BR112019002075B1 - Método e sistema de conexão para conectar dois condutos em um corpo de água e instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos - Google Patents

Abstract

É descrito um sistema (12) para conectar dois condutos (9, 10) em um corpo de água, apresentando uma primeira estrutura tubular (13), acoplada a um conduto (10) que se estende ao longo de um primeiro eixo longitudinal (A1); uma segunda estrutura tubular (14), acoplada a outro conduto (9) que se estende ao longo de um segundo eixo longitudinal (A2), compreendendo um membro tubular (15) e uma manga (16), acoplada telescopicamente ao membro tubular (15), voltada para a primeira estrutura tubular (13); e um conjunto de atuação (17), que compreende um dispositivo de translação bidirecional (18) para deslocar seletivamente a manga (16) para frente e para trás, para seletivamente acoplar e desacoplar uma porção de extremidade da manga (16) e a primeira estrutura tubular (13).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um sistema de conexão para conectar dois condutos em um corpo de água.

[002] Em particular, a presente invenção se refere, sem perda de generalidade, a um sistema de conexão para conectar fluidicamente os condutos de uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos temporária ou permanente.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] No setor de petróleo e gás, é conhecida a criação de instalações subaquáticas temporárias ou permanentes para extração e / ou produção de hidrocarbonetos a partir de poços feitos no leito de um corpo de água. No contexto da presente descrição, o termo "permanente" deverá ser entendido referindo-se a instalações subaquáticas destinadas a trabalharem no leito de um corpo de água durante um certo número não especificado de anos. Na seguinte descrição, por "produção de hidrocarbonetos" entende-se a extração de hidrocarbonetos, o tratamento de hidrocarbonetos, o tratamento de fluidos relacionados com a produção de hidrocarbonetos, e o subsequente transporte.

[004] As instalações subaquáticas de produção de hidrocarbonetos podem estar localizadas próximas do nível, ou no mesmo nível, de poços submersos, ou em locais intermediários, e podem assumir várias configurações em um leito de um corpo de água, dependendo da configuração do poço ou do campo do poço. Além disso, as instalações subaquáticas para produção de hidrocarbonetos podem estar situadas em águas rasas ou profundas, e em todas as áreas geográficas, independentemente das condições ambientais serem favoráveis ou extremas.

[005] O conceito de uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos foi desenvolvido por diversos operadores em campo, com o objetivo de racionalizar a produção de hidrocarbonetos a partir de poços subaquáticos. Em suma, uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos faz parte de uma instalação complexa compreendendo uma instalação para produção subaquática de hidrocarbonetos e tubulações para o transporte de longa distância entre as instalações subaquáticas e as estruturas na superfície. A exploração de depósitos subaquáticos de petróleo e / ou gás ou multifásicos por meio de instalações subaquáticas para produção de hidrocarbonetos, que prevêem a extração e transporte do hidrocarboneto para a superfície ou para a costa, já está em curso há algum tempo, e espera-se que cresça no próximo futuro com instalações cada vez mais complexas destinadas a otimizarem os custos. Desenvolvimentos tecnológicos recentes em dispositivos subaquáticos adequados para operarem em grande profundidade e o grande interesse das companhias petrolíferas facilitaram a viabilidade de sistemas complexos, ampliaram o potencial das instalações de produção subaquáticas e possibilitaram a produção de instalações também contendo elementos ativos de processamento em água, de preferência dispostos no leito do corpo de água. Os principais processos de tratamento subaquático são: bombeamento monofásico ou multifásico, compressão e bombeamento do fluido gasoso; separação bifásica e trifásica, por exemplo, líquido / líquido, gás / líquido, sólido / líquido, óleo / água / gás; tratamento de hidrocarboneto, ou de depósitos, ou de água do mar, bombeamento e injeção de água ou gás no poço, e injeção de produtos químicos.

