma de U 90, portanto, pode incluir uma primeira vasilha ou perna de tubulação horizontalmente orientada 96A e uma segunda vasilha ou perna de tubulação horizontalmente orientada 96B.[0054] The pump module 14 may include only those components necessary to operate the ESP(s) 16 of the modular subsea pump arrangement 10. The pump module 14 may include a conduit or U-shaped flow pipe 90 with an inlet 92 and an outlet 94 at one end only, as illustrated in Figures 2, 3A and 3B. Pump module 14 can include at least one pump (e.g. ESP 16) arranged in U-shaped conduit 90 and foot 18 of the pump module. As illustrated, pump module 14 can be oriented horizontally as installed. The U-shaped flow conduit 90, therefore, may include a first horizontally oriented canister or leg of tubing 96A and a second horizontally oriented canister or leg of tubing 96B.

[0055] Se duas bombas (por exemplo, as ESPs 16A e 16B) estiverem sendo usadas no módulo de bomba 14, o primeiro pé 96A pode conter a primeira ESP 16A e o segundo pé 96B pode conter a segunda ESP 16B. Cada uma dentre as ESPs 16A e 16B pode ser horizontalmente orientada, mas dirigidas em direções opostas, nas respectivas vasilhas ou pernas de tubulação horizontalmente orientadas 96A e 96B. Se somente uma bomba (por exemplo, ESP 16) estiver sendo usada no módulo de bomba 14 (por exemplo, tal como mostrado na Figura 1), a ESP 16 pode ser disposta na primeira perna 96A, ao passo que a segunda perna 96B provê uma tubulação de transferência de retorno vazia. Em tais casos, a segunda perna 96B sem uma bomba pode ser de um diâmetro geralmente menor do que a perna 96A que contém a ESP 16. As duas pernas 96A e 96B do conduto em forma de U 90, contendo uma ou duas ESP(s) 16 no total, podem ser horizontalmente orientadas, mas verticalmente arranjadas uma sobre a outra, tal como mostrado. Mediante a provisão de uma distância entre as pernas 96A e 96B do conduto em forma de U 90, o arranjo de bomba ilustrado permite uma manipulação mais fácil, uma maior rigidez (devido à capacidade de incluir uma estrutura de trave), e uma integração opcional de elementos de flutuação no módulo de bomba 14.[0055] If two pumps (for example, ESPs 16A and 16B) are being used in pump module 14, the first foot 96A can contain the first ESP 16A and the second foot 96B can contain the second ESP 16B. Each of the ESPs 16A and 16B may be horizontally oriented, but directed in opposite directions, in respective horizontally oriented canisters or pipe legs 96A and 96B. If only one pump (e.g. ESP 16) is being used in pump module 14 (e.g. as shown in Figure 1), ESP 16 can be arranged in the first leg 96A, while the second leg 96B provides an empty return transfer pipeline. In such cases, the second leg 96B without a pump may be of a generally smaller diameter than the leg 96A containing the ESP 16. The two legs 96A and 96B of the U-shaped conduit 90, containing one or two ESP(s) ) 16 in total, can be horizontally oriented, but vertically arranged one on top of the other, as shown. By providing a gap between the legs 96A and 96B of the U-shaped conduit 90, the illustrated pump arrangement allows for easier handling, greater rigidity (due to the ability to include a beam structure), and optional integration of buoyancy elements in the pump module 14.

[0056] O módulo de bomba 14 inclui pelo menos um conector de módulo base 98, o qual pode incluir as partes de conector 54 para a entrada e a saída da(s) ESP(s) 16 no módulo de bomba 14. Tal como ilustrado, ambas as partes de conector 54 podem ser dispostas em somente uma extremidade 100 do módulo de bomba 14. Pelo menos um conector de módulo base 98 pode ser orientado verticalmente para baixo durante a instalação do módulo de bomba 14. Pelo menos um conector de módulo base 98 é destinado a formar uma interface diretamente com pelo menos um conector de módulo de bomba 32 do módulo base 12 para acoplar de maneira fluida o módulo base 12 ao módulo de bomba 14. Pelo menos um conector de módulo base 98 pode incluir uma parte de conector de furos duplos, duas partes de conector de furo simples separadas para a entrada e a saída, respectivamente, ou uma ou mais partes de conector de múltiplos furos.[0056] The pump module 14 includes at least one base module connector 98, which may include the connector portions 54 for the input and output of the ESP(s) 16 on the pump module 14. illustrated, both connector portions 54 may be disposed on only one end 100 of the pump module 14. At least one base module connector 98 may be oriented vertically downwards during installation of the pump module 14. base module 98 is intended to interface directly with at least one pump module connector 32 of base module 12 to fluidly couple base module 12 to pump module 14. At least one base module connector 98 may include a double-hole connector part, two separate single-hole connector parts for the inlet and outlet respectively, or one or more multi-hole connector parts.

[0057] As partes de conector 54 podem incluir linhas de fluxo flexíveis que são destinadas a formar uma interface com e ser acopladas a pelo menos um conector de módulo de bomba 32. Tais linhas de fluxo flexíveis podem incluir linhas de fluxo de tubo de aço que têm uma seção alongada, criando a flexibilidade à dobra sem causar tensão ou fadiga em excesso na conexão. As linhas de fluxo flexíveis podem permitir que o módulo de bomba 14 seja conectado eficazmente ao módulo base 12 independentemente do posicionamento vertical exato do módulo de bomba 14 em relação ao módulo base 12 devido, por exemplo, a algum afundamento do pé 18/módulo de bomba 14 no solo do leito do oceano com o passar do tempo.[0057] Connector parts 54 may include flexible flow lines that are intended to interface with and be mated to at least one pump module connector 32. Such flexible flow lines may include steel pipe flow lines that have an elongated section, creating flexibility to bend without causing excess stress or fatigue in the connection. The flexible flow lines can allow the pump module 14 to be effectively connected to the base module 12 regardless of the exact vertical positioning of the pump module 14 relative to the base module 12 due to, for example, some sagging of the foot 18/mounting module bomb 14 on the floor of the ocean floor over time.

[0058] Pelo menos um conector de módulo de bomba 32 no módulo base 12 pode incluir partes de conector complementares 102 às partes de conector 54 do conector de módulo base 98. Essas partes de conector complementares 102 podem ser orientadas verticalmente para cima quando o módulo base 12 é instalado e destinadas a formar uma interface diretamente com as partes de conector 54 do conector de módulo base 98 no módulo de bomba 14. Os conectores 32 e 98 podem incluir conectores do tipo braçadeira ou pinça que são operáveis por um veículo operado remotamente (ROV), e esses conectores 32 e 98 podem incluir um conector de braçadeira de um único furo duplo ou de múltiplos furos.[0058] At least one pump module connector 32 on the base module 12 can include complementary connector parts 102 to the connector parts 54 of the base module connector 98. These complementary connector parts 102 can be oriented vertically upwards when the module base 12 is installed and intended to interface directly with connector portions 54 of base module connector 98 on pump module 14. Connectors 32 and 98 may include clamp or clamp type connectors that are operable by a remotely operated vehicle (ROV), and these connectors 32 and 98 may include a single double hole or a multi hole clamp connector.

[0059] O módulo de bomba 14 pode incluir um painel de ROV 104 que permite que um ROV forme uma interface com a(s) ESP(s) 16 no módulo de bomba 14. O painel de ROV 104 pode prover uma conexão de energia à(s) ESP(s) 16, bem como quaisquer conexões hidráulicas ou elétricas necessárias para a garantia do fluxo ou a instrumentação na(s) ESP(s) 16. O painel de ROV 104 pode incluir uma estrutura de embarque de ROV que inclui receptáculos ou soquetes de ROV com conectores ou furos para fornecer a energia hidráulica (para a garantia do fluxo) e/ou energia elétrica à(s) ESP(s) 16.[0059] The pump module 14 may include an ROV panel 104 that allows an ROV to interface with the ESP(s) 16 on the pump module 14. The ROV panel 104 may provide a power connection to ESP(s) 16, as well as any hydraulic or electrical connections required for flow assurance or instrumentation into ESP(s) 16. ROV panel 104 may include an ROV boarding structure that includes ROV receptacles or sockets with connectors or holes to supply hydraulic power (for flow assurance) and/or electrical power to the ESP(s) 16.

[0060] O módulo de bomba 14 pode incluir uma estrutura de enrijecimento 106 que conecta as duas pernas 96A e 96B do conduto em forma de U 90. A estrutura de enrijecimento 16 pode conferir rigidez para fixar a estrutura do módulo de bomba 14, limitando desse modo o arqueamento da(s) ESP(s) 16 para assegurar a estabilidade dinâmica de rotor apropriada do motor/rotor da bomba e uma longa vida útil. A estrutura de enrijecimento 106 pode prover uma estrutura rígida, de pouco peso com estabilidade e rigidez incrementadas para a manipulação durante a instalação e a restauração. A estrutura de enrijecimento 106 pode incluir uma estrutura de trave, nervuras de enrijecimento, balancins ou tubulações de enrijecimento, condutos ou tubulações em forma de U adicionais que podem ou não conter bombas e partes de conector para um acoplamento em linha posterior, entre outros.[0060] The pump module 14 can include a stiffening structure 106 that connects the two legs 96A and 96B of the U-shaped conduit 90. The stiffening structure 16 can provide rigidity to fix the structure of the pump module 14, limiting thereby arching the ESP(s) 16 to ensure proper motor/pump impeller dynamic rotor stability and long service life. The stiffening structure 106 can provide a rigid, lightweight structure with increased stability and rigidity for handling during installation and restoration. The stiffening structure 106 may include a beam structure, stiffening ribs, stiffening rockers or tubing, additional U-shaped conduits or tubing that may or may not contain pumps, and connector portions for downstream coupling, among others.

[0061] Tal como ilustrado na Figura 3B, por exemplo, a estrutura de enrijecimento 106 pode ser arranjada ao soldar duas placas de aço nos lados das seções de tubulação horizontal (pernas 96) do conduto em forma de U 90. As placas podem ter materiais removidos para reduzir o peso de maneira tal que a um padrão do tipo trave seja criado. Essas placas unidas às duas pernas 96 podem desse modo formar uma estrutura muito rígida enquanto é mantido o peso baixo. Desse modo, a estrutura de enrijecimento 106 pode ser uma parte separada das pernas 96 do conduto em forma de U 90 que é acoplado às pernas 96 para prover suporte estrutural adicional.[0061] As illustrated in Figure 3B, for example, the stiffening structure 106 can be arranged by welding two steel plates to the sides of the horizontal pipe sections (legs 96) of the U-shaped conduit 90. The plates may have materials removed to reduce weight such that a beam-like pattern is created. These plates joined to the two legs 96 can thus form a very rigid structure while keeping the weight down. Thus, the stiffening structure 106 can be a separate part of the legs 96 of the U-shaped conduit 90 which is coupled to the legs 96 to provide additional structural support.

[0062] Em outros arranjos, as duas pernas 96 do conduto em forma de U 90 podem agir como partes da própria estrutura de enrijecimento 106. Isso pode reduzir ainda mais o peso do módulo de bomba 14, uma vez que nenhuma outra peça longitudinal é necessária para obter uma rigidez desejada. A estrutura de enrijecimento 106 neste caso pode formada ao soldar balancins ou placas diretamente às pernas de tubulação horizontal 96 do conduto em forma de U 90 e se estendendo entre as duas pernas 96 para criar uma estrutura do tipo trave. Isto pode ser feito, por exemplo, ao soldar as placas que têm um ângulo de 90 graus com respeito aos eixos da tubulação horizontal das pernas 96 e as placas que têm cerca de um ângulo de 20 graus com respeito aos eixos da tubulação horizontal das pernas 96. Deve ser compreendido que outros arranjos da estrutura de enrijecimento 106 podem ser utilizados para manter a rigidez do módulo de bomba 14 enquanto o peso do módulo de bomba 104 é mantido baixo e as duas pernas 96 são integradas na estrutura de enrijecimento 106. Desse modo, as duas ESPs 16A e 16B podem ser horizontalmente orientados no conduto em forma de U 90 com as pernas 96A e 96B agindo como membros carregadores de carga em um arranjo de trave onde as pernas 96 são interligadas com membros de aço para formar a estrutura de enrijecimento 106.[0062] In other arrangements, the two legs 96 of the U-shaped conduit 90 can act as parts of the stiffening structure 106 itself. This can further reduce the weight of the pump module 14, since no other longitudinal parts are required to obtain the desired stiffness. The stiffening structure 106 in this case can be formed by welding rockers or plates directly to the horizontal piping legs 96 of the U-shaped conduit 90 and extending between the two legs 96 to create a beam-like structure. This can be done, for example, by welding the plates that are at an angle of 90 degrees with respect to the axes of the horizontal piping of the legs 96 and the plates that are at an angle of about 20 degrees with respect to the axes of the horizontal piping of the legs. 96. It should be understood that other arrangements of the stiffening structure 106 can be used to maintain the rigidity of the pump module 14 while the weight of the pump module 104 is kept low and the two legs 96 are integrated into the stiffening structure 106. In this way, the two ESPs 16A and 16B can be oriented horizontally in the U-shaped conduit 90 with the legs 96A and 96B acting as load carrying members in a beam arrangement where the legs 96 are interconnected with steel members to form the frame. of stiffening 106.

