BR112018075200A2

BR112018075200A2 - membros de extensão para juntas de tensão de riser submarino

Info

Publication number: BR112018075200A2
Application number: BR112018075200A
Authority: BR
Inventors: Spears Christopher; Albert Beynet Pierre
Original assignee: Oil States Ind Inc
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2019-12-03
Also published as: WO2017214290A1; US10053929B2; AU2017277525A1; AU2017277525B2; US20170356255A1

Abstract

trata-se de um membro de extensão para acoplamento de uma junta de tensão afunilada a um cesto acoplado a um pórtico que se estende de uma plataforma offshore. em uma modalidade, o membro de extensão inclui um eixo geométrico central, uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposto à primeira extensão. além disso, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente interna que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade. a superfície interna inclui um primeiro perfil correspondente próximo à primeira extremidade que é configurada para se engatar a uma superfície radialmente externa da junta de tensão afunilada. adicionalmente, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente externa que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade. a superfície externa inclui um segundo perfil correspondente próximo à segunda extremidade que é configurada para se engatar de modo deslizante a um perfil correspondente dentro do cesto.

Description

“MEMBROS DE EXTENSÃO PARA JUNTAS DE TENSÃO DE RISER SUBMARINO”

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Não aplicável.

DECLARAÇÃO RELACIONADA A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERAL

Não aplicável.

ANTECEDENTES [001] As modalidades reveladas no presente documento, em geral, se referem a operações de produção de óleo e gás offshore. Mais particularmente, as modalidades reveladas no presente documento se referem a sistemas e métodos para acoplar risers a embarcações flutuantes de produção offshore.

[002] Durante as operações de produção de petróleo e gás offshore, risers são acoplados a uma plataforma flutuante offshore (por exemplo, plataforma semissubmersível) e se estende ao fundo do mar para uma fonte de fluido de produção disposta em ou próxima ao fundo do mar (por exemplo, um poço submarino, um coletor, uma tubulação submarino, etc.). Em algumas circunstâncias, particularmente em aplicações em águas profundas, o peso do riser resulta em uma quantidade significativa de tensão na seção superior do riser disposta acima da superfície da água e acoplada à plataforma. Para risers de catenária de aço (SCRs), essa tensão pode induzir momentos de flexão significativos no ponto (ou pontos) de conexão entre o riser e a plataforma offshore. O movimento da plataforma flutuante em resposta às cargas dinâmicas (por exemplo, movimentos causados por vento, ondas e outros fenômenos) pode causar tensão adicional e flexão no riser que é sustentada nesse ponto (ou pontos) de conexão.

BREVE RESUMO DA REVELAÇÃO [003] Algumas modalidades reveladas no presente documento são

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2/26 direcionadas a um membro de extensão para acoplamento de uma junta de tensão afunilada a um cesto acoplado a um pórtico que se estende a partir de uma plataforma offshore. Em uma modalidade, o membro de extensão inclui um eixo geométrico central, uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Além disso, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente interna que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade. A superfície interna compreende um primeiro perfil de correspondência próximo da primeira extremidade que é configurado para se engatar a uma superfície radialmente externa da junta de tensão afunilada. Além disso, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente externa que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade. A superfície externa compreende um segundo perfil de correspondência próximo da segunda extremidade que está configurada para se engatar a um perfil de correspondência dentro do cesto.

[004] Outras modalidades são direcionadas a um sistema para sustentar um riser de uma plataforma offshore. Em uma modalidade, o sistema inclui um cesto configurado para ser acoplado à plataforma offshore. Além disso, o sistema inclui uma junta de tensão afunilada acoplada ao riser. A junta de tensão afunilada inclui um eixo geométrico central, uma primeira extremidade, uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade e uma superfície radialmente externa que se afunila radialmente para dentro a partir da primeira extremidade para a segunda extremidade. Além disso, o sistema inclui um membro de extensão acoplado a cada um dentre o cesto e a junta de tensão afunilada. O membro de extensão inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. O membro de extensão é acoplado à junta de tensão afunilada próxima à primeira extremidade do membro de extensão. O membro de extensão é acoplado ao cesto na proximidade da segunda extremidade do membro de extensão.

[005] Ainda outras modalidades são direcionadas a um sistema para

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3/26 sustentar um riser a partir de uma plataforma offshore. Em uma modalidade, o sistema inclui um conjunto de conexão acoplado à plataforma offshore. Além disso, o sistema inclui uma junta de tensão afunilada acoplada ao riser. Além disso, o sistema inclui um membro de extensão acoplado a cada um dos conjuntos de conexão e junta de tensão afunilada. O membro de extensão é um membro oco tubular que inclui um eixo geométrico central, uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Além disso, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente interna que se estende axialmente entre a primeira extremidade e a segunda extremidade. Além disso, o membro de extensão inclui uma superfície radialmente externa que se estende axialmente entre a primeira extremidade e a segunda extremidade. O membro de extensão é acoplado ao conjunto de conexão ao longo da superfície radialmente externa próxima à segunda extremidade. O membro de extensão é acoplado à junta de tensão afunilada ao longo da superfície radialmente interna próxima à primeira extremidade.

[006] As modalidades descritas no presente documento compreendem uma combinação de recursos e características destinadas a resolver várias deficiências associadas a certos dispositivos, sistemas e métodos anteriores. O acima exposto descreveu bem amplamente os recursos e características técnicas das modalidades reveladas, para que a descrição detalhada a seguir possa ser mais bem compreendida. As várias características e recursos descritos acima, bem como outros, serão prontamente evidentes para os versados na técnica mediante a leitura da descrição detalhada a seguir, e referindo-se aos desenhos anexos. Deve ser observado que a concepção e as modalidades específicas reveladas podem ser prontamente utilizadas como uma base para modificar ou conceber outras estruturas para realizar os mesmos propósitos que as modalidades reveladas. Deve-se também perceber que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e do escopo dos princípios revelados no presente documento.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [007] Para uma descrição detalhada de várias modalidades exemplificativas, será feita agora referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[008] A Figura 1 é uma vista frontal esquemática de um sistema de produção offshore;

[009] A Figura 2 é uma vista lateral, em corte transversal parcial de um dos conjuntos de conexão de riser para conectar um conjunto de riser superior de um riser submarino da Figura 1 à plataforma offshore da Figura 1;

[010] A Figura 3 é um diagrama de corpo livre esquemático do conjunto de conexão de riser e o conjunto de riser superior da Figura 2 que ilustra o momento de flexão resultante da tensão no riser;

[011] A Figura 4 é uma vista frontal esquemática de uma modalidade de um sistema de produção offshore, de acordo com os princípios descritos no presente documento;

[012] A Figura 5 é uma vista lateral em corte transversal parcial de um dos conjuntos de conexão de riser para conectar um conjunto de riser superior de um riser submarino da Figura 4 à plataforma offshore da Figura 4;

[013] A Figura 6 é um diagrama esquemático de corpo livre do conjunto de conexão de riser, o conjunto de riser superior, e o membro de extensão da Figura 4 que ilustra os momentos de flexão resultantes da tensão no riser;

[014] A Figura 7 é uma vista em perspectiva do membro de extensão da Figura 4, que inclui uma pluralidade de ranhuras que se estendem axialmente;

[015] A Figura 8 é uma vista em perspectiva do membro de extensão da Figura 4, que inclui uma pluralidade de aberturas;

[016] A Figura 9 é uma vista em perspectiva do membro de extensão da Figura 4, incluindo a pluralidade de nervuras de reforço; e [017] A Figura 10 é uma vista em perspectiva do membro de extensão da

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Figura 4, que inclui uma região de espessura reduzida.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLIFICATIVA [018] A discussão a seguir é direcionada a várias modalidades exemplificativas. Contudo, um indivíduo de habilidade comum na técnica entende que os exemplos revelados no presente documento têm ampla aplicação e que a discussão de qualquer modalidade deve ser apenas exemplificativa dessa modalidade e não pretende sugerir que o escopo da revelação, incluindo as reivindicações, está limitada a essa modalidade.