[006] Mais informações sobre o estado atual das instalações de produção e processamento de hidrocarbonetos estão disponíveis no documento OTC 24307 "STEPS TO THE SUBSPA ("ETAPAS PARA A FÁBRICA SUBAQUÁTICA"), de Rune Ramberg (Statoil), Simon R.H. Davies (Statoil), Hege Rognoe (Statoil), Ole Oekland Statoil).

[007] As instalações subaquáticas para produção de hidrocarbonetos frequentemente provêem, sem dúvida, inúmeras vantagens em comparação com as instalações de superfície, no entanto, sua construção, manutenção e controle envolvem conectar e possivelmente desconectar fluidamente os módulos de função da unidade de interconexão dentro do corpo de água, para que se possa fazer sua manutenção e / ou repará-los na superfície.

[008] Os sistemas de conexão para condutos em um corpo de água podem incluir tanto "dispositivos permanentes", em outras palavras, dispositivos, que tornam possível manter os dois condutos conectados e fazer a vedação, como "dispositivos temporários", em outras palavras, dispositivos auxiliares de VOR (Veículo Operado Remotamente), que permitem que as operações necessárias para a conexão sejam realizadas durante a fase de instalação e / ou de manutenção. Geralmente, os sistemas de conexão devem executar principalmente duas funções: - Recuperara distância que separa as extremidades livres dos dois condutos; - Vedar os dois condutos.

[009] Os documentos EP 0733843, US 4.648.626, US 4.720.124, US 4.561.662 e US 7.565.913 descrevem as soluções técnicas para a realização de pelo menos uma das duas funções. No entanto, nos documentos acima não existe a capacidade de criar um sistema de conexão que seja compacto, reversível e simples de usar.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[010] O objetivo da presente invenção é criar um sistema de conexão para conectar dois condutos em um corpo de água sem os inconvenientes do estado da técnica conhecida.

[011] Um sistema foi desenvolvido, de acordo com a presente invenção, para conectar dois condutos em um corpo de água, tal sistema de conexão compreendendo uma primeira estrutura tubular acoplada a um conduto e estendendo-se ao longo de um primeiro eixo longitudinal; uma segunda estrutura tubular, que está acoplada a outro conduto, estende-se ao longo de um segundo eixo longitudinal, e compreende um membro tubular e uma manga, a qual está acoplada telescopicamente ao membro tubular, e está voltada para a primeira estrutura tubular; e um conjunto de atuação compreendendo um dispositivo de translação bidirecional para deslocar seletivamente a manga para a frente e para trás, de modo a acoplar e desacoplar seletivamente uma porção de extremidade da manga e a primeira estrutura tubular, com o dispositivo de translação bidirecional compreendendo um mecanismo de parafuso / porca para deslizar seletivamente a manga em relação ao membro tubular em duas direções opostas, e paralelamente ao segundo eixo longitudinal.

[012] Deste modo, o dispositivo de translação bidirecional possibilita fazer a ligação entre os condutos a serem conectados, para acoplar a manga e a primeira estrutura tubular ou para desacoplar a manga e a primeira estrutura tubular, e para dispor as extremidades livres da manga e a primeira estrutura tubular a uma certa distância umas das outras.

[013] Deste modo, é possível criar um posicionamento controlado e micrométrico, criar forças de acoplamento elevadas, e evitar a reversibilidade indesejada do movimento através da aplicação de forças axiais à manga. Além disso, a reversibilidade é garantida pela atuação do atuador na direção oposta.

[014] Em particular, o dispositivo de translação bidirecional é montado apenas na segunda estrutura tubular. Desta forma, a atuação do dispositivo de translação bidirecional não requer nenhuma intervenção na primeira estrutura tubular.

[015] Em mais detalhes, o dispositivo de translação bidirecional compreende uma primeira estrutura integrada com o membro tubular, e uma segunda estrutura integrada com a manga e acoplada de modo deslizante à primeira estrutura, ao longo do segundo eixo longitudinal. Esta medida impede que a manga gire em relação ao membro tubular.