[0063] O módulo de bomba 14 pode incluir elementos limitadores de carga tais como, por exemplo, um ou mais elementos de flutuação, tanques cheios de gás, elementos de tubulação cheios de gás, e outros ainda. Por exemplo, tal como mostrado na Figura 14, o módulo de bomba 14 pode ser equipado com um ou mais flutuadores 430 dispostos no mesmo. Os flutuadores 430 podem ser construídos de qualquer tipo desejável de material (por exemplo, espuma) ou equipamento (por exemplo, recipiente cheio de gás) que aumenta a flutuação da porção do módulo de bomba 14 na qual o flutuador 430 é disposto. Qualquer formato, posição e/ou número desejado de flutuadores 430 podem ser posicionados no módulo de bomba 14. Os flutuadores 430 podem remover a tensão do módulo de bomba 14 e da(s) ESP(s), em particular em pontos de arqueamento. Em alguns casos, um ou mais flutuadores 430 podem ser usados para remover as tensões do módulo de bomba 14 na extremidade do módulo de bomba 14 que forma interface com o módulo base. Dessa maneira, o peso do módulo de bomba 14 pode ser quase ou inteiramente removido do módulo base. Calibres de tensão, calibres de fadiga, ou outros componentes de monitoramento podem ser usados para confirmar que os flutuadores 430 estão diminuindo as cargas no módulo de bomba 14 tal como desejado. Os flutuadores 430 podem ajudar a amortecer as oscilações através da estrutura enrijecida do módulo de bomba 14 e a controlar as cargas dinâmicas no sistema.[0063] The pump module 14 may include load-limiting elements such as, for example, one or more buoyancy elements, gas-filled tanks, gas-filled piping elements, and the like. For example, as shown in Figure 14, the pump module 14 can be equipped with one or more floats 430 disposed therein. Floats 430 may be constructed of any desirable type of material (eg, foam) or equipment (eg, gas-filled container) that enhances the buoyancy of the portion of pump module 14 in which float 430 is disposed. Any desired shape, position, and/or number of floats 430 can be positioned on pump module 14. Floats 430 can remove stress from pump module 14 and the ESP(s), particularly at points of sagging. In some cases, one or more floats 430 may be used to remove stresses from the pump module 14 at the end of the pump module 14 which interfaces with the base module. In this way, the weight of the pump module 14 can be almost or entirely removed from the base module. Strain gauges, fatigue gauges, or other monitoring components can be used to confirm that floats 430 are decreasing loads on pump module 14 as desired. Floats 430 can help dampen oscillations through the stiffened structure of pump module 14 and control dynamic loads in the system.

[0064] Tal como mostrado na Figura 14, os pontos de elevação 496 podem ser posicionados ao longo do comprimento do módulo de bomba horizontal 14. O número e o arranjo dos pontos de elevação 496 podem ser escolhidos de modo a minimizar a flexão durante a elevação/o abaixamento do módulo de bomba 14, por exemplo, através de uma barra de propagação (vide a Figura 17). Um dos pontos de elevação 496 pode ser posicionado acima do pé 18 do módulo de bomba 14. Dessa maneira, o pé 18 pode ser integrado com o restante do módulo de bomba 14 durante a instalação enquanto o módulo de bomba 14 é abaixado através das conexões nos pontos de elevação 496. Isso permite que o pé 18 integrado com o módulo de bomba 14 seja instalado em uma só viagem de uma embarcação de distribuição. O pé 18 pode ser ajustável através de um ROV de maneira tal que uma base 108 do pé 18 possa ser apropriadamente posicionada e dobrada para assentar o módulo de bomba 14 inteiro no leito do oceano.[0064] As shown in Figure 14, the lifting points 496 can be positioned along the length of the horizontal pump module 14. The number and arrangement of the lifting points 496 can be chosen so as to minimize bending during lifting/lowering the pump module 14, for example via a spreader bar (see Figure 17). One of the lifting points 496 can be positioned above the foot 18 of the pump module 14. In this way, the foot 18 can be integrated with the rest of the pump module 14 during installation while the pump module 14 is lowered through the connections at the lifting points 496. This allows the foot 18 integrated with the pump module 14 to be installed in a single voyage of a delivery vessel. The foot 18 may be adjustable via an ROV such that a base 108 of the foot 18 can be properly positioned and bent to seat the entire pump module 14 on the ocean floor.

[0065] Tal como acima mencionado, o módulo de bomba 14 inclui geralmente um pé 18 para suportar a maior parte do peso do módulo de bomba 14 que se estende horizontalmente do módulo base 12. Tal como ilustrado, o pé 18 pode ser apoiado em uma base pequena 108 no leito do oceano. O pé 18 pode ser liberável e conectável em relação ao módulo de bomba 14, de maneira tal que o pé 18 pode ser unido e articulado ao módulo de bomba 14 antes de ser instalado junto com o módulo de bomba 14. O pé 18 pode ser liberado na sua posição de assentamento durante a fase final do processo da instalação. O restante do módulo de bomba 14 pode ser removível do pé 18 uma vez que o sistema é instalado, permitindo desse modo que o pé 18 permaneça no lugar enquanto o restante do módulo de bomba 14 é retraído até a superfície para a manutenção. Em outros casos, o pé 18 pode ser completamente fixado ao módulo de bomba 14.[0065] As mentioned above, the pump module 14 generally includes a foot 18 to support most of the weight of the pump module 14 extending horizontally from the base module 12. As illustrated, the foot 18 can be supported on a small base 108 on the ocean floor. The foot 18 is releasable and connectable with respect to the pump module 14, in such a way that the foot 18 can be joined and articulated to the pump module 14 before being installed together with the pump module 14. The foot 18 can be released into its seating position during the final phase of the installation process. The remainder of the pump module 14 can be removed from the foot 18 once the system is installed, thereby allowing the foot 18 to remain in place while the remainder of the pump module 14 is retracted to the surface for maintenance. In other cases, the foot 18 can be completely fixed to the pump module 14.

[0066] O pé pode incluir um mecanismo de ajuste de altura. Isto pode ajudar a prover o suporte apropriado ao módulo de bomba 14 no evento de uma condição de solo mole no leito do oceano. O mecanismo de ajuste de altura pode incluir um ajuste de parafuso mecânico operado por ferramenta de torque de ROV, indicado como 110 na Figura 3B. No entanto, outros tipos de mecanismos de ajuste de altura podem ser utilizados.[0066] The foot may include a height adjustment mechanism. This can help provide proper support to the pump module 14 in the event of a soft ground condition on the ocean floor. The height adjustment mechanism may include an ROV torque tool operated mechanical screw adjustment, indicated as 110 in Figure 3B. However, other types of height adjustment mechanisms can be used.

[0067] O módulo de bomba 14 pode incluir transmissores para a inclinação, um nível de água ou um nível de bolha ou alvo, um sensor de altura/posição para o módulo de bomba 14, e/ou uma outra instrumentação. Estes podem ajudar com o assentamento e a colocação do módulo de bomba 14 no módulo base 12 durante a instalação. O módulo de bomba 14 pode incluir os funis guias 107 destinados a formar uma interface com e assentar nos pinos guias 36 do módulo base 12. Esse tipo de interface de conexão entre o módulo de bomba 14 e o módulo base 12 pode ajudar no alinhamento apropriado do módulo de bomba 14 com respeito ao módulo base 12 durante a instalação.[0067] The pump module 14 may include transmitters for the slope, a water level or a bubble or target level, a height/position sensor for the pump module 14, and/or other instrumentation. These can help with seating and placing the pump module 14 on the base module 12 during installation. Pump module 14 may include guide funnels 107 intended to interface with and seat on guide pins 36 of base module 12. This type of connection interface between pump module 14 and base module 12 can aid in proper alignment of pump module 14 with respect to base module 12 during installation.

[0068] O módulo de bomba 14 geralmente não inclui uma FCU, uma vez que esse componente (38) fica, por sua vez, localizado no módulo base 12 tal como descrito acima. Desse modo, o conduto em forma de U 90 não inclui um volume ou uma função de condicionamento de fluido integrado. Isso ajuda a reduzir o peso e o tamanho do módulo de bomba 14, provendo desse modo uma maior facilidade de manipulação durante a instalação e a restauração.[0068] The pump module 14 generally does not include an FCU, since this component (38) is, in turn, located in the base module 12 as described above. Thus, the U-shaped conduit 90 does not include an integrated volume or fluid conditioning function. This helps to reduce the weight and size of the pump module 14, thereby providing greater ease of handling during installation and restoration.

[0069] O módulo de bomba 14 geralmente não inclui uma LCU, uma vez que esse componente (40) fica, por sua vez, localizado no módulo base 12 tal como descrito acima. Desse modo, o conduto em forma de U 90 não inclui um volume ou uma função de separação/coleta de fluido integrado. Isso ajuda a reduzir ainda mais o peso e o tamanho do módulo de bomba 14, provendo desse modo uma maior facilidade de manipulação durante a instalação.[0069] The pump module 14 generally does not include an LCU, since this component (40) is, in turn, located in the base module 12 as described above. Thus, the U-shaped conduit 90 does not include a volume or an integrated fluid separation/collection function. This helps to further reduce the weight and size of the pump module 14, thereby providing greater ease of handling during installation.

[0070] Um módulo pode incluir uma bomba submarina. Por exemplo, um módulo de bomba 14 pode ser equipado com uma ou mais bombas centrífugas submarinas, ao contrário da(s) ESP(s) 16. O módulo de bomba 14 pode ser verticalmente orientado como instalado, em vez de horizontalmente, e conter uma ou duas bombas centrífugas submarinas orientadas verticalmente em um conduto em forma de U 90. Similarmente, os módulos de bomba 14 contendo uma ou mais ESPs 16 podem ser orientados verticalmente, tal como mostrado como os módulos 390 de ESP verticais nas Figuras 13A e 13B. Em algumas localizações (por exemplo, na superfície, em profundidade submarina), a orientação vertical do módulo 390 de ESP pode ser possível.[0070] A module may include a subsea pump. For example, a pump module 14 may be equipped with one or more subsea centrifugal pumps, as opposed to the ESP(s) 16. The pump module 14 may be oriented vertically as installed, rather than horizontally, and contain one or two vertically oriented subsea centrifugal pumps in a U-shaped conduit 90. Similarly, pump modules 14 containing one or more ESPs 16 may be oriented vertically, as shown as vertical ESP modules 390 in Figures 13A and 13B . In some locations (eg, on the surface, deep underwater), vertical orientation of the ESP module 390 may be possible.

[0071] O módulo de bomba 14 pode incluir uma ou mais bombas centrífugas submarinas e/ou ESPs, tal como divulgado acima. A escolha do tipo e do número de bombas pode ser feita de acordo com requisitos do poço e/ou do campo. As bombas centrífugas submarinas são geralmente curtas, atarracadas, pesadas, e requerem uma potência mais elevada. As ESPs são tipicamente destinadas para o uso em poços, e desse modo são longas e finas, e operam geralmente a uma potência mais baixa. Determinadas diferenças comuns entre os tipos de bombas são esboçadas na Tabela 1 a seguir. Bomba Centrífuga Submarina ESP

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[0071] The pump module 14 may include one or more subsea centrifugal pumps and/or ESPs, as disclosed above. The choice of type and number of pumps can be made according to well and/or field requirements. Subsea centrifugal pumps are generally short, stubby, heavy, and require higher horsepower. ESPs are typically intended for use in wells, and as such are long and thin, and generally operate at a lower power. Certain common differences between pump types are outlined in Table 1 below. ESP Subsea Centrifugal Pump
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[0072] Uma vez que os componentes de conexão do módulo de bomba 14 podem ser arranjados somente em uma extremidade do módulo de bomba 14, a outra extremidade pode ficar livre para se mover axialmente em resposta à mudança da temperatura e da pressão no módulo de bomba 14 para várias condições operacionais. Essa capacidade do sistema de se expandir axialmente é possível no arranjo de bomba 10 divulgado sem o uso de grandes pescoços de ganso, desse modo limitando o tamanho da instalação e o peso do sistema. O arranjo do pé 18 a uma distância axial de cerca de 2/3 do comprimento total do lado da conexão do módulo de bomba 14 pode reduzir a deflexão e a tensão nas pernas 96A e 96B do conduto em forma de U 90. Uma vez que a extremidade livre age como um contrapeso, o arranjo de tubulação ilustrado tem eficazmente uma âncora rígida na localização do pé 18.[0072] Since the connecting components of the pump module 14 can only be arranged at one end of the pump module 14, the other end can be left free to move axially in response to changes in temperature and pressure in the pump module 14 pump for various operating conditions. This ability of the system to expand axially is possible in the disclosed pump arrangement 10 without the use of large goosenecks, thereby limiting the size of the installation and the weight of the system. Arrangement of the foot 18 at an axial distance of about 2/3 of the total length of the connection side of the pump module 14 can reduce deflection and stress in the legs 96A and 96B of the U-shaped conduit 90. the free end acts as a counterweight, the illustrated piping arrangement effectively has a rigid anchor at the foot location 18.