[019] As Figuras de desenho não estão necessariamente em escala. Determinados recursos e componentes apresentados no presente documento podem ser mostrados exageradamente em escala ou de alguma forma esquemática e alguns detalhes de membros convencionais podem não ser mostrados tendo em vista clareza e concisão.

[020] Na discussão a seguir e nas reivindicações, os termos “que inclui e “que compreende são usados de uma forma aberta e, portanto, devem ser interpretados como incluindo, mas não se limitando a... “. Além disso, o termo “acoplar ou “se acopla se destina a significar uma conexão indireta ou direta. Desse modo, se um primeiro dispositivo se acoplar a um segundo dispositivo, essa conexão pode ser através de uma conexão direta dos dois dispositivos, ou através de uma conexão indireta que é estabelecida através de outros dispositivos, componentes, nós e conexões. Além disso, como usado no presente documento, os termos axial e axialmente geralmente significam ao longo de ou paralelos a um dado eixo geométrico (por exemplo, eixo geométrico central de um corpo ou uma porta), enquanto os termos radial e radialmente geralmente significam perpendicular ao dado eixo geométrico. Por exemplo, uma distância axial se refere a uma distância medida ao longo de ou paralela ao eixo geométrico, e uma distância radial significa uma distância medida perpendicularmente ao eixo geométrico.

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6/26 [021 ] Como descrito anteriormente, o peso de urn riser induz a tensão no riser e o movimento dinâmico da plataforma offshore à qual o riser é acoplado (por exemplo, devido a condições climáticas, ondas ou outros fenômenos) induz momentos de flexão que são sustentados pelo ponto (ou pontos) de conexão entre a plataforma e o riser. Se os momentos de flexão se tornarem suficientemente grandes, podem levar a fadiga indesejável e/ou falha na conexão entre o riser e a plataforma. Convencionalmente, os momentos de flexão induzidos são acomodados por uma junta flexível elastomérica que permite a rotação limitada do riser em relação à plataforma offshore. No entanto, à medida que as condições do fluido de produção (por exemplo, temperatura, pressão, etc.) se tornam mais extremas, o uso de juntas flexíveis elastoméricas é menos viável. Em particular, o contato com fluidos de alta temperatura e/ou fluidos de maior pressão enfraquece os elastómeros que constituem a junta flexível, conduzindo, assim, à possibilidade de um vazamento ou outra falha. Todas as juntas de tensão afuniladas de metal oferecem uma alternativa às juntas de flexão elastoméricas e exibem resistência aumentada às condições operacionais severas descritas acima. No entanto, as juntas de tensão afuniladas são significativamente mais rígidas que as juntas flexíveis elastoméricas e, como resultado, tendem a transferir momentos de flexão muito maiores para a estrutura de suporte na plataforma offshore (por exemplo, o pórtico e o cesto). Em alguns casos, uma junta de tensão afunilada pode transferir um momento que é entre quatro vezes (4x) e trinta vezes (30x) maior que o momento transferido por uma junta flexível elastomérica para uma carga de tensão similar no riser. A maior parte das plataformas offshore não inclui estruturas suficientes para sustentar os altos momentos de flexão associados às juntas de tensão afuniladas. Assim, as modalidades aqui descritas incluem estruturas para acoplar uma junta de tensão afunilada a uma plataforma flutuante offshore que oferece o potencial de reduzir a magnitude dos momentos de flexão experimentados no ponto de conexão entre a junta de tensão afunilada e a plataforma offshore durante operações de

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7/26 produção. Consequentemente, as modalidades aqui descritas podem ser adaptadas para uso em conexão com plataformas offshore existentes no lugar da articulação flexível elastomérica mais tradicional.

[022] Agora, em referência à Figura 1, um sistema 10 para a produção de hidrocarbonetos de um local de produção submarino (por exemplo, um poço, coletor, etc.) é mostrado. O sistema 10 inclui geralmente uma plataforma flutuante offshore 20 e uma pluralidade de risers 50 acoplados à plataforma 20 com conjuntos de conexão 30. Conforme mostrado na Figura 1, a plataforma 20 é uma plataforma semissubmersível. Os risers 50 se estendem para baixo da plataforma 20 para um local de fonte de fluido de produção (não mostrado) próximo ou no fundo do mar. Na Figura 1, os risers 50 são risers de catenária de aço (SCRs), e assim, os risers 50 assumem uma forma curvada entre a plataforma 20 e o fundo do mar (não mostrado). Cada riser 50 é acoplado à plataforma 20 com um conjunto de conexão 30. Como resultado, os movimentos e cargas (por exemplo, tensão, torque, etc.) experimentados pelos risers 50 são transferidos para a plataforma 20 através dos conjuntos de conexão correspondentes 30. Inversamente, os movimentos e cargas experimentados pela plataforma 20 são transferidos através dos conjuntos de conexão 30 para os risers 50. Em geral, os risers 50 transferem fluidos de produção da fonte submarina para a plataforma 20. Assim, durante as operações de produção, os fluidos de produção são encaminhados do local de produção submarina para a plataforma 20 através dos risers 50.

[023] Agora, em referência à Figura 2, um conjunto de conexão 30 para o acoplamento de um riser 50 à plataforma 20 é mostrado. Em geral, o conjunto de conexão 30 inclui um pórtico 22 preso à plataforma 20, um cesto 24 fixado à plataforma 20 distal do pórtico 22 e um conjunto de riser superior 52. O pórtico 22 inclui uma primeira extremidade ou extremidade proximal 22a diretamente conectada a plataforma 20 e uma segunda extremidade ou extremidade distai 22b fixada ao cesto

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24. O cesto 24 é uma manga tubular que tem uma superfície interna 25 que inclui um perfil 26 que recebe, coincide e engata de modo deslizante na junta de tensão externa do riser 60 do conjunto do riser superior 52.

[024] Referindo-se ainda à Figura 2, o conjunto de riser superior 52 inclui uma bobina 54 e uma junta de tensão afunilada 60. A junta de tensão afunilada 60 inclui um eixo geométrico central 65, uma primeira extremidade ou extremidade superior 60a, uma segunda extremidade ou extremidade inferior 60b oposta à extremidade superior 60a e uma superfície radialmente externa 60c que se estende entre as extremidades 60a, 60b. A extremidade superior 60a da junta de tensão 60 é acoplada à bobina 54 com um primeiro flange de conexão ou superior 62 e a extremidade inferior 60b da junta de tensão 60 é acoplada ao riser 50 com um segundo flange de conexão ou inferior 64. A bobina 54 se estende da extremidade superior 60a da junta de tensão 60 para a tubulação adicional 56 na plataforma 20. Em geral, a bobina 54 pode compreender qualquer conduta adequada (por exemplo, cano, tubo, mangueira, linha, etc.) que tenha capacidade de receber e encaminhar fluidos que fluem através do riser 50 para a tubulação 56 na plataforma 20. Por exemplo, a bobina 54 pode compreender um conduto rígido (por exemplo, cano metálico) ou pode compreender um conduto flexível que pode ser facilmente dobrado ou deformado, conforme necessário.