[016] Em particular, o mecanismo de parafuso / porca compreende uma manga roscada, que apresenta uma rosca externa, é coaxial e integrada com a manga, e define o parafuso do mecanismo de parafuso / porca; e um anel roscado, que apresenta uma rosca interna, se acopla com a manga roscada, e define a porca do mecanismo de parafuso / porca. Deste modo, as forças aplicadas à manga são uniformemente distribuídas em torno do segundo eixo longitudinal.

[017] Em particular, o atuador compreende uma roda sem fim integrada com o anel roscado em torno da manga roscada; um parafuso sem fim acoplado com a roda sem fim; e uma primeira interface mecânica integrada com uma extremidade livre do parafuso sem fim. Basicamente, o atuador é completamente mecânico e pode ser operado girando-se o anel roscado através de um VOR.

[018] Em geral, o conjunto de atuação compreende um primeiro dispositivo prendedor para vedar seletivamente o acoplamento entre a primeira estrutura tubular e a manga, e liberar o acoplamento entre a primeira estrutura tubular e a manga; e um segundo dispositivo prendedor para vedar seletivamente o acoplamento entre o membro tubular e a manga, e liberar o acoplamento entre o membro tubular e a manga. Deste modo, o acoplamento entre a primeira estrutura tubular e a manga, e o acoplamento entre a manga e o membro tubular, podem ser vedados e liberados. Em particular, o primeiro dispositivo prendedor é montado na segunda estrutura. O segundo dispositivo prendedor, em vez disso, fica posicionado na primeira estrutura.

[019] De acordo com uma forma de incorporação preferida, o dispositivo de translação bidirecional e os primeiro e segundo dispositivos prendedores podem ser operados seletivamente pelas respectivas interfaces mecânicas através de um VOR e por um equipamento auxiliar de instalação e atuação correspondente, em particular, com as interfaces mecânicas estando dispostas no mesmo lado do sistema de conexão, estando igualmente orientadas e próximas umas das outras. Desta forma, um VOR é capaz de transladar a manga e ativar os primeiro e segundo dispositivos prendedores a partir de uma única posição acima do sistema.

[020] Em particular, a primeira estrutura tubular e a manga estão configuradas para permitirem uma vedação reversível. No caso em questão, a primeira estrutura tubular e a manga possuem respectivos flanges, que estão configurados para ficarem dispostos em contato mútuo definindo uma protrusão anelar; o primeiro dispositivo prendedor compreende um anel prendedor, que apresenta uma cavidade anelar configurada para alojar a protrusão anelar; a protrusão anelar e a cavidade estão configuradas de modo a que a ação de fixação do anel prendedor na protrusão anelar gere uma força paralela aos primeiro e segundo eixos longitudinais, e forças radiais na direção dos primeiro e segundo eixos longitudinais.

[021] Em particular, o sistema de conexão compreende pelo menos uma primeira vedação anelar disposta entre a primeira estrutura tubular e a manga, que é comprimida por meio do primeiro dispositivo prendedor. Deste modo, a primeira vedação anelar pode ser vedada de uma maneira simples e reversível, após fazer o acoplamento entre a manga e a primeira estrutura tubular.

[022] Em particular, a manga e o membro tubular estão configurados para permitirem uma vedação reversível. De fato, o membro tubular e a manga estão configurados para formarem um interespaço entre o membro tubular e a manga e uma porção guia para a manga, com o membro tubular e a manga estando em contato mútuo e deslizante, o sistema de conexão compreendendo uma segunda vedação anelar alojada no interespaço, e a dita segunda vedação anelar sendo expandida por meio do segundo dispositivo prendedor.

[023] Em particular, o segundo dispositivo prendedor compreende uma transmissão em forma de cunha que se estende através do membro tubular e dentro do interespaço, e atua com o segundo dispositivo prendedor para transformar a compressão radial do dispositivo prendedor em uma compressão axial sobre a segunda vedação anelar, determinando uma expansão radial da segunda vedação anelar. De acordo com uma forma de incorporação particular, o sistema de conexão compreende pelo menos um primeiro membro de centralização integrado com a primeira estrutura tubular, e pelo menos um segundo membro de centralização integrado na manga, com os primeiro e segundo membros de centralização estando configurados para serem inseridos um no outro, e para alinharem os primeiro e segundo eixos longitudinais quando a manga é avançada em direção à primeira estrutura tubular.