[0073] Uma vez que o módulo de bomba 14 inclui todos os componentes de conexão somente em uma extremidade, assim como um pé ajustável fixo ou pré-instalado 18, nenhuma metrologia pode ser necessária antes da instalação do módulo de bomba 14. Isso pode eliminar uma viagem de inspeção com a embarcação de instalação que deveria ser requerida de alguma outra maneira, reduzindo desse modo os custos e o tempo de instalação.[0073] Since the pump module 14 includes all connection components at one end only, as well as a fixed or pre-installed adjustable foot 18, no metrology may be required prior to installation of the pump module 14. eliminate an inspection trip with the installation vessel that would otherwise be required, thereby reducing installation costs and time.

[0074] O arranjo de bomba 10 divulgado provê geralmente um módulo de bomba 14 com um tamanho, um comprimento e um peso reduzidos em comparação aos sistemas existentes onde uma bomba centrífuga submarina ou ESP é provida em uma localização submarina. Por exemplo, o arranjo divulgado 10 pode facilitar uma redução de 20% no comprimento do módulo de bomba 14 em comparação aos sistemas existentes, uma redução de 25% a 55% no peso do módulo de bomba 14 (dependendo se uma FCU/LCU estiver presente no sistema existente). A redução no tamanho e no peso dos componentes no módulo de bomba 14 pode ser particularmente útil quando o sistema for atualizado para uma taxa mais elevada da pressão, uma vez que o módulo de bomba 14 tem itens contendo pressão com um diâmetro menor comparado com um arranjo de ligação em ponte que tem equipamento de condicionamento de fluido. O arranjo dos componentes do conector de módulo de bomba 14 somente em um lado pode facilitar a instalação e a restauração fáceis, uma vez que permite o uso de um conector de braçadeira de um só furo duplo ou de dois furos simples, reduzindo desse modo o número de operações de acoplamento de conector de fluido críticas.[0074] The disclosed pump arrangement 10 generally provides a pump module 14 with a reduced size, length and weight compared to existing systems where a subsea centrifugal pump or ESP is provided in a subsea location. For example, the disclosed arrangement 10 can facilitate a 20% reduction in the length of the pump module 14 compared to existing systems, a 25% to 55% reduction in the weight of the pump module 14 (depending on whether an FCU/LCU is present in the existing system). Reducing the size and weight of the components in the pump module 14 can be particularly useful when the system is upgraded to a higher pressure rating, since the pump module 14 has pressure-containing items with a smaller diameter compared to a jumper arrangement having fluid conditioning equipment. The arrangement of the components of the pump module connector 14 on one side only can facilitate easy installation and restoration as it allows the use of either a single double hole clamp connector or a single two hole clamp connector, thereby reducing the number of critical fluid connector mating operations.

[0075] A Figura 4 ilustra o módulo de bomba 14 do arranjo de bomba submarino 10 que é levantado através da conexão em dois pontos de elevação 130 acoplado ao conduto em forma de U 90 e/ou a estrutura de enrijecimento 106. Os pontos de elevação 130 podem ser posicionados com cuidado para reduzir ou minimizar as forças de flexão no módulo de bomba 14 devido ao peso da(s) ESP(s) 16 a bordo durante a instalação/restauração.[0075] Figure 4 illustrates the pump module 14 of the subsea pump arrangement 10 that is lifted through the connection at two lifting points 130 coupled to the U-shaped conduit 90 and/or the stiffening structure 106. riser 130 can be carefully positioned to reduce or minimize bending forces on pump module 14 due to the weight of ESP(s) 16 on board during installation/restoration.

[0076] As Figuras 5A e 5B ilustram o arranjo de bomba submarino 10 completamente montado e com a proteção contra arrasto disposta no mesmo. O arranjo de bomba submarino 10 é geralmente apropriado para a inclusão da proteção contra arrasto, tal como mostrado, uma vez que o arranjo de bomba modular pode ser arranjado perto do leito do oceano e com uma altura vertical baixa para limitar o perfil de rebarbação do equipamento de proteção. Tal como ilustrado, uma primeira estrutura de proteção 150 pode ser arranjada no módulo base 12 e uma segunda estrutura de proteção 152 pode ser arranjada para o módulo de bomba 14. Essas estruturas de proteção contra arrasto 150 e 152 podem ser suportadas por uma âncora de sucção 154, mas ainda podem ser suportadas por uma pilha ou então assumir as cargas que podem ocorrer durante o arrasto. As escotilhas 156 que podem ser abertas através de ROV ficam localizadas ao longo das estruturas de proteção 150 e 152 para permitir o acesso durante a instalação, a restauração ou a manutenção do módulo base 12 e/ou do módulo de bomba 14. Deve ser observado que outros arranjos de proteção contra arrasto além daquele mostrado nas Figuras 5A e 5B podem ser utilizados com o arranjo de bomba submarino 10 divulgado que tem uma altura relativamente baixa acima do leito do oceano.[0076] Figures 5A and 5B illustrate the submarine pump arrangement 10 completely assembled and with the drag protection disposed in it. The subsea pump arrangement 10 is generally suitable for the inclusion of drag protection, as shown, since the modular pump arrangement can be arranged close to the ocean floor and with a low vertical height to limit the flash profile of the protection equipment. As illustrated, a first guard structure 150 may be arranged on the base module 12 and a second guard structure 152 may be arranged for the pump module 14. These drag guard structures 150 and 152 may be supported by an anchor of suction 154, but can still be supported by a pile or else take on the loads that can occur during dragging. Hatches 156 openable via ROV are located along guard structures 150 and 152 to allow access during installation, restoration or maintenance of base module 12 and/or pump module 14. To be noted that drag protection arrangements other than that shown in Figures 5A and 5B can be used with the disclosed subsea pump arrangement 10 which has a relatively low height above the ocean floor.

[0077] A Figura 17 ilustra um módulo de bomba 14 que é abaixado para uma posição instalada acoplado ao módulo base 12. Tal como mostrado, o módulo de bomba 14 pode ser abaixado nessa posição através de uma barra de propagação 490 que é proveniente de uma embarcação flutuante. A barra de propagação 490 pode ser abaixada através de um cabo de aplicação 492 de cima para baixo, e a barra de propagação 490 pode ser acoplada ao módulo de bomba 14 através de vários cabos 494 que se estendem para baixo da barra de propagação 490. Os cabos 494 podem ser unidos ao módulo de bomba 14 nos pontos de elevação específicos 496 dispostos ao longo do comprimento do módulo de bomba horizontal 14. O número e o arranjo dos pontos de elevação 496 podem ser escolhidos de modo a minimizar a flexão durante o içamento/abaixamento do módulo de bomba 14. A barra de propagação 490 pode ser usada para minimizar as forças de compressão longitudinais.[0077] Figure 17 illustrates a pump module 14 that is lowered into an installed position coupled to the base module 12. As shown, the pump module 14 can be lowered into that position via a spreader bar 490 that comes from a floating vessel. The spreader bar 490 can be lowered via an application cable 492 from top to bottom, and the spreader bar 490 can be coupled to the pump module 14 via several cables 494 that extend down from the spreader bar 490. The cables 494 can be attached to the pump module 14 at specific lifting points 496 arranged along the length of the horizontal pump module 14. The number and arrangement of the lifting points 496 can be chosen so as to minimize bending during deployment. pump module lifting/lowering 14. Spreader bar 490 can be used to minimize longitudinal compressive forces.

[0078] A Figura 22 ilustra um arranjo de bomba 610 similar ao arranjo de bomba modular 10 das Figuras 1 a 17, mas com o módulo base 12 e o módulo de bomba 14 acoplados ao usar um conector 612 suportado no módulo base 12. Dessa maneira, o módulo base 12 e o módulo de bomba 14 podem ser abaixados ou restaurados em uma só viagem. Para essa finalidade, o arranjo de bomba 610 ainda pode incluir uma base estendida 614 para suportar o pé 18 e o módulo de bomba 14, em que essa base estendida 614 fora uma interface diretamente com e, em algum caso, é articulada (através de uma dobradiça 616) à fundação 20 do módulo base 12. A fundação 20 e base estendida 614 podem ser equipadas com os pontos de elevação 496, permitindo desse modo que todo o conjunto seja abaixado para uma localização submarino ao usar uma barra de propagação (tal como descrito acima em referência à Figura 17). O conector 612 pode ser disposto na extremidade 100 do conector de módulo de bomba 14. Em alguns exemplos, o conector 612 pode ser ajustável para permitir que o módulo de bomba 14 flexione lateralmente, deslize, gire e/ou se mova verticalmente em relação ao módulo base 12 tal como necessário quando o sistema é posicionado no leito do oceano. O conector 612 pode ser configurado para se mover similarmente para o pé ajustável 18 a este respeito.[0078] Figure 22 illustrates a pump arrangement 610 similar to the modular pump arrangement 10 of Figures 1 to 17, but with the base module 12 and the pump module 14 coupled using a connector 612 supported on the base module 12. In this way, the base module 12 and the pump module 14 can be lowered or restored in one trip. To that end, the pump arrangement 610 may further include an extended base 614 for supporting the foot 18 and the pump module 14, where such extended base 614 interfaces directly with and in some case is hinged (via a a hinge 616) to the foundation 20 of the base module 12. The foundation 20 and extended base 614 can be equipped with lifting points 496, thereby allowing the entire assembly to be lowered to a subsea location when using a spreader bar (such as as described above with reference to Figure 17). Connector 612 may be disposed on end 100 of pump module connector 14. In some examples, connector 612 may be adjustable to allow pump module 14 to laterally flex, slide, rotate, and/or move vertically relative to the base module 12 as required when the system is positioned on the ocean floor. Connector 612 can be configured to move similarly to adjustable foot 18 in this respect.

[0079] Além de, ou ao invés de o módulo base 12 e o módulo de bomba 14 serem acoplados um ao outro através de um conector (612) tal como mostrado na Figura 22, o arranjo de bomba pode utilizar um mecanismo de armação "acoplado" para suportar ambos o módulo base 12 e o módulo de bomba 14 (por exemplo, a ESP). As Figuras 23A e 23B ilustram uma modalidade de tal mecanismo de armação 630. Tal como mostrado, o mecanismo de armação 630 pode incluir uma primeira porção 632 configurada para receber e suportar o módulo base e uma segunda porção de armação 634 configurada para receber e suportar o módulo de bomba (que pode apenas incluir uma ESP ou uma bomba centrífuga submarina, sem um pé adicional). As primeira e segunda porções de armação 632 e 634 podem ser acopladas uma à outra, por exemplo, através de uma dobradiça 636 ou através de uma conexão rígida em sua interface. Tal como mostrado, a primeira porção de armação 632 pode ter um formato de caixa relativamente elevada e larga, ao passo que a segunda porção de armação 634 pode ter um formato fino, alongado e relativamente menor. Isto é, a primeira porção de armação 632 pode ser mais alta em uma dimensão da altura e mais larga em uma dimensão da largura do que a segunda porção de armação 634, tal como mostrado. A segunda porção de armação 634 pode ser alongada em uma direção tal que a segunda porção de armação 634 se estende longitudinalmente para fora da primeira porção de armação 632. O módulo base 12 e a ESP podem ser instalados no mecanismo de armação "acoplado" 630 e abaixados em uma só viagem até uma localização submarina desejada. Para essa finalidade, o mecanismo de armação 630 pode ser equipado com um número de pontos de elevação que podem ser usados para abaixar o mecanismo de armação 630 com o módulo base 12 e a ESP instalados no mesmo através de uma barra de propagação.[0079] In addition to, or instead of, the base module 12 and the pump module 14 being coupled to each other via a connector (612) as shown in Figure 22, the pump arrangement may utilize an arming mechanism " coupled" to support both base module 12 and pump module 14 (e.g. the ESP). Figures 23A and 23B illustrate one embodiment of such a frame mechanism 630. As shown, the frame mechanism 630 may include a first portion 632 configured to receive and support the base module and a second frame portion 634 configured to receive and support the pump module (which may only include an ESP or a subsea centrifugal pump, without an additional foot). The first and second frame portions 632 and 634 may be coupled to each other, for example through a hinge 636 or through a rigid connection at their interface. As shown, the first frame portion 632 can have a relatively tall and wide box shape, while the second frame portion 634 can have a thin, elongated and relatively smaller shape. That is, the first frame portion 632 may be taller in a height dimension and wider in a width dimension than the second frame portion 634, as shown. The second frame portion 634 may be elongated in a direction such that the second frame portion 634 extends longitudinally outward from the first frame portion 632. The base module 12 and the ESP may be installed in the "coupled" frame mechanism 630 and lowered in one trip to a desired underwater location. To that end, the frame mechanism 630 can be equipped with a number of lifting points that can be used to lower the frame mechanism 630 with the base module 12 and ESP installed therein via a spreader bar.