[025] A junta de tensão 60 é geralmente frustocônica e, assim, a superfície radialmente externa 60c se afunila radialmente para dentro movendo-se axialmente da extremidade superior 60a em relação à extremidade inferior 60b. Em outras palavras, o diâmetro exterior da junta de tensão 60 diminui o movimento da extremidade superior 60a para a extremidade inferior 60b. Como resultado, a junta de tensão 60 tem um grau crescente de flexibilidade que se move axialmente da extremidade superior 60a para a extremidade inferior 60b. Durante as operações, a junta de tensão 60 é inserida dentro do cesto 24, de tal modo que a superfície

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9/26 radialmente externa 60c engate de forma deslizante no perfil 26, acoplando, desse modo, a junta de tensão 60 e o riser 50 à plataforma 20. Nessa modalidade, a junta de tensão 60 é presa dentro do cesto 24 através de um encaixe de atrito entre a superfície radialmente externa 60c e um perfil 26 definido por ombro 27; no entanto, qualquer outro acoplamento adequado pode ser usado. Além disso, nessa modalidade, o cesto 24 do conjunto de conexão 30 é orientado de tal modo que quando a junta de tensão 60 é inserida axialmente no mesmo, o eixo geométrico central 65 da junta 60 forma um ângulo α com a direção vertical. Conforme mostrado na Figura 2, o ângulo α é 12°.

[026] Referindo-se agora à Figura 3, durante as operações, o peso do riser 50 e os movimentos da plataforma 20 em relação ao fundo do mar, tais como aqueles causados por ondas, correntes e/ou outros fenômenos, resultam em uma tensão no riser 50 e flexão na articulação de tensão 60. Em particular, uma tensão T é aplicada ao longo do riser 50 que puxa lateralmente na junta de tensão 60 e, desse modo, faz com que o eixo geométrico central 65 da junta de tensão 60 se dobre ou se curve no ângulo Θ em relação à direção y mostrada na Figura 3 (nota: a direção y é paralela ao eixo geométrico central 65 quando a junta de tensão 60 não é inclinada ou curvada, como mostrado na Figura 2). Assim, a tensão T induz um momento de flexão M na junta de tensão 60 que é transferida para o cesto 24. O momento M pode ser calculado como o componente x da tensão Tx (que é igual à tensão T multiplicada pelo seno do ângulo Θ) multiplicado pela distância H ao longo da direção y entre o ponto de aplicação da tensão T (que está geralmente ao longo da junta de flexão 60 no ponto mais baixo da flexão ou curva - aqui representada na extremidade inferior 60b) e no ponto ou região de acoplamento entre a junta de tensão 60 e o cesto 24 (isto é, em que as porções da superfície 60c e perfil 26 estão engatados entre si). Em outras palavras, o momento M pode ser representado pela seguinte expressão:

M = (H)(T sen Θ).

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10/26 [027] Dependendo das condições de operação (por exemplo, peso do riser 50, altura das ondas do oceano, resistência da corrente oceânica, etc.), a tensão T pode aumentar de tal forma que o momento resultante M supere a resistência do cesto 24 e/ou pórtico 22, danificando, assim, o conjunto de conexão 30 por carga extrema ou superutilização cíclica (fadiga). Além disso, durante a operação, a angularidade entre o riser 50 e a plataforma 20 também pode contribuir grandemente para a magnitude do momento M. Dependendo da gravidade do dano, o riser 50 pode ficar completamente desconectado da plataforma 20. Simplesmente aumentar a capacidade de suporte de carga do conjunto de conexão 30 (por exemplo, cesto 24) pode não ser economicamente viável para as plataformas existentes 20 devido aos custos de tais modificações mecânicas à estrutura de suporte (que pode estar localizada debaixo de água). Portanto, as modalidades reveladas no presente documento são direcionadas a montagens de conexão para reduzir os momentos de flexão transferidos para o cesto 24 e o pórtico 22 pelo riser 50 e a junta de tensão 60 durante tais operações de produção offshore.

[028] Agora, em referência à Figura 4, uma modalidade de um sistema 70 para a produção de hidrocarbonetos a partir de um local de produção submarina (por exemplo, um poço, coletor, etc.) é mostrado. O sistema 70 inclui geralmente uma plataforma flutuante offshore 72 e uma pluralidade de risers 50 acoplados à plataforma 72 com conjuntos de conexão 130. Em geral, a plataforma 72 pode ser qualquer embarcação flutuante offshore conhecida na técnica incluindo, sem limitação, uma plataforma semissubmersível, uma plataforma de perna de tensão, uma plataforma de longarinas, etc. Nessa modalidade, a plataforma 72 é uma plataforma semissubmersível.

[029] Risers 50 se estendem para baixo a partir da plataforma 72 para um local de fonte de fluido de produção (não mostrado) próximo ou no fundo do mar. Nessa modalidade, os risers 50 são risers de catenária de aço (SCRs), e assim, os

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11/26 risers 50 assumem uma forma curvada entre a plataforma 72 e o fundo do mar (não mostrado). Cada riser 50 é acoplado à plataforma 72 com um conjunto de conexão 130. Como resultado, os movimentos e cargas (por exemplo, tensão, torque, etc.) experimentados pelos risers 50 são transferidos para a plataforma 72 através dos conjuntos de conexão correspondentes 130. Inversamente, os movimentos e cargas experimentados pela plataforma 72 são transferidos através dos conjuntos de conexão 130 para os risers 50. Em geral, os risers 50 transferem fluidos de produção da fonte submarina para a plataforma 72. Assim, durante as operações de produção, os fluidos de produção são encaminhados do local de produção submarina para a plataforma 72 através dos risers 50.

[030] Agora, em referência à Figura 5, um conjunto de conexão 130 será descrito, entendendo-se que cada conjunto de conexão 130 é o mesmo. Nessa modalidade, o conjunto de conexão 130 inclui um pórtico 22 preso à plataforma 72, um cesto 24 ligado à plataforma distai 72 de pórtico 22 e um conjunto de riser superior 152. O pórtico 22 e o cesto 24 são, cada um, como descrito anteriormente.