[024] Deste modo, é possível alinhar os primeiro e segundo eixos longitudinais antes que a manga e a primeira estrutura tubular fiquem dispostas em contato mútuo e vedadas.

[025] Em particular, o sistema de conexão compreende pelo menos duas barras de ligação, cada uma conectada seletivamente às primeira e segunda estruturas tubulares, para impedirem que as primeira e segunda estruturas tubulares se distanciem durante o seu acoplamento.

[026] A presente invenção pode ser usada vantajosamente no setor de instalações subaquáticas para produção de hidrocarbonetos, do tipo compreendendo uma pluralidade de módulos de função, cada um deles compreendendo pelo menos um conduto para transportar fluidos; uma unidade de interconexão, configurada para interconectar os referidos módulos de função e compreendendo pelo menos outro conduto para transportar fluidos; e pelo menos um sistema de conexão para cada um dos módulos de função, para conectar os ditos condutos de uma maneira liberável. Deste modo, quando um módulo de função está disposto em uma determinada posição em relação ao módulo de interconexão, e a manga está voltada para a primeira estrutura tubular, é possível conectar fluidicamente os ditos condutos e, similarmente, desconectar esses mesmos condutos.

[027] Um outro objetivo da presente invenção é prover um método sem os inconvenientes dos métodos conhecidos.

[028] De acordo com a presente invenção, é provido um método para conectar dois condutos em um corpo de água, tal método compreendendo as etapas de: - Dispor uma primeira estrutura tubular voltada para uma segunda estrutura tubular, tal primeira estrutura sendo montada em um conduto e estendendo-se ao longo de um primeiro eixo longitudinal; dispor a segunda estrutura tubular, montada em um outro conduto, estendendo-se ao longo de um segundo eixo longitudinal e compreendendo um membro tubular; dispor uma manga, acoplada telescopicamente ao membro tubular; e - Deslocar seletivamente a manga para a frente ou para trás em relação ao membro tubular, de modo a acoplar ou desacoplar uma porção de extremidade da manga e a primeira estrutura tubular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[029] Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão claras a partir da seguinte descrição de formas de incorporação preferidas, com referência às figuras nos desenhos anexos, em que: - A figura 1 é uma vista esquemática em planta, com partes removidas para maior clareza, de uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos; - A figura 2 é uma vista em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe da instalação subaquática da figura 1, provida com um sistema de conexão para conectar dois condutos e feita de acordo com a presente invenção; - As figuras 3 e 4 são vistas em perspectiva, com partes em corte e com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do sistema de conexão da figura 2 em duas configurações operativas diferentes; - A figura 5 é uma vista em corte longitudinal, em uma escala ampliada e com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do sistema de conexão da figura 2 quando conectado; - A figura 6 é uma vista em perspectiva, em escala ampliada, com partes em corte e com partes removidas para maior clareza, de um detalhe adicional do sistema de conexão da figura 1 quando conectado; e - A figura 7 é uma vista em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, de uma forma de incorporação particular da presente invenção.

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[030] Uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos está indicada como um todo pelo número 1 na figura 1. A instalação 1 está disposta em um leito 2 de um corpo de água próximo de um poço subaquático ou de um campo de poço, não ilustrado nas figuras anexas, e compreende um conjunto 3 incluindo uma pluralidade de módulos de função 4, 5, 6 e 7 configurados para tratarem hidrocarbonetos ou fazerem operações relacionadas, tais como, por exemplo, tratamento de depósitos ou de água do mar, e uma unidade de interconexão 8, configurada para ficar disposta no leito 2 do corpo de água e para conectar os módulos de função 4, 5, 6 e 7 uns aos outros. Cada um dos módulos de função 4, 5, 6 e 7 compreende pelo menos um conduto 9 disposto no interior do módulo de função 4, 5 6 e 7, enquanto que a unidade de interconexão 8 compreende uma pluralidade de condutos 10 configurados para serem conectados fluidicamente aos condutos 9 de um dos módulos de função 4, 5, 6 e 7, e aos condutos de fornecimento e distribuição 11.