[0080] Em alguns casos, tal como mostrado, o mecanismo de armação 630 pode ser equipado com a proteção contra arrasto 638 que pode ser girada (articulada) seletivamente para fora do caminho para expor o interior do mecanismo de armação 630. Dessa maneira, o módulo base 12 e a ESP podem ser seletivamente colocados no mecanismo de armação 630. A proteção contra arrasto 638 pode incluir duas estruturas separadas (por exemplo, a primeira estrutura 640 e a segunda estrutura 642), e estas podem ser movidas separadamente de modo que, por exemplo, quando o reparo ou a substituição forem necessários na ESP, somente a segunda estrutura 642 da proteção contra arrasto precisa ser movida para fora do caminho para que a ESP seja restaurada da porção de armação 634. Ambas as partes de proteção contra arrasto 638 podem ter um formato geralmente trapezoidal para reduzir a carga de arrasto.[0080] In some cases, as shown, the cocking mechanism 630 may be equipped with the drag guard 638 that can be selectively rotated (hinged) out of the way to expose the interior of the cocking mechanism 630. In this way, the base module 12 and the ESP can be selectively placed in the frame mechanism 630. The drag guard 638 can include two separate frames (e.g., the first frame 640 and the second frame 642), and these can be moved separately so that, for example, when repair or replacement is required on the ESP, only the second drag guard structure 642 needs to be moved out of the way so that the ESP is restored from the frame portion 634. Drag 638 can have a generally trapezoidal shape to reduce the drag load.

[0081] A Figura 6 ilustra um arranjo de equipamento modular 170 que pode prover uma extensão do arranjo de bomba modular descrito acima. O arranjo de equipamento modular 170 pode permitir a adaptabilidade de um sistema de produção de poço a quantidades/tipos diferentes de hidrocarbonetos produzidos durante toda a vida útil do poço. O arranjo de equipamento submarino modular 170 inclui geralmente pelo menos um módulo base 172 e um ou mais módulos satélites 174. Os módulos satélites 174 podem incluir um ou mais módulos montados na lateral 176, um ou mais módulos montados no topo 178, ou uma combinação destes. Embora vários aspectos do equipamento de produção sejam descritos no presente documento no contexto de um ambiente submarino, o arranjo de equipamento modular 170 divulgado pode ser similarmente aplicado a implementações em terra ou na superfície.[0081] Figure 6 illustrates a modular equipment arrangement 170 that can provide an extension of the modular pump arrangement described above. Modular equipment arrangement 170 can allow adaptability of a well production system to different amounts/types of hydrocarbons produced throughout the lifetime of the well. The modular subsea equipment arrangement 170 generally includes at least one base module 172 and one or more satellite modules 174. The satellite modules 174 may include one or more side-mounted modules 176, one or more top-mounted modules 178, or a combination of these. While various aspects of production equipment are described herein in the context of a subsea environment, the disclosed modular equipment arrangement 170 can be similarly applied to onshore or surface deployments.

[0082] Tal como mostrado na Figura 20, o arranjo de equipamento modular 170 pode incluir um suporte de cabeça de poço 550 configurado para acoplar o módulo base 172 a uma cabeça de poço 552. O módulo base 172 pode prover suporte mecânico à cabeça de poço 552 ao "descarregar" da cabeça de poço 552 as forças que podem de alguma outra maneira ser suportadas pela cabeça de poço 552. A tensão mecânica (por exemplo, a fadiga) da cabeça de poço 552 pode ser reduzida através do suporte de vários componentes pelo módulo base 172 ao invés da cabeça de poço 552.[0082] As shown in Figure 20, the modular equipment arrangement 170 can include a wellhead support 550 configured to couple the base module 172 to a wellhead 552. The base module 172 can provide mechanical support to the wellhead wellhead 552 by "unloading" from wellhead 552 forces that can otherwise be supported by wellhead 552. Mechanical stress (e.g., fatigue) of wellhead 552 can be reduced by supporting various components by base module 172 instead of wellhead 552.

[0083] O suporte de cabeça de poço 550 pode apertar, localizar e/ou então acoplar a cabeça de poço 552 ao módulo base 172, de maneira tal que o módulo base 172 provê um "pé" estendido em torno da cabeça de poço 552 que reduz a tensão (por exemplo, a flexão) da cabeça de poço 552. Em particular para terreno mole (por exemplo, areia, lama) e/ou um reservatório raso (por exemplo, dentro de algumas centenas de metros da superfície), as dimensões laterais do módulo base 172 em combinação com uma cabeça de poço 552 presa podem minimizar a tensão na cabeça de poço 552.[0083] The wellhead support 550 can clamp, locate and/or then couple the wellhead 552 to the base module 172, in such a way that the base module 172 provides an extended "foot" around the wellhead 552 which reduces the stress (e.g. bending) of the wellhead 552. In particular for soft ground (e.g. sand, mud) and/or a shallow reservoir (e.g. within a few hundred meters of the surface), the lateral dimensions of base module 172 in combination with an attached wellhead 552 can minimize stress on wellhead 552.

[0084] O módulo base 172 pode incluir uma ou mais colunas, uma âncora de sucção, uma esteira de lama, e outros ainda, de acordo com a superfície (por exemplo, o leito do oceano) em que o módulo base 172 é disposto. Embora a deformação de uma cabeça de poço típica seja limitada pela interação circunferencial da própria cabeça de poço com o terreno circunvizinho, um módulo base 172 que age como um suporte de cabeça de poço pode "estender" a área de interação a uma área muito maior (por exemplo, mais de 10 vezes, 50 vezes, ou até mesmo mais de 100 vezes a área em seção transversal da cabeça de poço 552). Uma região de interação circunferencial em torno de uma cabeça de poço típica (por exemplo, 1 a 4 metros de circunferência) pode ser estendida a uma circunferência do módulo base 172 que tem um comprimento de pelo menos 25, incluindo pelo menos 50, incluindo pelo menos 100 metros.[0084] The base module 172 may include one or more columns, a suction anchor, a mud mat, and others, according to the surface (for example, the ocean floor) on which the base module 172 is arranged . Although the deformation of a typical wellhead is limited by the circumferential interaction of the wellhead itself with the surrounding terrain, a 172 base module that acts as a wellhead support can "extend" the interaction area to a much larger area. (eg, greater than 10 times, 50 times, or even greater than 100 times the cross-sectional area of wellhead 552). A circumferential interaction region around a typical wellhead (e.g., 1 to 4 meters in circumference) can be extended to a circumference of base module 172 that has a length of at least 25, including at least 50, including at least least 100 meters.

[0085] O módulo base 172 pode incluir uma árvore de natal 554 (por exemplo, acoplada de maneira fluida à cabeça de poço 552). Pelo menos um acoplamento de árvore de natal 556 pode ser disposto no módulo base 172 e ser usado para acoplar mecanicamente a árvore de natal 554 ao módulo base 172. A árvore de natal 554 pode ser posicionada como um módulo montado no topo 178 no módulo base 172, e a árvore de natal 554 pode ser acoplada de maneira fluida à cabeça de poço 552. Ao combinar o módulo base 172, o suporte de cabeça de poço 550 e a árvore de natal 554, as cargas tipicamente aplicadas à cabeça de poço 552 (pela árvore) podem ser transmitidas diretamente ao terreno circunvizinho através do módulo base 172. O módulo base 172 pode incluir uma árvore de natal 554 e pelo menos uma de, incluindo ambas, uma FCU 38 e uma LCU 40.[0085] The base module 172 may include a Christmas tree 554 (for example, fluidly coupled to the wellhead 552). At least one Christmas tree coupling 556 may be disposed on the base module 172 and used to mechanically couple the Christmas tree 554 to the base module 172. The Christmas tree 554 may be positioned as a top mounted module 178 on the base module 172, and the Christmas tree 554 can be fluidly attached to the wellhead 552. By combining the base module 172, the wellhead support 550, and the Christmas tree 554, the loads typically applied to the wellhead 552 (by the tree) can be transmitted directly to the surrounding terrain through the base module 172. The base module 172 can include a Christmas tree 554 and at least one of, including both, an FCU 38 and an LCU 40.

[0086] Em algumas modalidades, tal como mostrado na Figura 21, o próprio módulo base 172 pode incluir uma bomba (por exemplo, uma bomba centrífuga submarina ou ESP) 570 disposta no mesmo. A bomba 570 pode ser posicionada no módulo base 172, e não em um módulo satélite que é aplicado separadamente e acoplado ao módulo base 172. O módulo base 172 ainda pode incluir uma FCU 38, uma LCU 40 e/ou uma linha de recirculação 42 dispostas no mesmo, assim como outras linhas de desvio, válvulas e linhas do fluxo discutidas acima em referência à Figura 2. Isso pode facilitar uma instalação de uma só viagem do arranjo de bomba submarino.[0086] In some embodiments, as shown in Figure 21 , the base module 172 itself may include a pump (e.g., an underwater centrifugal pump or ESP) 570 disposed therein. The pump 570 can be positioned in the base module 172, and not in a satellite module that is applied separately and coupled to the base module 172. The base module 172 can still include an FCU 38, an LCU 40 and/or a recirculation line 42 disposed therein, as well as other bypass lines, valves and flow lines discussed above with reference to Figure 2. This can facilitate a one-trip installation of the subsea pump arrangement.

[0087] Retornando à Figura 6, o módulo base 172 generalizado pode incluir uma pluralidade de interfaces de conexão 180 destinadas a receber e conectar diretamente os módulos satélites 174 diferentes que podem ser empregados durante toda a vida útil do poço. Cada uma das interfaces de conexão 180 pode incluir uma ou mais das seguintes conexões: corrente de poço de entrada/saída para comunicar o fluxo dos fluidos de produção; conexões hidráulicas; conexões de energia elétrica; e conexões de controle (por exemplo, elétricas, ópticas). Um único módulo satélite 174 pode ser acoplado a cada interface da pluralidade de interfaces de conexão 180. As interfaces de conexão 180 para os módulos montados na lateral 176 podem ser dispostas ao longo do perímetro externo do módulo base 172, ao passo que as interfaces de conexão 180 para os módulos montados no topo 178 podem ser dispostas mais próximas do centro do módulo base 172. Todas as interfaces de conexão 180 podem ficar localizadas em uma face superior do módulo base 172, de maneira tal que o módulo base 172 pode prover uma quantidade de suporte a cada um dos módulos montados na lateral 176 acoplados ao mesmo.[0087] Returning to Figure 6, the generalized base module 172 can include a plurality of connection interfaces 180 intended to receive and directly connect different satellite modules 174 that can be employed throughout the life of the well. Each of the connection interfaces 180 may include one or more of the following connections: inlet/outlet well stream to communicate the flow of production fluids; hydraulic connections; electrical power connections; and control connections (eg electrical, optical). A single satellite module 174 may be coupled to each interface of the plurality of connection interfaces 180. The connection interfaces 180 for the side-mounted modules 176 may be disposed along the outer perimeter of the base module 172, while the connection 180 for top mounted modules 178 may be arranged closer to the center of base module 172. All connection interfaces 180 may be located on an upper face of base module 172 such that base module 172 can provide a amount of support to each of the side mounted modules 176 coupled thereto.

[0088] O módulo base 172 pode formar uma interface com qualquer número desejável de módulos satélite adicionais 174 (montado na lateral, montado no topo, ou ambos). O módulo base 172 pode geralmente funcionar como uma placa mãe à qual os módulos satélites 174 contendo vários componentes funcionais do equipamento de produção podem ser seletivamente conectados. Isso permite a adaptabilidade do sistema de produção resultante durante toda a vida útil do poço ao ter apenas que adicionar, remover ou substituir os módulos satélites menores, relativamente de pouco peso 174, ao invés do sistema inteiro. Isso pode ser particularmente útil em contextos de produção submarina, uma vez que a adaptação ou provisão da manutenção ao sistema de produção deve ser possível ao usar embarcações menores devido ao peso relativamente pequeno do equipamento que é empregado.[0088] The base module 172 may interface with any desirable number of additional satellite modules 174 (side-mounted, top-mounted, or both). The base module 172 can generally function as a motherboard to which the satellite modules 174 containing various functional components of the production equipment can be selectively connected. This allows adaptability of the resulting production system throughout the life of the well by only having to add, remove or replace the smaller, relatively lightweight satellite modules 174 rather than the entire system. This can be particularly useful in subsea production contexts, as adapting or providing maintenance to the production system must be possible when using smaller vessels due to the relatively light weight of the equipment that is employed.

[0089] Além disso, o arranjo de equipamento modular 170 pode permitir que os módulos satélites individuais 174 sejam removidos seletivamente para a manutenção ou a substituição sem ter que ainda remover os componentes adicionais que não requerem substituição/manutenção. Este é o caso, por exemplo, quando o módulo base 172 é similar ao módulo base 12 das Figuras 1 a 5 e um módulo montado na lateral 176 acoplado ao módulo base 172 é similar ao módulo de bomba 14 das Figuras 1 a 5. Esse arranjo permite que o módulo de bomba 14 seja removido e fixado ou substituído seletivamente sem requerer uma embarcação para levantar o equipamento mais pesado do módulo base 12 que não requer reparo/substituição.[0089] Furthermore, the modular equipment arrangement 170 can allow individual satellite modules 174 to be selectively removed for maintenance or replacement without further having to remove additional components that do not require replacement/maintenance. This is the case, for example, when the base module 172 is similar to the base module 12 of Figures 1 to 5 and a side mounted module 176 coupled to the base module 172 is similar to the pump module 14 of Figures 1 to 5. arrangement allows the pump module 14 to be selectively removed and attached or replaced without requiring a vessel to lift the heavier equipment from the base module 12 which does not require repair/replacement.