[031] O conjunto de riser superior 152 inclui uma bobina 54, uma junta de tensão afunilada 60 e um membro de extensão 100. A bobina 54 e a junta de tensão 60 são, cada uma, como descrito anteriormente. A saber, a junta de tensão afunilada 60 inclui um eixo geométrico central 65, uma primeira extremidade ou extremidade superior 60a, uma segunda extremidade ou extremidade inferior 60b oposta à extremidade superior 60a e uma superfície radialmente externa frustocônica 60c que se estende entre as extremidades 60a, 60b. A extremidade superior 60a da junta de tensão 60 é acoplada à bobina 54 com um primeiro flange de conexão ou superior 62 e a extremidade inferior 60b da junta de tensão 60 é acoplada ao riser 50 com um segundo flange de conexão ou inferior 64. A bobina 54 se estende da extremidade superior 60a da junta de tensão 60 para a tubulação adicional 56 na plataforma 20. Nessa modalidade, o eixo geométrico central 65 da junta 60 forma um ângulo a com

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12/26 a direção vertical. Em geral, L100 é o ângulo entre 0^o e 90°. Conforme mostrado na Figura 5, o ângulo α é 12°. A junta de tensão 60 se estende através do cesto 24, contudo, nessa modalidade, a junta de tensão 60 não entra em contato ou não engata de modo deslizante no cesto 24. Em outras palavras, a superfície exterior 60c está separada da superfície interna 25 e do perfil 26 do cesto 24. Mais especificamente, nessa modalidade, o membro de extensão 100 está radialmente posicionado entre a junta de tensão 60 e o cesto 24.

[032] Referindo-nos ainda à Figura 5, o membro de extensão 100 é um membro alongado, tubular oco que inclui um eixo geométrico longitudinal central 105, uma primeira ou extremidade superior 100a, uma segunda ou extremidade inferior 100b oposta à extremidade superior 100a, uma superfície radialmente externa 100c que se estende axialmente entre as extremidades 100a, 100b, e uma superfície radialmente interna 100d que se estende axialmente entre as extremidades 100a, 100b. O eixo geométrico 105 está coaxialmente alinhado com o eixo geométrico 65 nas extremidades superiores 100a, 60a do membro de extensão 100 e na junta de tensão 60, respectivamente. A superfície radialmente interna 100d define um primeiro ou perfil superior correspondente 110 na extremidade superior próxima 100a, e a superfície externa radial 100c define um segundo ou mais baixo perfil correspondente 120 na extremidade proximal inferior 100b. O perfil superior 110 corresponde a e se engata de modo deslizante à superfície radialmente exterior 60c da junta de tensão e o perfil inferior 120 corresponde a e se engata ao perfil 26 do cesto 24. Especificamente, nessa modalidade, o perfil superior correspondente 110 está em formato frustocônico, de modo que quando a junta de tensão 60 é inserida axialmente no membro de extensão 100, a superfície radialmente externa frustocônica 60c da junta de tensão 60 engate de forma deslizante na superfície frustocônica do perfil superior correspondente 110 até a junta de tensão 60 ser fixada axialmente e presa dentro do membro de extensão 100 através de um encaixe por atrito entre a superfície

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60c e o perfil 110. Em outras modalidades, a superfície radialmente externa 60c da junta de tensão 60 se engata a um ombro de carga definido dentro do perfil superior correspondente 110 para, desse modo, prender a junta de tensão 60 no membro de extensão 100. Além disso, nessa modalidade, o perfil inferior correspondente 120 tem formato frustocônico, de modo que quando o membro de extensão 100 é inserido axialmente dentro cesto 24, o perfil 120 se engate de forma deslizante no perfil 26 (o qual também pode incluir uma superfície frustocônica correspondente) até a extremidade inferior 100b ser engatada ou estar em contiguidade com o ombro 27, prendendo, assim, o membro de extensão 100 dentro do cesto 24. Além disso, deve ser observado que o perfil 120 pode engatar em uma superfície correspondente de perfil 26 com um encaixe por atrito para prender ainda mais a extremidade inferior 100b do membro de extensão 100 dentro do cesto 24.

[033] O membro de extensão 100 inclui um comprimento total Lwo medido axialmente (em relação ao eixo geométrico 105) entre as extremidades 100a, 100b. Em algumas modalidades, o comprimento L100 está na faixa de 3 a 6 metros (10 a 20 pés). Nessa modalidade, o comprimento Lwo é de 4,5 metros (15 pés). Além disso, o membro de extensão 100 tem um comprimento de extensão L110-120 medido axialmente (em relação ao eixo geométrico 105) entre os perfis correspondentes 110, 120. Comprimento de extensão L110-120 representa a distância mínima entre a região ou ponto de engate do perfil superior 110 e a superfície radialmente externa 60c da junta de tensão 60 e a região ou ponto de engate do perfil inferior 120 e perfil 26 da cesta 24. Nas modalidades aqui descritas, 0 comprimento de extensão L1 W-120 está na faixa de 1,5 a 7,6 metros (5 a 25 pés). Nessa modalidade, 0 comprimento de extensão L1 w-120 é de 4,5 metros (15 pés).

[034] Como será descrito em maiores detalhes abaixo, 0 comprimento de extensão L110-120 geralmente representa 0 deslocamento axial da junta de tensão 60 do cesto 24 em comparação com 0 conjunto de conexão 30 mostrado nas Figuras 2

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14/26 e 3. Pelas razões explicadas mais detalhadamente abaixo, esse deslocamento reduz o comprimento do braço do momento para momentos transferidos para o cesto 24 e para o pórtico 22 como resultado de tensão (por exemplo, tensão T) no riser 50.

[035] Para acoplar o riser 50 à plataforma 20, extremidade inferior 100b do membro de extensão 100 é inserida no cesto 24, até que o perfil inferior 120 se engate de forma deslizante ao perfil correspondente 26 e a extremidade inferior 100b se engate ou esteja em contiguidade com o ombro 27 do cesto 24, como anteriormente descrito. Em seguida, a junta de tensão 60 é inserida axialmente através do membro de extensão 100 até que a superfície externa frustocônica 60c da junta de tensão 60 se engate de forma deslizante e esteja assentada na superfície frustocônica do perfil superior 110 do membro de extensão 100, como descrito anteriormente. A extremidade superior 60a da junta de tensão 60 é, então, acoplada à bobina 54 no flange de conexão 62 e a extremidade inferior 60b é acoplada ao riser 50 no flange de conexão 64.

[036] Referindo-nos agora à Figura 6, durante as operações, o peso do riser 50 e os movimentos da plataforma 72 em relação ao fundo do mar, como aqueles causados por ondas, correntes e/ou outros fenômenos, resultam em uma tensão no riser 50 e flexão na junta de tensão 60. Em particular, uma tensão T é aplicada ao longo do riser 50 que puxa lateralmente a junta de tensão 60 e, desse modo, faz com que o eixo geométrico central 65 da junta de tensão 60 se dobre ou curve no ângulo Θ em relação à direção y mostrada na Figura 6 (nota: a direção y paralela ao eixo geométrico central 65 quando a junta de tensão 60 não é flexionada ou tal como mostrado na Figura 5). A tensão T induz um primeiro momento Mi no membro de extensão 100a ao longo do perfil de conexão 110 via engate com a junta de tensão 60, e um segundo momento M2 é aplicado ao cesto 24 ao longo dos perfis de conexão engatados 120, 26. O primeiro momento M1 é igual ao componente x da tensão Tx multiplicado pela distância H1 ao longo da direção y entre 0 ponto de aplicação da

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15/26 tensão Teo ponto (ou região) do acoplamento entre a superfície 60c da junta de tensão 60 e o perfil de conexão 110 dentro do membro de extensão 100. Em outras palavras, o momento Mi pode ser representado pela seguinte expressão:

Mi = (Hi)(T sen Θ).