[031] Em mais detalhes, cada um dos módulos de função 4, 5, 6 e 7 aloja um respectivo aparelho para o tratamento de hidrocarbonetos ou para a realização de operações relacionadas ao tratamento de hidrocarbonetos. Na presente descrição, o termo aparelho indica qualquer um dos seguintes aparelhos, a título de exemplo: bomba multifásica (função: bombeamento multifásico); bomba de líquido; compressão de gás; separador líquido / líquido; separador de gás / líquido; separador sólido / água; trocador de calor; bomba de injeção de água; dispositivo de injeção química; dispositivo de tratamento de gás; dispositivo de tratamento de óleo; e dispositivo de tratamento de água. A unidade de interconexão 8 também compreende válvulas, não ilustradas na figura 1, que estão alojadas dentro da unidade de interconexão 8 para regularem o fluxo dos fluidos do processo.

[032] O módulo de interconexão 8 e cada módulo de função 4, 5, 6 e 7 são estruturados de modo a definirem um acoplamento mútuo, graças ao qual eles estão dispostos em uma posição espacial predefinida em que a extremidade livre de cada conduto 9 está voltada para uma extremidade livre de um conduto 10, para fazer a conexão fluídica entre os condutos 9 e 10.

[033] A instalação subaquática também compreende uma pluralidade de sistemas 12 para conectarem os condutos 9 e 10. Cada sistema de conexão 12 está montado em parte no módulo de interconexão 8, e em parte no módulo de função 4, 5, 6, 7.

[034] Com referência à figura 2, o sistema de conexão 12 para conectar os condutos 9 e 10 no corpo de água compreende uma estrutura tubular 13, acoplada ao conduto 10, estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal A1; e uma estrutura tubular 14, acoplada ao conduto 9, estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal A2, e compreendendo um membro tubular 15 e uma manga 16, que está acoplada telescopicamente ao membro tubular 15 e fica voltada para a estrutura tubular 13; e um conjunto de atuação 17 compreendendo um dispositivo de translação bidirecional 18 para inserir ou extrair seletivamente uma porção de extremidade da manga 16 na / da estrutura tubular 13.

[035] O dispositivo de translação bidirecional 18 compreende uma estrutura 19 integrada ao membro tubular 15; uma estrutura 20, integrada à manga 16 e acoplada de maneira deslizante à estrutura 19 ao longo do eixo longitudinal A2; e um atuador 21, para mover a manga 16 e a armação 20 em relação à estrutura 19 em duas direções opostas paralelamente ao eixo longitudinal A2.

[036] Em particular, e com referência às figuras 3 ou 4, o atuador 21 compreende um mecanismo de parafuso / porca 22 para fazer a translação da manga 16. No caso ilustrado em questão, o mecanismo de parafuso / porca 22 compreende uma manga roscada 23, que apresenta uma rosca externa, é coaxial e integrado à manga 16, e define o parafuso do mecanismo de parafuso / porca 22; e um anel 24, que apresenta uma rosca interna, se acopla com a manga roscada 23, é suportado de maneira rotativa pela estrutura 19, e define a porca do mecanismo de parafuso / porca 22. O atuador 21 compreende um parafuso sem fim 25; uma roda sem fim 26 para girar o anel 24 em torno da manga roscada 23, acoplando-se com o parafuso sem fim; e uma interface mecânica 27, integrada com a extremidade livre do parafuso sem fim 25. Em particular, o parafuso sem fim 25 é suportado de maneira rotativa pela estrutura 19, enquanto que a roda sem fim 26 está integrada com o anel 24. O atuador 21 é basicamente um atuador do tipo mecânico, operado através do giro da interface mecânica 27, por exemplo, com um VOR equipado para executar manipulações.