[0090] O arranjo de equipamento modular 170 da Figura 6 ainda pode permitir que atualizações ou adaptações no sistema de produção sejam feitas durante toda a vida útil do poço. Por exemplo, uma vez que o fluxo do poço muda com o passar do tempo, os módulos satélites adicionais 174 podem ser incorporados no arranjo 170 para prover as funcionalidades desejadas sem ter que substituir o sistema inteiro. Como um exemplo, em algumas modalidades, o módulo base 172 pode não vir equipado inicialmente com as funcionalidades de intensificação. O sistema pode operar bem inicialmente sem uma ESP ou outra bomba submarina. No entanto, à medida que o poço envelhece, a pressão do fluxo de produção do poço pode diminuir, e ESPs ou outras bombas submarinas podem ter que ser adicionadas através de um ou mais módulos satélites 174 para prover uma intensificação adicional.[0090] The modular equipment arrangement 170 of Figure 6 can still allow updates or adaptations to the production system to be made throughout the life of the well. For example, as well flow changes over time, additional satellite modules 174 can be incorporated into array 170 to provide desired functionality without having to replace the entire system. As an example, in some embodiments, base module 172 may not initially be equipped with enhancement features. The system can operate well initially without an ESP or other subsea pump. However, as the well ages, the production flow pressure from the well may decrease, and ESPs or other subsea pumps may have to be added through one or more satellite modules 174 to provide additional boost.

[0091] Similarmente, o sistema pode operar bem inicialmente sem nenhum equipamento de FCU/LCU. No entanto, à medida que o poço envelhece, a fração de gás do fluxo de produção pode aumentar até o ponto que o condicionamento de fluido é desejado. O equipamento de FCU/LCU pode então ser adicionado através de um ou mais módulos satélites 174 para facilitar a operação eficaz das ESPs ou outras bombas submarinas. O módulo base 172 pode ser inicialmente instalado com a tubulação e os conectores no lugar (por exemplo, a interface 180) para o uso com os equipamentos de FCU/LCU que são adicionados posteriormente. O distribuidor e FCU/LCU podem ambos ser instalados com conectores recuperáveis em tal caso. Uma vez que o arranjo de equipamento 170 é adaptável durante toda a vida útil do poço, isso permite custos reduzidos, uma vez que não se esteja pagando pelo equipamento até que ele seja realmente necessário para operações de produção.[0091] Similarly, the system can operate well initially without any FCU/LCU equipment. However, as the well ages, the gas fraction of the production stream may increase to the point where fluid conditioning is desired. FCU/LCU equipment can then be added via one or more satellite modules 174 to facilitate effective operation of ESPs or other subsea pumps. Base module 172 can be initially installed with piping and connectors in place (eg interface 180) for use with FCU/LCU equipment that is added later. The distributor and FCU/LCU can both be fitted with recoverable connectors in such a case. Since the equipment arrangement 170 is adaptable throughout the life of the well, this allows for reduced costs as one is not paying for the equipment until it is actually needed for production operations.

[0092] Cada um dos módulos satélites 174 pode incluir equipamentos tais como, por exemplo, uma ou mais ESPs, uma ou mais bombas centrífugas submarinas, um compressor, um ciclone, uma FCU, uma LCU, componentes de injeção de água do mar bruta, turbomaquinário, ou uma combinação destes. As ESPs ou as bombas centrífugas submarinas podem ser unidas seletivamente como módulos satélites 174 para servir para a intensificação do fluxo do poço ou para prover apoio para quando outras bombas forem recuperadas/substituídas. As ESPs ou as bombas centrífugas submarinas podem ser incluídas nos módulos satélites montados na lateral 176 (tal como descrito acima em referência às Figuras 1 a 5), ou nos módulos satélites montado no topo 178 (por exemplo, as bombas verticalmente orientadas tal como mostrado nas Figuras 13A e 13B). Nos módulos satélites montado na lateral 176, as ESPs ou as bombas centrífugas submarinas podem incluir pescoços de ganso carregados ou descarregados.[0092] Each of the satellite modules 174 may include equipment such as, for example, one or more ESPs, one or more underwater centrifugal pumps, a compressor, a cyclone, an FCU, an LCU, raw seawater injection components , turbomachinery, or a combination thereof. ESPs or subsea centrifugal pumps can be selectively attached as satellite modules 174 to serve for wellbore flow enhancement or to provide backup when other pumps are retrofitted/replaced. ESPs or subsea centrifugal pumps may be included in side-mounted satellite modules 176 (as described above with reference to Figures 1 to 5), or in top-mounted satellite modules 178 (e.g., vertically oriented pumps as shown in Figures 13A and 13B). On side-mounted satellite modules 176, ESPs or subsea centrifugal pumps may include loaded or unloaded goosenecks.

[0093] Tal como acima mencionado, os componentes de FCU/LCU podem ser unidos ao módulo base 172 como um ou mais módulos satélites separados e recuperáveis 174. A Figura 7 ilustra uma modalidade de um arranjo de equipamento modular em que um módulo de FCU 210, um módulo de LCU 212 e um módulo de máquina 214 são acoplados entre si. Tal como descrito de modo integral acima, cada um desses módulos 210, 212, e 214 pode ser acoplado aos outros através de um módulo base comum (não mostrado; por exemplo, o módulo base 172 da Figura 6). O módulo de FCU 210 pode incluir uma FCU 38, ao passo que o módulo de LCU 212 pode incluir uma LCU 40. O módulo de máquina 214 pode incluir qualquer máquina 216 desejada tal como, por exemplo, uma ESP, uma bomba centrífuga submarina, um compressor, um turbomaquinário, um ciclone, ou um separador. O módulo de FCU 210 pode ser acoplado ao módulo base de maneira tal que a FCU 38 seja acoplada de maneira fluida entre uma entrada 217, a máquina 216 (através de uma linha de fluxo 218), e a LCU 40 (através da linha de recirculação 42). O módulo de LCU 210 pode ser acoplado ao módulo base de maneira tal que a LCU 40 seja acoplada de maneira fluida entre uma saída 219, a máquina 216 (através de uma linha de fluxo 220), e a FCU 38 (através da linha de recirculação 42). Tal como ilustrado, o módulo de FCU 38 e o módulo de LCU 40 podem ser recuperáveis e substituíveis separadamente tal como necessário.[0093] As mentioned above, the FCU/LCU components may be attached to the base module 172 as one or more separate and retrievable satellite modules 174. Figure 7 illustrates one embodiment of a modular equipment arrangement in which an FCU module 210, an LCU module 212 and a machine module 214 are coupled together. As fully described above, each of these modules 210, 212, and 214 can be coupled to each other through a common base module (not shown; for example, base module 172 of Figure 6). The FCU module 210 may include an FCU 38, whereas the LCU module 212 may include an LCU 40. The machine module 214 may include any desired machine 216 such as, for example, an ESP, a subsea centrifugal pump, a compressor, a turbomachinery, a cyclone, or a separator. The FCU module 210 can be coupled to the base module in such a way that the FCU 38 is fluidly coupled between an inlet 217, the machine 216 (through a flow line 218), and the LCU 40 (through the flow line 218). recirculation 42). The LCU module 210 can be coupled to the base module in such a way that the LCU 40 is fluidly coupled between an output 219, the machine 216 (through a flow line 220), and the FCU 38 (through the flow line 210). recirculation 42). As illustrated, the FCU module 38 and the LCU module 40 are separately recoverable and replaceable as needed.

[0094] A função do equipamento de FCU/LCU será descrita agora em referência à Figura 8. O equipamento de FCU/LCU pode ser utilizado em combinação com uma máquina tal como uma ESP para aprontar a máquina durante a partida ou para realimentar a máquina durante uma parada programada. Os fluidos de produção da cabeça de poço incluindo gás, líquido e/ou areia podem entrar na FCU 38 através da entrada 217. A FCU 38 separa a porção de gás dos fluidos de produção de entrada da porção líquida ao permitir que as porções de gás e líquido tenham velocidades internas diferentes. A porção de gás mais leve move-se da FCU 38 para a LCU 40 através da linha de recirculação 42 durante a partida da máquina 216. A fração pesada do fluido de produção (isto é, líquido e areia) afunda até o fundo da FCU 38, e o líquido é direcionado à máquina 216 através da linha de fluxo 218 acoplada ao fundo da FCU 38. O líquido pode ajudar a aprontar a máquina 216 de modo que ela opere eficazmente quando há uma quantidade relativamente grande de gás proveniente da cabeça de poço.[0094] The function of the FCU/LCU equipment will now be described with reference to Figure 8. The FCU/LCU equipment can be used in combination with a machine such as an ESP to prime the machine during start-up or to feed back the machine during a scheduled stop. Wellhead production fluids including gas, liquid and/or sand can enter the FCU 38 through inlet 217. The FCU 38 separates the gas portion of the inlet production fluids from the liquid portion by allowing the gas portions to and liquid have different internal velocities. The lighter gas portion moves from the FCU 38 to the LCU 40 through the recirculation line 42 during machine start-up 216. The heavy fraction of the production fluid (ie liquid and sand) sinks to the bottom of the FCU 38, and the liquid is directed to the machine 216 through the flow line 218 coupled to the bottom of the FCU 38. The liquid can help prime the machine 216 so that it will operate effectively when there is a relatively large amount of gas coming from the flow head. pit.

[0095] O gás, o líquido e a areia resultantes que saem da máquina 216 são direcionados então à LCU 40 através da linha de fluxo 220. A LCU 40 pode separar o líquido do gás outra vez (de modo similar à FCU 38). Uma grande porção de fluido pressurizado (por exemplo, gás, líquido e areia) recebido da máquina 216 pode ser direcionada através da saída 219 para a comunicação a uma instalação na superfície. Uma porção do líquido na LCU 40 pode ser separada do fluxo de fluido pressurizado pela LCU. A linha de recirculação 42 pode direcionar a porção separada de líquido da LCU à FCU durante a operação da máquina 216. Essa porção líquida pode ser usada posteriormente para aprontar a máquina 216 durante uma partida a frio. Isto é, o líquido pode ser fornecido da FCU 38 à máquina 216 primeiramente antes que um novo fluido de produção seja distribuído da FCU 38 à máquina 216 a fim de impedir que a máquina 216 seja paralisada devido a um gás dentro da máquina 216.[0095] The resultant gas, liquid and sand exiting the machine 216 are then directed to the LCU 40 via the flow line 220. The LCU 40 can separate the liquid from the gas again (similarly to the FCU 38). A large portion of pressurized fluid (e.g., gas, liquid, and sand) received from machine 216 may be routed through outlet 219 for communication to a surface installation. A portion of the liquid in the LCU 40 may be separated from the flow of pressurized fluid through the LCU. Recirculation line 42 may direct the separated portion of liquid from the LCU to the FCU during operation of machine 216. This liquid portion may later be used to prime machine 216 during a cold start. That is, liquid may be supplied from the FCU 38 to the machine 216 first before new production fluid is dispensed from the FCU 38 to the machine 216 in order to prevent the machine 216 from being shut down due to a gas within the machine 216.

[0096] O equipamento de FCU/LCU pode ser posicionado em um módulo base (por exemplo, 12, 172) como um módulo de FCU/LCU autocontido simples 250, tal como ilustrado na Figura 9. Tal como mostrado, o módulo de FCU/LCU 250 pode incluir a FCU 38, a LCU 40 e a linha de recirculação 42, e o bloqueador de recirculação 44. O módulo de FCU/LCU 250 ainda pode incluir um conector de múltiplos furos orientado verticalmente 252 disposto em uma superfície inferior do módulo de FCU/LCU 250. O conector e múltiplos furos 252 pode incluir conexões para cada uma das linhas de fluxo (por exemplo, 217, 218, 219 e 220) descritas acima em referência à Figura 8. As linhas de fluxo específicas não são toda visíveis da perspectiva da ilustração, no entanto, elas ficam localizadas geralmente no conector de múltiplos furos na superfície inferior do módulo de FCU/LCU 250. O conector de múltiplos furos 252 pode facilitar a conexão do módulo de FCU/LCU 250 a um módulo base tal como 172 da Figura 6. No presente arranjo, o módulo de FCU/LCU 250 pode agir como um módulo satélite montado no topo (por exemplo, 178 da Figura 6) para a conexão a um módulo base. O módulo de FCU/LCU 250 pode incluir uma armação 254 disposta em torno da FCU 38 e da LCU 40 para prover proteção a essas estruturas. O módulo de FCU/LCU 250 pode incluir um ou mais componentes localizadores 256 tais como funis guias destinados a ajudar a orientar e alinhar o módulo de FCU/LCU 250 a uma posição desejada no módulo base durante a instalação do módulo de FCU/LCU 250.[0096] The FCU/LCU equipment can be positioned on a base module (eg, 12, 172) as a simple self-contained FCU/LCU module 250, as illustrated in Figure 9. As shown, the FCU module /LCU 250 may include the FCU 38, the LCU 40 and the recirculation line 42, and the recirculation blocker 44. The FCU/LCU module 250 may further include a vertically oriented multi-hole connector 252 disposed on a lower surface of the FCU/LCU module 250. Connector and multiple holes 252 may include connections for each of the flowlines (e.g., 217, 218, 219, and 220) described above with reference to Figure 8. The specific flowlines are not all visible from the perspective of the illustration, however they are located generally on the multi-hole connector on the bottom surface of the FCU/LCU module 250. The multi-hole connector 252 can facilitate the connection of the FCU/LCU module 250 to a module base such as 172 of Figure 6. In the present arrangement jo, the FCU/LCU module 250 can act as a top mounted satellite module (eg 178 of Figure 6) for connection to a base module. The FCU/LCU module 250 may include a frame 254 disposed around the FCU 38 and LCU 40 to provide protection for these structures. The FCU/LCU 250 module may include one or more locator components 256 such as guide funnels intended to help orient and align the FCU/LCU 250 module to a desired position on the base module during installation of the FCU/LCU 250 module .