[037] A altura Hi é aproximadamente a mesma (ou pelo menos similar) à altura H mostrada na Figura 3. Portanto, o primeiro momento Mi é o mesmo (ou pelo menos similar) ao momento M mostrado na Figura 3. Consequentemente, o carregamento experimentado pelo cesto 24 na modalidade das Figuras 2 e 3 é efetivamente deslocado para a extremidade superior 100a do membro de extensão 100. Da mesma forma, o segundo momento M2 é igual ao componente x da tensão Tx multiplicado pela distância H2 ao longo da direção y entre 0 ponto de aplicação da tensão T e 0 ponto (ou região) do acoplamento entre 0 perfil de conexão inferior 120 e perfil de conexão 26 dentro do cesto 24. Em outras palavras, 0 momento M2 pode ser representado pela seguinte expressão:

M2 = (H₂)(T sen Θ).

[038] Como é evidente a partir da Figura 5, a altura H2 é menor que a altura Hi. Por exemplo, em algumas modalidades, a diferença entre as alturas H2, H1 pode ser igual (ou semelhante) ao comprimento de extensão L110-120 do membro de extensão 100. Portanto, 0 segundo momento M2 é menor que 0 primeiro momento Mi. Como resultado, 0 momento M2 operando em cesto 24 é menor ou reduzido em comparação com os momentos Μ, M. Assim, instalando-se 0 membro de extensão 100 entre 0 cesto 24 e a junta de tensão 60, 0 cesto 24 pode, portanto, ser acoplado a um riser (por exemplo, riser 50) com uma junta de tensão afunilada (por exemplo, junta de tensão 60) para condições de fluido de produção mais extremas.

[039] Além de reduzir 0 momento de flexão exercido no cesto 24 e no pórtico 22, 0 membro de extensão 100 também pode fornecer flexibilidade adicional ao conjunto de riser superior 152 de tal modo que a quantidade ou grau de flexão da junta

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16/26 de tensão 60 possa ser reduzido durante as operações. Tal redução na flexão ou curvatura requerida na junta de tensão 60 aumenta a vida útil da junta de tensão 60 e permite o uso de juntas de tensão menores e mais econômicas para conectar o riser 50 à plataforma 20. Em algumas modalidades, é preferencial que o membro de extensão 100 seja 1/5 ou menos tão flexível quanto a junta de tensão 60 para assegurar a flexão desejada e o desempenho do mesmo. Além disso, em algumas modalidades, é preferencial que o membro de extensão 100 tenha uma rigidez de flexão dentro de +/- 20% da rigidez de flexão da junta de tensão afunilada 60 na extremidade superior 60a próxima. Consequentemente, em algumas modalidades, o membro de extensão 100 pode também incluir um ou mais recursos de seleção de material e/ou projeto que aumentam a flexibilidade do membro de extensão 100 em relação ao eixo geométrico 105.

[040] Por exemplo, referindo-se agora à Figura 7, em algumas modalidades, se for necessário menos flexibilidade do membro de extensão 100, pode ser especificado para ser fabricado a partir de uma liga de aço. Alternativamente, se for necessário mais flexibilidade, pode ser especificado para ser fabricado a partir de uma liga de titânio ou uma liga de alumínio.

[041] Também, por exemplo, se referindo agora à Figura 7, em algumas modalidades, o membro de extensão 100 inclui uma pluralidade de ranhuras alongadas 130 que se estendem radialmente para dentro a partir da superfície radialmente externa 100c. Nessa modalidade, as ranhuras 130 são aberturas retangulares que se estendem axialmente ao longo do membro 100 e incluem, cada uma, uma primeira extremidade ou superior 130a, uma segunda extremidade ou inferior 130b oposta à extremidade superior 130a e um comprimento axial L-iso que se estende axialmente entre as extremidades 130a 130b. Comprimento L130 pode estar na faixa de 0,9 e 4,6 metros (3 e 15 pés) e, em algumas modalidades, o comprimento pode ser igual a 2,7 metros (9 pés). Além disso, as ranhuras 130 se estendem

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17/26 radialmente entre as superfícies 100c, 10Od (isto é, as ranhuras 130 pode se estender completamente através da parede de membro de extensão 100).

[042] Como mostrado na Figura 7, as ranhuras 130 estão igualmente espaçadas angularmente ao longo membro 100 em relação ao eixo geométrico 105. Como resultado, nessa modalidade, há um total de quatro (4) ranhuras 130 que estão, cada uma, espaçadas 90°de cada ranhura adjacente imediatamente angular 130. No entanto, o número e a disposição das ranhuras 130 podem ser amplamente variados em outras modalidades (por exemplo, outras modalidades podem incluir três (3) ou seis (6) ranhuras igualmente espaçadas 130). Também, como também é mostrado na Figura 6, nessa modalidade, as ranhuras 130 estão dispostas em uma região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis correspondentes 110, 120 anteriormente descritos.

[043] Sem estar limitado a essa ou a qualquer outra teoria, as ranhuras 130 reduzem eficazmente a quantidade de material que constitui o membro de extensão 100 (particularmente da segunda área momento) de tal modo que o membro de extensão 100 seja mais flexível sobre o eixo geométrico central 105. Em outras palavras, as ranhuras 130 permitem que o membro de extensão 100 se dobre ou flexione mais facilmente em relação ao eixo geométrico 105, de tal modo que o membro de extensão 100 possa reduzir a quantidade de flexão ou dobra que é requerida da junta de tensão 60 durante as operações (por exemplo, como resultado de tensão T).

[044] Enquanto a modalidade da Figura 7 mostra as ranhuras 130 que se estendem axialmente, deve notar-se que as ranhuras 130 podem se estender em várias outras direções em outras modalidades. Por exemplo, em algumas modalidades, as ranhuras podem se estender circunferencial ou angularmente e, em ainda outras modalidades, as ranhuras 130 podem se estender helicoidalmente. Além disso, enquanto as ranhuras 130 foram mostradas e descritas como sendo de forma

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18/26 retangular, deve ser observado que em outras modalidades, as ranhuras 130 podem ser formadas em várias outras formas. Por exemplo, em algumas modalidades, as ranhuras 130 podem ser elípticas, poligonais, triangulares, etc. Além disso, independentemente da forma das ranhuras 130, cada ranhura 130 pode incluir filetes e/ou superfícies radiais para evitar a formação de concentrações de tensão e para evitar o custo de fabricação de cantos rebaixados. Além disso, enquanto as ranhuras 130 foram mostradas e descritas como se prolongando em uma região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis de acoplamento 110,120, em outras modalidades, as ranhuras 130 podem se estender em outras regiões adicionais do membro de extensão 100. Além disso, enquanto as ranhuras 130 foram descritas como se estendendo entre as superfícies 100a, 100b, em outras modalidades as ranhuras 130 podem apenas se estender parcialmente entre as superfícies 100c, 10Od, de tal modo que as ranhuras 130 não se estendam completamente radialmente através da parede do membro de extensão 100 e, portanto, representam uma diminuição na espessura da parede do membro 100.

[045] Agora, em referência à Figura 8, em algumas modalidades, o membro de extensão 100 inclui uma pluralidade de aberturas 140 que se estendem radialmente para dentro da superfície radialmente externa 100c. Especificamente, nessa modalidade, o membro de extensão 100 inclui uma pluralidade de colunas 142, cada uma com uma pluralidade de aberturas 140 espaçadas axialmente. Cada uma das colunas 142 é igualmente espaçada angularmente em torno do membro de extensão 100 em relação ao eixo geométrico 105. Além disso, nessa modalidade, cada uma das colunas 142 inclui um total de quatro (4) aberturas 140 que estão espaçadas axialmente uma da outra, estando cada coluna 142 alternativamente axialmente afastada de cada coluna adjacente imediatamente angular 142. Como resultado, nessa modalidade, as aberturas 140 estão também dispostas em uma pluralidade de fileiras 144 que se estendem helicoidalmente em torno do membro de

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19/26 extensão 100 em relação ao eixo geométrico 105. As aberturas 140 estão também todas dispostas dentro de uma região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis de acoplamento 110, 120.

[046] Cada abertura 140 é circular e se estende entre as superfícies 100c, 100d do membro de extensão 100 (isto é, as aberturas 140 se estendem completamente através da parede do membro de extensão 100). Além disso, nessa modalidade, cada abertura 140 inclui um diâmetro interno máximo Duo que pode estar na faixa de 1/8 a 0,08 metro (3 polegadas) e, preferencialmente, igual a 1/2 metro (polegada).

[047] Sem estar limitado a essa ou a qualquer outra teoria, as aberturas 140 reduzem eficazmente a quantidade de material que constitui o membro de extensão 100 de modo a que o membro de extensão 100 seja mais flexível sobre o eixo geométrico central 105. Por outras palavras, as aberturas 140 permitem que o membro de extensão 100 se dobre ou flexione relativamente ao eixo geométrico 105, de tal modo que o membro de extensão 100 possa reduzir a quantidade de flexão ou dobra que é exigida da junta de tensão 60 durante as operações (por exemplo, como resultado da tensão T).

[048] Embora as aberturas 140 tenham sido mostradas e descritas como sendo de forma circular, deve ser observado que, em outras modalidades, as aberturas 140 podem ser formadas em várias outras formas. Por exemplo, em algumas modalidades, as aberturas 140 podem ser elípticas, retangulares, quadradas, poligonais, triangulares, etc. Também, independentemente da forma das aberturas 140, cada abertura 140 pode incluir filetes e/ou superfícies radiais para evitar a formação de concentrações de tensão e para evitar as despesas de fabricação de cantos rebaixados. Além disso, enquanto as aberturas 140 foram mostradas e descritas como se estendendo em uma região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis correspondentes 110,120, em outras modalidades,

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20/26 as aberturas 140 podem se estender em outras regiões ou regiões adicionais do membro de extensão 100. Além disso, enquanto as aberturas 140 foram mostradas e descritas como estando dispostas em colunas que se estendem axialmente 142 e linhas que se estendem de modo elíptico 144, deve ser observado que o número e disposição das aberturas 140 podem ser amplamente variados em outras modalidades. Por exemplo, em algumas modalidades, as aberturas 140 podem ser dispostas em uma pluralidade de colunas que se estendem axialmente e que se estendem em fileiras circunferencialmente (isto é, colunas axiais adjacentes não estão axialmente desviadas uma da outra como mostrado na Figura 7). Além disso, enquanto as aberturas 140 foram descritas como se estendendo entre as superfícies 100a, 100b, em outras modalidades, as aberturas 140 podem apenas se estender parcialmente entre as superfícies 100c, 10Od, de tal modo que as aberturas 140 não se estendam completamente radialmente através da parede do membro de extensão 100 e, portanto, representam uma diminuição na espessura da parede do membro 100.

[049] Agora, em referência à Figura 9, em algumas modalidades, o membro de extensão 100 inclui uma pluralidade de nervuras de endurecimento 150 que se estende radialmente para fora da superfície radialmente externa 100c. Nessa modalidade, nervuras 150 são projeções retangulares que se estendem axialmente ao longo do membro 100 e incluem, cada uma, primeira extremidade ou superior 150a, uma segunda extremidade ou inferior 150b oposta à extremidade superior 150a, um primeiro lado 152 que se estende axialmente entre as extremidades 150a, 150b, um segundo o lado 154 que se estende também axialmente entre as extremidades 150a, 150b, e uma superfície radialmente mais externa 156 também se estende axialmente entre as extremidades 150a, 150b. Além disso, cada nervura 150 inclui um comprimento axial L-iso que se estende axialmente entre as extremidades 150a, 150b, uma espessura radial T150 que se estende entre a superfície radialmente externa 100c

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21/26 e a superfície radialmente mais externa 156 da nervura 150 e uma largura circunferencial (ou largura do arco) W150 que se estende circunferencialmente entre os lados 152, 154. O comprimento L-iso pode variar entre 0,9 e 4,6 metros (3 e 15 pés) e, em algumas modalidades, o comprimento pode ser igual a 2,7 metros (9 pés). Espessura T150 pode variar entre 1 /2 e 0,08 metro (4 polegadas), e largura W150 pode variar de 1/2 a 0,2 metros (8 polegadas).

[050] Como mostrado na Figura 9, nervuras 150 são igualmente angularmente espaçadas ao longo do membro 100 em relação ao eixo geométrico 105. Como resultado, nessa modalidade, há um total de quatro (4) nervuras 150 que estão, cada uma, espaçadas 90° de cada nervura adjacente imediatamente angular 150. No entanto, 0 número e a disposição das nervuras 150 podem ser grandemente variados em outras modalidades (por exemplo, outras modalidades podem incluir três (3) ou seis (6) nervuras igualmente espaçadas 150). Também, como é mostrado na Figura 9, nessa modalidade, as nervuras 150 estão dispostas em uma região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis de acoplamento 110, 120 anteriormente descritos. No entanto, em outras modalidades, as nervuras 150 podem se estender substancialmente ao longo de todo 0 comprimento do membro de extensão 100 (isto é, da extremidade 100a à extremidade 100b). Além disso, em outras modalidades, as nervuras 150 podem estar dispostas mais próximas das extremidades 100a, 100b e podem não se estender ao longo de todo 0 comprimento axial do membro 100. Além disso, ainda em outras modalidades, 0 membro de extensão 100 pode incluir dois conjuntos ou nervuras 150, com um primeiro conjunto de nervuras 150 sendo disposto circunferencialmente em torno do membro de extensão 100 na extremidade 100a, e um segundo conjunto das nervuras 150 disposto circunferencialmente sobre 0 membro de extensão 100 na extremidade 100b. Em pelo menos algumas dessas modalidades, a região do membro de extensão 100 que se estende axialmente entre os perfis correspondentes 110, 120 é

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22/26 substancialmente isenta de nervuras 150.

[051] Sem estar limitado a essa ou a qualquer outra teoria, nervuras 150 fornecem um suporte estrutural adicional e rigidez para o membro de extensão 100 de modo a que a espessura da parede do membro de extensão 100 entre as nervuras 150 (por exemplo, a distância radial entre as superfícies 100c, 100d) possa ser reduzida para, desse modo, resultar em uma quantidade desejada de flexibilidade do membro de extensão 100 em relação ao eixo geométrico 105. Em outras palavras, a espessura de parede reduzida do membro de extensão 100 entre nervuras 150 permite que o membro de extensão 100 dobre ou flexione em relação ao eixo geométrico 105 de tal modo que o membro de extensão 100 possa reduzir a quantidade de flexão ou dobra que é necessária da junta de tensão 60 durante as operações (por exemplo, como resultado da tensão T).