[0097] A válvula de bloqueador de recirculação 44 pode ser removível e recuperável separadamente dos outros componentes do módulo de FCU/LCU 250. A válvula de bloqueador de recirculação 44 pode ser disposta em um lado do módulo de FCU/LCU 250 onde a armação de proteção 254 é relativamente aberta.[0097] The recirculation block valve 44 can be removed and retrieved separately from the other components of the FCU/LCU 250 module. The recirculation block valve 44 can be arranged on one side of the FCU/LCU 250 module where the frame protection 254 is relatively open.

[0098] A linha de recirculação 42 pode ser um componente opcional do módulo de FCU/LCU 250. Isto é, algumas modalidades do módulo de FCU/LCU 250 podem incluir apenas a FCU 38 e a LCU 40 dispostas no mesmo, sem a linha de recirculação 42 e o bloqueador 44. Em tais casos, uma linha de recirculação 42 (que pode incluir um bloqueador 44) pode ser disposta no módulo base (por exemplo, 12, 172) ao qual o módulo de FCU/LCU 250 é unido de maneira removível. As conexões da FCU 38 e da LCU 40 a uma linha de recirculação no módulo base podem ser estabelecidas através do conector de múltiplos furos 252, por exemplo. O módulo de FCU/LCU 250 sem uma linha de recirculação ainda pode ser utilizado para os arranjos de bomba onde a conexão de fluido entre a FCU 38 e a LCU 40 não é desejada.[0098] The recirculation line 42 can be an optional component of the FCU/LCU 250 module. That is, some versions of the FCU/LCU 250 module can only include the FCU 38 and the LCU 40 arranged in it, without the line recirculation line 42 and blocker 44. In such cases, a recirculation line 42 (which may include a blocker 44) can be arranged in the base module (e.g. 12, 172) to which the FCU/LCU module 250 is attached removable. The connections of the FCU 38 and the LCU 40 to a recirculation line in the base module can be established through the multi-hole connector 252, for example. The FCU/LCU 250 module without a recirculation line can still be used for pump arrangements where the fluid connection between the FCU 38 and the LCU 40 is not desired.

[0099] Retornando agora às discussões da estrutura de enrijecimento e do pé associado com um módulo de bomba montado na lateral (por exemplo, 14 das Figuras 1 a 5), Figura 10 ilustra um pé de módulo de bomba 18 que é totalmente ajustável para suportar a porção estendida do módulo de bomba sobre qualquer tipo de terreno do leito do oceano. Embora o arranjo das Figuras 1 a 5 mostre um único pé 18 para o módulo de bomba, múltiplos pés 18 tais como aquele mostrado na Figura 10 podem ser utilizados para suportar um único módulo de bomba.[0099] Returning now to discussions of the stiffening structure and the foot associated with a side-mounted pump module (e.g., 14 of Figures 1 to 5), Figure 10 illustrates a pump module foot 18 that is fully adjustable for support the extended portion of the pump module over any type of ocean floor terrain. Although the arrangement of Figures 1 to 5 show a single foot 18 for the pump module, multiple feet 18 such as that shown in Figure 10 can be used to support a single pump module.

[0100] O pé ajustável 18 pode ser posicionado sobre e acoplado a uma base rígida ou flexível 108, a qual pode incluir uma esteira de lama, uma âncora de sucção, ou uma pilha. Os aspectos de pouco peso/modular do módulo de bomba podem permitir o uso de uma esteira de lama (que é a mais barata) para a base 108, ao invés de uma âncora de sucção ou uma pilha. No entanto, qualquer um destes ou qualquer outro tipo de base 108 podem ser usados com o pé 18.[0100] The adjustable foot 18 can be positioned on and attached to a rigid or flexible base 108, which may include a mud mat, a suction anchor, or a pile. The lightweight/modular aspects of the pump module may allow the use of a mud mat (which is the cheapest) for the base 108, rather than a suction anchor or a stack. However, any of these or any other type of base 108 can be used with foot 18.

[0101] O pé 18 pode incluir uma plataforma 270 em sua superfície superior destinada a acoplar diretamente uma porção inferior dos componentes de módulo de bomba que são posicionados no pé 18. Polos ajustáveis ou um apoio 272 que se estendem para cima da plataforma podem acoplar uma seção complementar da ESP, da bomba centrífuga submarina, do conduto em forma de U e/ou da estrutura de enrijecimento do módulo de bomba.[0101] The foot 18 may include a platform 270 on its upper surface intended to directly engage a lower portion of the pump module components that are positioned on the foot 18. Adjustable poles or a support 272 that extend upwards from the platform may engage a complementary section of the ESP, subsea centrifugal pump, U-shaped conduit and/or pump module stiffening structure.

[0102] O pé 18 pode ser ajustado ao usar um ROV. Por exemplo, uma interface de ROV pode acionar um parafuso impulsor, uma tesoura, ou um outro ainda. Um acionador hidráulico (por exemplo, com uma trava mecânica) pode ser usado para ajustar o pé 18 em algumas modalidades. Os ajustes no pé 18 podem permitir que o módulo de bomba se adapte ao terreno do leito do oceano, a mudanças de condições submarinas, e outros ainda. O ajuste pode ser realizado inteiramente ao usar o ROV e sem o toque humano.[0102] Foot 18 can be adjusted when using an ROV. For example, an ROV interface can drive a screw impeller, a pair of scissors, or something else. A hydraulic actuator (eg with a mechanical lock) can be used to adjust foot 18 in some embodiments. Foot 18 adjustments can allow the pump module to adapt to ocean floor terrain, changing subsea conditions, and more. Tuning can be performed entirely using the ROV and without human touch.

[0103] O pé pode caracterizar a ajustabilidade vertical (para cima/baixo) 274 da plataforma 270 em relação à base 108, a ajustabilidade lateral 276 da plataforma 270 e/ou do apoio 272 em relação à base 108, a ajustabilidade do ângulo do pé (por exemplo, a rotação da plataforma em torno dos eixos X ou Y), e a ajustabilidade da rotação (em torno do eixo Z) da plataforma 270 em relação à base 108. Os pinos guias/apoio ajustáveis 272 podem ser usados para ajustar a posição vertical, a posição horizontal, o passo ou a guinada da porção horizontalmente estendida do módulo de bomba em relação à base 108. A interface do restante do módulo de bomba com os pinos guias/apoio ajustáveis 272 pode permitir que a ESP seja restaurada do pé 18 e substituída de maneira relativamente fácil sem que o pé 18 tenha que ser ajustado outra vez ao terreno. A ajustabilidade do pé 18 na direção horizontal pode permitir que o sistema manipule a expansão térmica da ESP durante a operação. A ajustabilidade do pé 18 ainda pode prover a nivelação de carga.[0103] The foot can feature the vertical adjustability (up/down) 274 of the platform 270 in relation to the base 108, the lateral adjustability 276 of the platform 270 and/or the support 272 in relation to the base 108, the angle adjustability of the foot (e.g., rotation of the platform around the X or Y axes), and the adjustability of the rotation (about the Z axis) of the platform 270 relative to the base 108. The adjustable guide/support pins 272 can be used to adjusting the vertical position, horizontal position, pitch or yaw of the horizontally extended portion of the pump module relative to the base 108. Interfacing the remainder of the pump module with the adjustable guide/support pins 272 can allow the ESP to be restored from the 18th foot and replaced relatively easily without the 18th foot having to be adjusted to the ground again. The adjustability of the foot 18 in the horizontal direction can allow the system to handle the thermal expansion of the ESP during operation. Foot 18 adjustability can still provide load leveling.

[0104] Retornando agora às Figuras 11A a 11D, vários arranjos da estrutura de enrijecimento 106 (ou da estrutura de trave) do módulo de bomba 14 serão descritos agora. Esses arranjos da estrutura de enrijecimento podem ser utilizados especificamente nos módulos de bomba 14 que incluem o conduto em forma de U 90 de maneira tal que ambas as conexões são providas em uma extremidade 100 do módulo de bomba 14. Além disso, as estruturas de enrijecimento 106 ilustradas incorporam o conduto em forma de U 90 à estrutura de trave. Nas Figuras 11A a 11D, um dos pés do conduto em forma de U 90 inclui a ESP 16, ao passo que o outro inclui um tubo de retorno 310. A ESP 16 e o tubo do retorno 310 são acoplados na extremidade oposta do balancim da extremidade 100 com os conectores.[0104] Returning now to Figures 11A to 11D, various arrangements of the stiffening structure 106 (or beam structure) of the pump module 14 will now be described. These stiffening frame arrangements can be used specifically on pump modules 14 that include the U-shaped conduit 90 such that both connections are provided at one end 100 of the pump module 14. In addition, the stiffening structures 106 illustrated incorporate the U-shaped conduit 90 into the beam structure. In Figures 11A to 11D, one foot of the U-shaped conduit 90 includes the ESP 16, while the other includes a return tube 310. The ESP 16 and the return tube 310 are coupled at the opposite end of the rocker arm. end 100 with the connectors.

[0105] As ilustrações a seguir mostram cada módulo de bomba 14 simplificado como um arranjo de balancim e indicar os pontos de suporte 312, os pontos de arqueamento 314, os membros de trave horizontais 316 (contendo a ESP 16 e o tubo de retorno 310), os membros de trave transversais 318 acoplados entre os membros de trave horizontais 316, e os membros de trave diagonais 320 acoplados entre os membros de trave horizontais 316. Os membros de trave horizontais 316 incluem um membro de trave horizontal superior 316A e um membro de trave horizontal inferior 316B que são substancialmente paralelos e separados por uma distância vertical. Os pontos de suporte 312 são as localizações onde o peso do módulo de bomba 14 está sendo suportado, por exemplo, por um pé ou pelo módulo base. Uma força de reação na direção vertical age no módulo de bomba 14 nesses pontos de suporte 312. Tal como mostrado, o módulo de bomba 14 pode ser suportado em ou perto da extremidade 100 que acopla ao módulo base (não mostrado). Um outro ou mais pontos de suporte 312 podem ficar localizados ao longo do módulo de bomba 14 nos pontos longitudinais escolhidos através da análise de elemento finito (FEA) para minimizar a flexão dos membros de trave longitudinais 316 uma vez que o módulo de bomba 14 é instalado.[0105] The following illustrations show each pump module 14 simplified as a rocker arrangement and indicate the support points 312, the arching points 314, the horizontal beam members 316 (containing the ESP 16 and the return pipe 310 ), cross beam members 318 coupled between horizontal beam members 316, and diagonal beam members 320 coupled between horizontal beam members 316. Horizontal beam members 316 include an upper horizontal beam member 316A and a horizontal beam member 316A. bottom crossbeam 316B that are substantially parallel and separated by a vertical distance. Support points 312 are the locations where the weight of the pump module 14 is being supported, for example by a foot or by the base module. A reaction force in the vertical direction acts on the pump module 14 at these support points 312. As shown, the pump module 14 can be supported at or near the end 100 that mates with the base module (not shown). One or more support points 312 may be located along the pump module 14 at longitudinal points chosen through finite element analysis (FEA) to minimize bending of the longitudinal beam members 316 as the pump module 14 is installed.

[0106] Os pontos de arqueamento 314 são pontos que, devido a várias forças (por exemplo, a massa do balancim e/ou de seus componentes) devem "arquear" devido à gravidade. Os pontos de arqueamento 314 ficam localizados geralmente entre os pontos de suporte adjacentes 312 e na extremidade horizontal afastada do módulo de bomba 14 oposto ao módulo base 12. Os pontos de arqueamento 314 são onde ocorre a maior quantidade de deslocamento descendente dos membros de trave horizontais 316 devido ao peso do módulo de bomba 14. O módulo de bomba 14 pode ter um ou mais pontos de arqueamento 314, dependendo do número de pontos de suporte adicionais 312 e suas localizações ao longo do módulo de bomba 14. Nas Figuras 11A a 11C, por exemplo, o módulo de bomba 14 tem um ponto de arqueamento externo 314 na extremidade do módulo de bomba, e um ponto de arqueamento interno entre o ponto de suporte de interface 312 e o ponto de suporte da plataforma de suporte 312. Na Figura 11D, o módulo de bomba 14 pode ter três pontos de arqueamento 314, um em cada extremidade do módulo de bomba 14 e o outro entre os dois pontos de suporte 312.[0106] The sagging points 314 are points that, due to various forces (for example, the mass of the rocker arm and/or its components) must "bend" due to gravity. Bow points 314 are located generally between adjacent support points 312 and at the far horizontal end of pump module 14 opposite base module 12. Bow points 314 are where the greatest amount of downward displacement of the horizontal beam members occurs 316 due to the weight of the pump module 14. The pump module 14 may have one or more sag points 314, depending on the number of additional support points 312 and their locations along the pump module 14. In Figures 11A to 11C , for example, the pump module 14 has an external camber point 314 at the end of the pump module, and an internal camber point between the interface support point 312 and the support platform support point 312. In the Figure 11D, the pump module 14 may have three buckling points 314, one at each end of the pump module 14 and the other between the two support points 312.

[0107] Os membros de trave 318 e 320 podem ser arranjados entre o membro de trave horizontal 316 especificamente para distribuir as cargas mecânicas que estão agindo na ESP 16 e no tubo de retorno 310 quando o módulo de bomba 14 é instalado. Isso pode impedir que os membros de trave longitudinais 316 arqueiem nos pontos de arqueamento 314. Os membros de trave transversais 318 podem conectar os membros de trave longitudinais 316 em ou perto dos pontos de arqueamento 314. Os membros de trave (verticalmente orientados) transversais 318 podem ser projetados para serem carregados na compressão durante o uso. Dessa maneira, esses membros de trave transversais 318 podem ser relativamente grossos e pesados e tão curtos quanto possível (por exemplo, ortogonais a ambos os membros de trave longitudinais 316).[0107] The beam members 318 and 320 can be arranged between the horizontal beam member 316 specifically to distribute the mechanical loads that are acting on the ESP 16 and the return pipe 310 when the pump module 14 is installed. This can prevent the longitudinal beam members 316 from sagging at the camber points 314. The transverse beam members 318 can connect the longitudinal beam members 316 at or near the camber points 314. The transverse (vertically oriented) beam members 318 can be designed to be loaded in compression during use. In this way, these transverse beam members 318 can be relatively thick and heavy and as short as possible (eg, orthogonal to both longitudinal beam members 316).

[0108] Os membros de trave diagonais 320 podem conectar os pontos longitudinais diferentes dos dois membros de trave longitudinais 316A e 316B. Os membros de trave diagonais 320 são orientados geralmente para serem carregados na tensão de modo a neutralizar o "arqueamento" induzido pela gravidade nos pontos de arqueamento 314. Especificamente, uma conexão 322 entre um membro de trave diagonal 320 e o membro de trave horizontal inferior 316B pode ser mais próximo do ponto de arqueamento 314 mais próximo do que a conexão correspondente 324 entre o membro de trave diagonal 320 e o membro de trave horizontal superior 316A (mais próximo do ponto de suporte 312). Dessa maneira, o ponto de arqueamento 314 é impedido de arquear através da tensão nos membros de trave diagonais em um ou outro lado do ponto de arqueamento 314. Uma vez que os membros de trave diagonais 320 são carregados na tensão, eles não precisam ser resistentes à deformação e, portanto, podem ser relativamente finos (por exemplo, placas). A tensão entre os membros de trave horizontais superior e inferior 316 pode ser deslocada por meio da compressão através dos membros de trave transversais 318.[0108] The diagonal beam members 320 can connect the different longitudinal points of the two longitudinal beam members 316A and 316B. The diagonal rafter members 320 are generally oriented to be loaded in tension in order to counteract gravity-induced "sag" at the sag points 314. Specifically, a connection 322 between a diagonal rafter member 320 and the lower horizontal rafter member 316B may be closer to the closest camber point 314 than the corresponding connection 324 between diagonal beam member 320 and upper horizontal beam member 316A (closest to support point 312). In this way, the sag point 314 is prevented from sagging through tension in the diagonal beam members on either side of the sag point 314. Since the diagonal beam members 320 are loaded in tension, they need not be strong. to deformation and therefore can be relatively thin (eg plates). The tension between the upper and lower horizontal beam members 316 can be displaced by compression through the cross beam members 318.

[0109] A Figura 16 provê uma vista relativamente detalhada de um arranjo de trave exemplificador. O arranjo de trave mostra os membros de trave diagonais do tipo placa fina 320 e os membros de trave transversais mais grossos 318 acoplados entre os dois membros de trave longitudinais 316, um dos quais contém a ESP 16. Tal como mostrado, os membros de trave 318 e 320 podem ser acoplados aos membros de trave longitudinais 316 através das braçadeiras 450.[0109] Figure 16 provides a relatively detailed view of an exemplary beam arrangement. The beam arrangement shows thin plate-like diagonal beam members 320 and thicker transverse beam members 318 coupled between two longitudinal beam members 316, one of which contains the ESP 16. As shown, the beam members 318 and 320 can be attached to longitudinal beam members 316 through clamps 450.

[0110] Tal como mostrado na Figura 1A, o módulo de bomba horizontalmente orientado 14 pode incluir uma estrutura de enrijecimento 106 que tem membros de trave do tipo placa com um formato relativamente trapezoidal. Uma vista de planta esquemática de tal membro de trave do tipo placa 470 é ilustrada na Figura 15. Um furo superior 472 no membro de trave do tipo placa trapezoidal 470 pode ser disposto ao redor de e/ou preso ao pé da tubulação de diâmetro menor (por exemplo, 96B da Figura 1) do conduto em forma de U do módulo de bomba (por exemplo, 90 da Figura 1). Similarmente, um furo menor 474 no membro de trave do tipo placa trapezoidal 470 pode ser disposto ao redor de e/ou preso ao pé da tubulação de diâmetro maior (por exemplo, 96A da Figura 1) contendo a ESP. O membro de trave do tipo placa trapezoidal 470 pode ser usado para formar os membros de trave transversais que são carregados na compressão entre as duas pernas (por exemplo, 96 da Figura 1) do módulo de bomba 14. O desenho de trave mais larga pode aumentar a rigidez lateral da estrutura de trave.[0110] As shown in Figure 1A, the horizontally oriented pump module 14 may include a stiffening frame 106 having plate-like beam members that are relatively trapezoidal in shape. A schematic plan view of such a plate-type beam member 470 is illustrated in Figure 15. An upper hole 472 in the trapezoidal plate-type beam member 470 may be arranged around and/or attached to the foot of smaller diameter piping. (eg, 96B of Figure 1) from the pump module U-shaped conduit (eg, 90 of Figure 1). Similarly, a smaller hole 474 in the trapezoidal plate-type beam member 470 may be arranged around and/or attached to the foot of the larger diameter pipe (eg, 96A of Figure 1) containing the ESP. The trapezoidal plate-type beam member 470 can be used to form the transverse beam members that are loaded in compression between the two legs (eg, 96 of Figure 1) of the pump module 14. The wider beam design may increase the lateral stiffness of the beam structure.

[0111] Com a maximização do uso dos membros de trave diagonais 320 (que podem ser de pouco peso) carregados na tensão e minimizando a massa dos membros transversais 318 (que resistem à deformação) carregados na compressão, o módulo de bomba 14 pode ser enrijecido de maneira significativa sem aumento da massa do módulo de bomba 14. Uma ESP 16 pode ter uma curvatura permissível máxima (por exemplo, 1 grau por 30,48 metros (100 pés lineares)) que pode ser tolerada durante a operação. Ao manter a ESP 16 alinhada horizontalmente, a vida útil do módulo de bomba 14 é aumentada. Além disso, a redução do peso do módulo de bomba 14 desta maneira reduz os custos de manufatura e de instalação associados com o módulo de bomba 14.[0111] By maximizing the use of diagonal beam members 320 (which may be lightweight) loaded in tension and minimizing the mass of cross members 318 (which resist deformation) loaded in compression, the pump module 14 can be significantly stiffened without increasing the mass of the pump module 14. An ESP 16 may have a maximum allowable curvature (eg, 1 degree per 30.48 meters (100 linear feet)) that can be tolerated during operation. By keeping the ESP 16 aligned horizontally, the service life of the pump module 14 is increased. Furthermore, reducing the weight of the pump module 14 in this manner reduces the manufacturing and installation costs associated with the pump module 14.

[0112] A Figura 11E ilustra um outro arranjo de balancim simplificado de um módulo de bomba 14, e esse módulo de bomba 14 tem múltiplas ESPs 16 dispostas no mesmo em série e ambos os pontos de conexão na mesma extremidade 100 do módulo de bomba 14. A estrutura de enrijecimento 106 é mostrada como dotada de quatro membros de trave longitudinais 316, membros de trave transversais 318 que se estendem verticalmente e acoplados a cada um dos quatro membros de trave longitudinais 316, e múltiplos membros de trave diagonais 320, cada um dos quais se estende entre os membros de trave longitudinais 316 imediatamente adjacentes. Os pontos de suporte 312 e os pontos de arqueamento 314 ainda são ilustrados.[0112] Figure 11E illustrates another simplified rocker arrangement of a pump module 14, and this pump module 14 has multiple ESPs 16 arranged in it in series and both connection points at the same end 100 of the pump module 14 The stiffening structure 106 is shown as having four longitudinal beam members 316, transverse beam members 318 which extend vertically and are coupled to each of the four longitudinal beam members 316, and multiple diagonal beam members 320 each of which it extends between immediately adjacent longitudinal beam members 316. Support points 312 and camber points 314 are further illustrated.

[0113] As Figuras 12A a 12C ilustram arranjos de estruturas de enrijecimento que podem ser utilizados especificamente nos módulos de bomba 350 que não incluem um conduto em forma de U, mas têm ao invés disto uma construção de "ligação em ponte". Isto significa que o módulo de bomba 350 tem uma entrada 352 em uma extremidade longitudinal e uma saída 354 na extremidade longitudinal oposta. As estruturas de enrijecimento 106 ilustradas podem incorporar o conduto da ESP 16 na estrutura de trave. Nas Figuras 12A e 12B, o módulo de bomba 350 pode incluir o conduto principal com a ESP 16 como um membro de trave longitudinal 316, bem como um membro de trave longitudinal inferior 316 adicional.[0113] Figures 12A to 12C illustrate arrangements of stiffening structures that may be used specifically in pump modules 350 that do not include a U-shaped conduit, but instead have a "jumper" construction. This means that the pump module 350 has an inlet 352 at one longitudinal end and an outlet 354 at the opposite longitudinal end. The illustrated stiffening structures 106 may incorporate the ESP conduit 16 into the beam structure. In Figures 12A and 12B, the pump module 350 may include the main conduit with the ESP 16 as a longitudinal beam member 316, as well as an additional lower longitudinal beam member 316.

[0114] As ilustrações a seguir mostram cada módulo de bomba 350 simplificado como um arranjo de balancim e indicando os pontos de suporte 312, os pontos de arqueamento 314, os membros de trave horizontais 316 (contendo a ESP 16 e o tubo de retorno 310), os membros de trave transversais 318 acoplados entre os membros de trave horizontais 316, e os membros de trave diagonais 320 acoplados entre os membros de trave horizontais 316. Esses pontos de força e elementos na estrutura de enrijecimento 106 do módulo de bomba do tipo "ligação em ponte" 350 podem ter os mesmos significados gerais e seguir as mesmas regras de carga que foram descritas de modo integral acima com respeito ao módulo de bomba 14 nas Figuras 11A a 11E. Nesses módulos de bomba de "ligação em ponte" 350, no entanto, ambas as extremidades opostas do módulo 350 são suportadas (312), o que significa que os módulos 350 geralmente só apresentam um ponto de arqueamento 314, tipicamente próximo do centro longitudinal dos mesmos.[0114] The following illustrations show each pump module 350 simplified as a rocker arrangement and indicating the support points 312, the arching points 314, the horizontal beam members 316 (containing the ESP 16 and the return tube 310 ), the transverse beam members 318 coupled between the horizontal beam members 316, and the diagonal beam members 320 coupled between the horizontal beam members 316. These strength points and elements in the stiffening structure 106 of the type pump module "jumper" 350 can have the same general meanings and follow the same charging rules that have been fully described above with respect to pump module 14 in Figures 11A through 11E. In these "jumper" pump modules 350, however, both opposite ends of the module 350 are supported (312), which means that the modules 350 generally only have one point of camber 314, typically near the longitudinal center of the same.

[0115] A Figura 12C ilustra um outro arranjo de balancim simplificado do módulo de bomba de ligação em ponte 350, em que este contém múltiplas ESPs 16 dispostas em série no mesmo e pontos de conexão em extremidades opostas do módulo de bomba 350. A estrutura de enrijecimento 106 neste caso pode incluir três membros de trave longitudinais, membros de trave transversais 318 que se estendem verticalmente e acoplados a cada um dos três membros de trave longitudinais 316, e múltiplos membros de trave diagonais 320, cada um dos quais se estende entre os membros de trave longitudinais 316 imediatamente adjacentes. Os pontos de suporte 312 e os pontos de arqueamento 314 ainda são ilustrados.[0115] Figure 12C illustrates another simplified rocker arm arrangement of the jumper pump module 350, in which it contains multiple ESPs 16 arranged in series therein and connection points at opposite ends of the pump module 350. The structure stiffening 106 in this case may include three longitudinal beam members, transverse beam members 318 that extend vertically and coupled to each of the three longitudinal beam members 316, and multiple diagonal beam members 320 each of which extends between the immediately adjacent longitudinal beam members 316. Support points 312 and camber points 314 are further illustrated.