[052] Em algumas modalidades, a espessura T150 e largura W150 de cada nervura 150 podem se afunilar ao longo do comprimento Liso entre as extremidades 150a, 150b. Por exemplo, em algumas modalidades, a espessura T150 e/ou largura W150 de cada nervura 150 pode se afunilar a partir de valores maiores em uma extremidade (por exemplo, extremidade 150a ou extremidade 150b) para valores menores na outra extremidade (por exemplo, extremidade 150b ou extremidade 150a). O afunilamento da espessura T150 e/ou largura (W150 pode ser gradual (por exemplo, linear) ou espessura T150 e/ou largura W150 pode incluir uma ou mais mudanças de etapa entre as extremidades 150a, 150b. Além disso, enquanto as nervuras 150 são mostradas e aqui descritas como sendo projeções de forma retangular, deve ser observado que as nervuras 150 podem ser formadas em uma grande variedade de formas (por exemplo, elíptica, triangular, etc.).

[053] Referindo agora à Figura 10, em algumas modalidades, o membro de extensão 100 inclui uma região de espessura reduzida 160 que se estende axialmente ao longo da superfície externa 100c entre os perfis de correspondência 110, 120. A

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23/26 região 160 inclui uma primeira extremidade ou extremidade superior 160a, uma segunda extremidade ou extremidade inferior 160b oposta à extremidade superior 160a e uma superfície radialmente externa 160c que se estende axialmente entre as extremidades 160a, 160b. Além disso, a região inclui um comprimento axial I_i6o que se estende axialmente entre as extremidades 160a, 160b. Comprimento L160 pode variar entre 0,3 a 6 metros (1 e 20 pés) e, em algumas modalidades, pode ser igual a 1,5 metro (5 pés). Além disso, a região 160 tem uma parede de espessura T160 que se estende radialmente entre a superfície radialmente interior 100d do membro de extensão 100 e 160c superfície radialmente exterior. A superfície radialmente externa 160c da região 160 está radialmente inserida do resto da superfície radialmente externa 100c do membro de extensão 100 e, assim, a espessura da parede T160 da região é inferior a uma espessura de parede Two (que é a distância radial entre superfícies 100c, 100d fora da região 160) do membro de extensão 100. A espessura da parede Two é entre 1% e 50% menor que a espessura da parede Two e, em algumas modalidades, a espessura da parede Two é 20% menor que a espessura da parede Two.

[054] Sem estar limitada a essa ou qualquer outra teoria, a espessura de parede reduzida (por exemplo, espessura Two) da região 160 aumenta a flexibilidade do membro de extensão 100 em relação ao eixo geométrico central 105. Em outras palavras, a região 160 permite que o membro de extensão 100 dobre ou se flexione em relação ao eixo geométrico 105 de modo que o membro de extensão 100 possa reduzir a quantidade de flexão ou dobra que é necessária da junta de tensão 60 durante as operações (por exemplo, como resultado da tensão T).

[055] Enquanto apenas uma única região 160 é mostrada na modalidade da Figura 9, deve ser observado que outras modalidades podem incluir uma pluralidade de regiões de espessura reduzida axialmente espaçadas (por exemplo, região 160). Além disso, enquanto a espessura de parede reduzida Two da região é alcançada

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24/26 através de uma superfície externa radialmente inserida 160c, deve ser observado que outras modalidades podem incluir uma superfície interna radialmente expandida ao longo da região 160 para alcançar a espessura de parede reduzida. Além disso, em algumas modalidades, quaisquer dois ou mais dos recursos de projeto que aumentam a flexibilidade mostradas nas Figuras 7 a 10 (isto é, ranhuras 130, aberturas 140, nervuras 150, cortes de espessura reduzida 160, etc.) podem ser utilizados em conjunto no membro de extensão 100.

[056] Além da modalidade particular do membro de extensão mostrado na Figura 5, outras modalidades alternativas podem ser usadas com diferentes perfis correspondentes. Por exemplo, não é necessário que o perfil de acoplamento superior 110 tenha uma forma frustocônica. A função importante desse recurso é gerar atrito entre a superfície 60c da junta de tensão 60 e o perfil correspondente superior 110, suficiente para assegurar que a junta de tensão 60 esteja fixada axialmente dentro do membro de extensão 100. Assim, o perfil correspondente superior 110 pode ter uma superfície que seja escalonada ou curvilínea ou qualquer outra forma, desde que o diâmetro interno na extremidade superior do perfil correspondente superior seja maior que o diâmetro interno na extremidade inferior do perfil correspondente de encaixe.

[057] Do mesmo modo, não é necessário que o perfil correspondente inferior 120 tenha a forma frustocônica. A função importante desse recurso é fornecer uma extremidade inferior 100b que se engate ou esteja em contiguidade com o ombro 27, prendendo, desse modo, o membro extensor 100 dentro do cesto 24. Além disso, o perfil correspondente inferior 120 pode gerar atrito entre o perfil 26 e o perfil correspondente inferior 120, para prender ainda mais a extremidade inferior 100b do membro de extensão 100 dentro do cesto 24. A fim de conseguir isso, no entanto, não é necessário que o perfil correspondente inferior tenha forma frustocônica. Assim, para atingir o propósito opcional de gerar tal atrito, o perfil correspondente inferior 110 pode ter uma superfície que seja escalonada ou curvilínea ou qualquer outra forma,

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25/26 contanto que o diâmetro externo na extremidade superior do perfil correspondente inferior seja maior que o diâmetro externo na extremidade inferior do perfil correspondente inferior.

[058] Da maneira descrita, acoplando-se uma junta de tensão (por exemplo, junta de tensão 60) a um cesto (por exemplo, cesto 24) de uma plataforma offshore (por exemplo, plataforma 20) com um membro de extensão de acordo com as modalidades reveladas no presente documento (por exemplo, membro de extensão 100), o momento de flexão experimentado pelo cesto e pelas estruturas de suporte adjacentes (por exemplo, pórtico 22) como resultado da tensão no riser pode ser reduzido. Como resultado, o cesto pode ser utilizado com uma junta de tensão afunilada metálica, mesmo quando são esperadas altas cargas de flexão (por exemplo, causadas por condições ambientais). Além disso, através do uso de um membro de extensão de acordo com as modalidades reveladas no presente documento, a quantidade de flexão tipicamente experimentada pela união de tensão pode ser reduzida devido à flexão adicional do membro de extensão durante as operações. Como resultado, a vida útil da junta de tensão pode ser aumentada e os requisitos operacionais para a junta de tensão podem ser reduzidos.