[0116] A Figura 18 ilustra um módulo de bomba da ligação em ponte 350 que tem pescoços de ganso substancialmente descarregados 530, de acordo com a presente invenção. O módulo de bomba de ligação em ponte 350 estende-se de um módulo base 532 a um segundo módulo base 534. O módulo de bomba de ligação em ponte 350 dirige e intensifica o fluxo de fluido de produção do primeiro módulo base 532 ao segundo módulo base 534 através de pelo menos uma ESP 16 no módulo de ligação em ponte 350. Os pescoços de ganso 530 em um ou outro lado da interface do módulo de bomba de ligação em ponte 350 formam uma interface diretamente com os módulos base 532 e 534 para prover a conexão fluida entre os módulos base 532 e 534 e o módulo 350. O módulo de bomba de ligação em ponte 350 é suportado diretamente através do contato com os primeiro e segundo módulos base 352 e 354. Uma estrutura de enrijecimento (por exemplo, estrutura de trave ou de balancim) 536 do módulo de bomba de ligação em ponte 350 pode ser disposta diretamente nos módulos base 352 e 354 em ambos os lados do módulo 350. Os pontos de suporte para o módulo de bomba de ligação em ponte 350 ficam diretamente na estrutura de enrijecimento 536 do módulo 350, removendo desse modo todas as cargas dos pescoços de ganso 530 em uma ou outra extremidade do módulo de bomba de ligação em ponte 350.[0116] Figure 18 illustrates a jumper pump module 350 having substantially discharged goosenecks 530, in accordance with the present invention. The jumper pump module 350 extends from a base module 532 to a second base module 534. The jumper pump module 350 directs and enhances the flow of production fluid from the first base module 532 to the second module base 534 through at least one ESP 16 in jumper module 350. Goosenecks 530 on either side of the interface of jumper pump module 350 interface directly with base modules 532 and 534 to provide the fluid connection between base modules 532 and 534 and module 350. Jumper pump module 350 is supported directly through contact with first and second base modules 352 and 354. A stiffening structure (eg, beam or rocker frame) 536 of the jumper pump module 350 can be disposed directly on the base modules 352 and 354 on either side of the module 350. The support points for the jumper pump module 350 are located directly on the stiffening structure 536 of the module 350, thereby removing all loads from the goosenecks 530 at either end of the jumper pump module 350.

[0117] A Figura 19 ilustra mais detalheda uma interface exemplificadora entre a estrutura de trave de enrijecimento 536 do módulo de bomba de ligação em ponte 350 e um dos módulos base (por exemplo, 534). O módulo base 534 pode incluir um flange 538 destinado a vedar de maneira fluida contra o pescoço de ganso 530 e prender o pescoço de ganso 530 no lugar, facilitando desse modo a conexão fluida entre o módulo base 534 e o módulo de bomba de ligação em ponte 350. No entanto, o pescoço de ganso 530 e a sua conexão associada com o flange 538 não são carregados com nenhuma quantidade significativa de peso do módulo de bomba de ligação em ponte 350. Ao invés disso, as cargas do módulo 350 são transferidas ao módulo base 354 diretamente da estrutura de enrijecimento 536. A estrutura de enrijecimento 536 pode formar uma interface com o módulo base 354 através de um conector 540 (por exemplo, uma sapata deslizante) assentado no flange 538 em uma posição em torno do pescoço de ganso 530. O conector 540 pode incluir as interfaces deslizantes 542 que permitem que a estrutura de enrijecimento 536 e junto com o módulo de bomba de ligação em ponte 530 deslize horizontalmente em relação ao módulo base 534 em resposta à expansão térmica. O conector 540 ainda pode incluir uma interface articulada 544 que permite que a estrutura de enrijecimento 536 e o módulo de bomba de ligação em ponte 350 girem em torno de pelo menos determinados eixos para facilitar o posicionamento apropriado do módulo de bomba de ligação em ponte 350 entre os dois módulos base enquanto os pescoços de ganso 530 são mantidos descarregados.[0117] Figure 19 illustrates in more detail an exemplary interface between the stiffening beam structure 536 of the jumper pump module 350 and one of the base modules (eg, 534). The base module 534 may include a flange 538 intended to fluidly seal against the gooseneck 530 and secure the gooseneck 530 in place, thereby facilitating the fluid connection between the base module 534 and the jumper pump module in bridge 350. However, gooseneck 530 and its associated connection to flange 538 are not loaded with any significant amount of weight from jumper pump module 350. Instead, loads from module 350 are transferred to the base module 354 directly from the stiffening structure 536. The stiffening structure 536 can be interfaced with the base module 354 through a connector 540 (e.g., a slip shoe) seated on the flange 538 in a position around the neck of goose down 530. Connector 540 may include sliding interfaces 542 that allow stiffening structure 536 and together with jumper pump module 530 to slide horizontally relative to base module and 534 in response to thermal expansion. Connector 540 may further include a hinged interface 544 that allows stiffening structure 536 and jumper pump module 350 to rotate about at least certain axes to facilitate proper positioning of jumper pump module 350 between the two base modules while the goosenecks 530 are kept unloaded.

[0118] Retornando agora às Figuras 13A e 13B, são providas as modalidades de um módulo de ESP montado no topo verticalmente orientado 390. Uma estrutura de balancim pode permitir a montagem vertical de uma ou mais ESPs em um módulo montado no topo de um módulo base. Com um enrijecimento suficiente, a(s) ESP(s) pode(m) ser mantida(s) dentro da especificação de flexão. Na Figura 13A, o módulo de bomba de ESP 390 inclui uma passagem de fluxo para fora e de retorno simples que tem duas seções de tubulação vertical 392 conectadas em uma curvatura em forma de U superior 394. O arranjo de enrijecimento neste caso pode incluir uma trave de cisalhamento bidimensional 396. Na Figura 13B, o módulo de bomba de ESP 390 inclui um módulo de duas passagens que tem quatro seções de tubulação vertical 394 conectadas por duas curvaturas em forma de U superiores 394 e uma curvatura em forma de U inferior 398. O arranjo de enrijecimento neste caso pode incluir uma pluralidade de traves de ângulo 400 posicionadas entre as quatro seções de tubulação vertical 392.[0118] Returning now to Figures 13A and 13B, embodiments of a vertically oriented top-mounted ESP module 390 are provided. A rocker structure can allow vertical mounting of one or more ESPs in a module mounted on top of a module base. With sufficient stiffening, the ESP(s) can be kept within the bending specification. In Figure 13A, the ESP pump module 390 includes a simple outflow and return passage having two vertical piping sections 392 connected at an upper U-shaped bend 394. The stiffening arrangement in this case may include a two-dimensional shear beam 396. In Figure 13B, the ESP pump module 390 includes a two-pass module having four vertical piping sections 394 connected by two upper U-bends 394 and a lower U-bend 398 The stiffening arrangement in this case may include a plurality of angle beams 400 positioned between the four vertical piping sections 392.

[0119] Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido descritas em detalhes, deve ser compreendido que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas no presente documento sem desviar do caráter e âmbito da invenção tal como definido pelas reivindicações a seguir.[0119] Although the present invention and its advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and alterations can be made in the present document without departing from the character and scope of the invention as defined by the following claims.

Claims (7)

1. Arranjo de bomba submarino, caracterizado pelo fato de que compreende: um módulo base (12) que compreende uma fundação (20), em particular uma esteira de lama, uma âncora de sucção, ou pilha, um conector de entrada (24), um conector de saída (26) acoplado de maneira fluida ao conector de entrada, e pelo menos um conector de módulo de bomba (32) disposto entre o conector de entrada (24) e o conector de saída (26); um módulo de bomba (14) separado em uma direção horizontal do módulo base (12), em que o módulo de bomba (14) compreende uma entrada de fluido (92) acoplada de maneira fluida ao conector de entrada (24) e uma saída de fluido (94) acoplada de maneira fluida ao conector de saída (26), e em que a entrada de fluido (92) e a saída de fluido (94) são dispostas somente em uma extremidade horizontal (100) do módulo de bomba (14) para acoplar a entrada de fluido (92) e a saída de fluido (94) ao módulo base (12); e um pé (18) que suporta pelo menos parcialmente o módulo de bomba (14), suportando particularmente pelo menos 50% do peso do módulo de bomba (14), em que o pé (18) é separado do módulo base (12) por uma distância, em particular por uma distância de mais de três metros, e em que o módulo base (12) ainda compreende uma unidade de condicionamento de fluido (FCU) (38) disposta entre o conector de entrada (24) e pelo menos um conector do módulo de bomba (32), uma unidade de coleta de líquido (LCU) (40) disposta entre pelo menos um conector do módulo de bomba (32) e o conector de saída (26).1. Subsea pump arrangement, characterized in that it comprises: a base module (12) comprising a foundation (20), in particular a mud mat, a suction anchor, or stack, an inlet connector (24) , an output connector (26) fluidly coupled to the input connector, and at least one pump module connector (32) disposed between the input connector (24) and the output connector (26); a pump module (14) separated in a horizontal direction from the base module (12), the pump module (14) comprising a fluid inlet (92) fluidly coupled to the inlet connector (24) and an outlet (94) fluidly coupled to the outlet connector (26), and wherein the fluid inlet (92) and fluid outlet (94) are disposed only at one horizontal end (100) of the pump module ( 14) to couple the fluid inlet (92) and fluid outlet (94) to the base module (12); and a foot (18) that at least partially supports the pump module (14), particularly supporting at least 50% of the weight of the pump module (14), wherein the foot (18) is separate from the base module (12) over a distance, in particular over a distance of more than three metres, and wherein the base module (12) further comprises a fluid conditioning unit (FCU) (38) arranged between the inlet connector (24) and at least a pump module connector (32), a liquid collection unit (LCU) (40) disposed between at least one pump module connector (32) and the output connector (26). 2. Arranjo de bomba submarino de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo base (12) compreende adicionalmente uma linha de recirculação (42), a qual compreende em particular um bloqueador (44), arranjado entre a LCU (40) e a FCU (38).2. Subsea pump arrangement according to claim 1, characterized in that the base module (12) additionally comprises a recirculation line (42), which in particular comprises a blocker (44), arranged between the LCU ( 40) and the FCU (38). 3. Arranjo de bomba submarino de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o módulo de bomba (14) ainda compreende: um conduto ou tubulação em forma de U (90) com a entrada de fluido (92) e a saída de fluido (94) em somente uma extremidade (100), em que o conduto ou tubulação em forma de U (90) compreende duas pernas horizontalmente orientadas (96A e 96B); e pelo menos uma bomba submergível elétrica (ESP) (16) disposta em uma ou ambas as pernas horizontalmente orientadas (96A e 96B) do conduto ou tubulação em forma de U (90).3. Subsea pump arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the pump module (14) further comprises: a conduit or U-shaped pipe (90) with the fluid inlet (92) and the fluid outlet (94) at one end only (100), the U-shaped conduit or pipe (90) comprising two horizontally oriented legs (96A and 96B); and at least one electric submersible pump (ESP) (16) disposed in one or both horizontally oriented legs (96A and 96B) of the U-shaped conduit or pipe (90). 4. Arranjo de bomba submarino de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira parte de conector de furo dual (98) a qual se estende a partir do módulo de bomba (14) e a qual é orientada verticalmente para baixo quando o módulo de bomba (14) é instalado no módulo base (12), e uma parte de conector de furo dual complementar (32) a qual se estende a partir do módulo de base (12) e a qual é orientada verticalmente para cima rumo à interface com a parte de conector de furo dual (98) do módulo de bomba (14).4. Subsea pump arrangement according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it additionally comprises a first dual bore connector part (98) which extends from the pump module (14) and the which is oriented vertically downwards when the pump module (14) is installed in the base module (12), and a complementary dual bore connector portion (32) which extends from the base module (12) and the which is oriented vertically upwards towards the interface with the dual bore connector portion (98) of the pump module (14). 5. Arranjo de bomba submarino de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o módulo de bomba (14) compreende uma estrutura de enrijecimento (106) que compreende uma ou mais dentre uma estrutura de trave, nervuras de enrijecimento, balancins ou tubulações de enrijecimento, e condutos ou tubulações em forma de U adicionais.5. Subsea pump arrangement according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pump module (14) comprises a stiffening structure (106) comprising one or more of a beam structure, ribs of stiffening, stiffening rockers or pipes, and additional U-shaped ducts or pipes. 6. Arranjo de bomba submarino de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o módulo de bomba (14) compreende elementos limitadores de carga (430) que compreendem um ou mais dentre elementos de flutuação, tanques cheios de gás, ou elementos de tubulação cheios de gás, em particular localizados em pelo menos um dentre: uma extremidade oposta com respeito à entrada de fluido (92) e à saída de fluido (94); e um ponto médio entre o pé (18) e o módulo base (12).6. Subsea pump arrangement according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pump module (14) comprises load limiting elements (430) comprising one or more of buoyancy elements, tanks filled with gas, or gas-filled piping elements, in particular located at at least one of: an end opposite with respect to the fluid inlet (92) and the fluid outlet (94); and a midpoint between the foot (18) and the base module (12). 7. Arranjo de bomba submarino de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o pé (18) compreende uma base (108) configurada para estabilizar uma posição do módulo de bomba (14) em um leito do oceano e uma plataforma (270) acoplada à base (108) e ajustável para posicionar o módulo de bomba (14) em diferentes alturas, orientações ou posições laterais em relação à base (108) do pé (18).7. Subsea pump arrangement according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the foot (18) comprises a base (108) configured to stabilize a position of the pump module (14) on an ocean floor and a platform (270) coupled to the base (108) and adjustable to position the pump module (14) at different heights, orientations or lateral positions in relation to the base (108) of the foot (18).
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