[059] Embora modalidades exemplificativas tenham sido mostradas e descritas, modificações das mesmas podem ser realizadas por um indivíduo versado na técnica sem se afastar do escopo ou ensinamentos da presente invenção. As modalidades aqui descritas são apenas exemplificativas e não são limitantes. Muitas variações e modificações dos sistemas, aparelhos e processos aqui descritos são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Por exemplo, em algumas modalidades, as ranhuras 130 podem ser afuniladas de tal modo que cada ranhura 130 seja mais larga em uma extremidade (por exemplo, uma extremidade superior) e mais estreita em uma extremidade oposta (por exemplo, uma extremidade inferior). Como outra modalidade, em algumas modalidades, a espessura da parede do

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26/26 membro de extensão 100 pode ser afunilada entre as extremidades 100a, 100b.

[060] Consequentemente, o escopo de proteção não está limitado às modalidades aqui descritas, mas apenas é limitado pelas reivindicações a seguir, cujo escopo incluirá todos os equivalentes da matéria das reivindicações. A menos que expressamente indicado de outro modo, as etapas em uma reivindicação de método podem ser executadas em qualquer ordem. A recitação de identificadores como (a), (b), (c) ou (1), (2), (3) antes de etapas em uma reivindicação de método não tem a intenção e não especificam uma ordem específica para as etapas, mas são usados para simplificar a referência subsequente a tais etapas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Membro de extensão para acoplar uma junta de tensão afunilada a um cesto acoplado a um pórtico que se estende de uma plataforma offshore, sendo que o membro é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um corpo geralmente cilíndrico, sendo que o dito corpo compreende:

um eixo geométrico central;

uma primeira extremidade;

uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade;

uma superfície radialmente interna que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade, em que a superfície interna é configurada para se engatar de modo deslizante a uma junta de tensão afunilada e compreende um primeiro perfil correspondente próximo da primeira extremidade, sendo que o dito perfil correspondente compreende uma porção da dita superfície radialmente interna de tal modo que o perfil correspondente compreenda uma extremidade superior com um primeiro diâmetro interno e uma extremidade inferior com um segundo diâmetro interno, sendo o primeiro diâmetro interno é maior que o segundo diâmetro interno; e uma superfície radialmente externa que se estende axialmente da primeira extremidade para a segunda extremidade, em que a superfície externa é configurada para se engatar de modo deslizante a um cesto acoplado a um pórtico que se estende a partir de uma plataforma e compreende um segundo perfil correspondente próximo da segunda extremidade; e em que o dito corpo é configurado de modo que a dita junta de tensão afunilada não se engate diretamente ao dito cesto.
2. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma abertura que se estende radialmente entre a superfície radialmente externa e a superfície

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2/6 radialmente interna.
3. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura compreende uma ranhura que se estende axialmente.
4. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a ranhura tem formato retangular.
5. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 2,

CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura compreende uma abertura circular.
6. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 1,

CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma nervura de reforço que se estende axialmente ao longo da superfície radial externa, e que se estende radialmente para fora da superfície radialmente externa.
7. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma região de espessura reduzida disposta axialmente entre o primeiro perfil correspondente e o segundo perfil correspondente, em que a região de espessura reduzida inclui uma espessura de parede que é menor que a espessura de parede do membro de extensão adjacente para a região de espessura reduzida.
8. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro perfil correspondente é frustocônico.
9. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo perfil correspondente é frustocônico.
10. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo é formado por uma liga de aço.
11. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo é formado por uma liga de titânio.
12. Membro de extensão, de acordo com a reivindicação1,

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3/6

CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo é formado por uma liga de alumínio.
13. Sistema para suportar um riser a partir de uma plataforma offshore, sendo que o sistema é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um cesto configurado para ser acoplado à plataforma offshore;

uma junta de tensão afunilada acoplada ao riser, sendo que a junta de tensão afunilada inclui um eixo geométrico central, uma primeira extremidade, uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade e uma superfície radialmente externa que se afunila radialmente para dentro a partir da primeira extremidade em direção à segunda extremidade;

um membro de extensão acoplado a cada um dentre o cesto e a junta de tensão afunilada, em que o membro de extensão inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade;

em que o membro de extensão está acoplado para se engatar de modo deslizante à junta de tensão afunilada próxima da primeira extremidade do membro de extensão;

em que o membro de extensão está acoplado para se engatar de modo deslizante ao cesto próximo da segunda extremidade do membro de extensão; e em que o dito membro de extensão é configurado de modo que a dita junta de tensão afunilada não se engate diretamente ao dito cesto.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão inclui um primeiro perfil correspondente na proximidade da primeira extremidade do membro de extensão e um segundo perfil correspondente na proximidade da segunda extremidade do membro de extensão;

em que o primeiro perfil correspondente é engatado na superfície radialmente externa da junta de tensão afunilada; e em que o segundo perfil correspondente está engatado no cesto.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato

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4/6 de que o membro de extensão inclui uma superfície radialmente externa que se estende entre a primeira extremidade e a segunda extremidade do membro de extensão;

em que o membro de extensão inclui uma superfície radialmente interna que se estende entre a primeira extremidade e a segunda extremidade do membro de extensão;

em que o primeiro perfil correspondente está disposto ao longo da superfície radialmente interna do membro de extensão; e em que o segundo perfil correspondente está disposto ao longo da superfície radialmente externa do membro de extensão.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão compreende ainda uma abertura que se estende radialmente entre a superfície radialmente externa e a superfície radialmente interna.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura compreende uma fenda que se estende axialmente.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a ranhura tem a forma retangular.
19. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura compreende uma abertura circular.
20. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão compreende ainda uma nervura de endurecimento que se estende axialmente ao longo da superfície radialmente externa, e que se estende radialmente para fora a partir da superfície radialmente externa.
21. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão compreende uma região de espessura reduzida disposta axialmente entre o primeiro perfil correspondente e o segundo perfil correspondente, em que a região de espessura reduzida inclui uma espessura de

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5/6 parede que é menor do que uma espessura de parede do membro de extensão adjacente à região de espessura reduzida.
22. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado de uma liga de aço.
23. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado de uma liga de titânio.
24. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado por uma liga de alumínio.
25. Sistema para suportar um riser a partir de uma plataforma offshore, sendo que o sistema é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um conjunto de conexão acoplado à plataforma offshore;

uma junta de tensão afunilada acoplada ao riser;

um membro de extensão configurado para se engatar de modo deslizando acoplado a cada um dos conjuntos de conexão e junta de tensão afunilada, em que o membro de extensão é um membro oco tubular que inclui:

um eixo geométrico central;

uma primeira extremidade;

uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade;

uma superfície radialmente interna que se estende axialmente entre a primeira extremidade e a segunda extremidade; e uma superfície radialmente externa que se estende axialmente entre a primeira extremidade e a segunda extremidade;

em que o membro de extensão é configurado para se acoplar de modo deslizante ao conjunto de conexão ao longo da superfície radialmente externa próxima da segunda extremidade; e em que o membro de extensão é configurado para se acoplar de modo deslizante à junta de tensão afunilada ao longo da superfície radialmente interna

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6/6 próxima da primeira extremidade; e em que o dito membro de extensão é configurado de modo que a dita junta de tensão afunilada não se engate diretamente ao dito conjunto de conexão.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma abertura que se estende radialmente entre a superfície radialmente externa e a superfície radialmente interna.
27. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura compreende uma ranhura que se estende axialmente e uma abertura circular.
28. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado de uma liga de aço.
29. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado de uma liga de titânio.
30. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de extensão é formado por uma liga de alumínio.