[037] De acordo com uma forma de incorporação que não está ilustrada nas figuras em anexo, o atuador mecânico compreendendo o parafuso sem fim e a roda sem fim é substituído por um atuador mecânico, compreendendo um rolete cônico operado por meio de um VOR e uma roda dentada cônica integrada com o anel.

[038] Com referência à figura 2, o dispositivo de atuação 17 compreende um dispositivo prendedor 28, para fixar seletivamente a estrutura tubular 13 elasticamente em torno da porção de extremidade da manga 16, e liberar a estrutura tubular 13 da porção de extremidade da manga 16; e um dispositivo prendedor 29, para fixar seletivamente o membro tubular 15 elasticamente em torno da manga 16 e liberar o membro tubular 15 da manga 16.

[039] O dispositivo prendedor 28 é suportado pela estrutura 20 e compreende um anel prendedor 30, configurado como um anel aberto, que pode ser fixado em torno da estrutura tubular 13; e um atuador 31 que, no caso em questão, é definido por um parafuso, e uma interface mecânica 32, que está integrada com uma extremidade livre do parafuso.

[040] O dispositivo prendedor 29 é suportado pela estrutura 19 e compreende um anel prendedor 33, configurado como um anel aberto e que pode ser fixado em torno da estrutura tubular 14; um atuador 34 que, no caso em questão, compreende um parafuso que fecha o anel prendedor 33, e uma interface mecânica 35, integrada com uma extremidade livre do parafuso.

[041] As interfaces mecânicas 27, 32 e 35 são idênticas e podem ser operadas por meio de um mesmo aparelho de manipulação auxiliar pilotado pelo próprio VOR, não ilustrado nas figuras em anexo. Além disso, as interfaces mecânicas 27, 32 e 35 estão dispostas no mesmo lado do sistema de conexão 12, estando igualmente orientadas e próximas uma da outra, para facilitar as operações de manipulação com o VOR, não ilustrado nas figuras em anexo, e para otimizar a integração do sistema de conexão com os módulos nos quais ele está montado.

[042] Com referência à figura 5, a estrutura tubular 13 compreende um flange 36, e a manga 16 compreende um flange 37 configurado para ficar disposto em contato com o flange 36. Os flanges 36 e 37, em contato mútuo, definem uma protrusão de formato cilíndrico, e o anel prendedor 30 apresenta uma cavidade de alojamento para a protrusão que é complementar à protrusão, com a protrusão e a cavidade estando configuradas de modo a que o fechamento do anel prendedor 30 gere uma força paralela aos primeiro e segundo eixos longitudinais A1 e A2, e forças radiais em direção aos primeiro e segundo eixos longitudinais A1 e A2.

[043] A porção de extremidade da manga 16 está configurada para formar um interespaço entre a estrutura tubular 13 e a própria porção, quando disposta no interior da estrutura tubular 13. O sistema de conexão 12 (figura 1) compreende uma vedação anelar 38 alojada no interespaço e nivelada com os flanges 36 e 37.

[044] Com referência à figura 6, o membro tubular 15 e a manga 16 estão configurados para formarem um interespaço com a manga 16 e uma porção guia para a manga 16, com o membro tubular 15 e a manga 16 ficando em contato mútuo. O sistema de conexão 12 compreende uma vedação anelar 39 alojada no interespaço e nivelada com o anel prendedor 33.

[045] Com referência à figura 5, o dispositivo prendedor 29 está configurado para expandir a vedação anelar 39 e vedar o acoplamento entre o membro tubular 15 e a manga 16. Para este propósito, o dispositivo prendedor 29 compreende uma transmissão em formato de cunha 40, que fica disposta em parte fora do membro tubular 15 e em parte dentro do membro tubular 15, se estende através de aberturas formadas no membro tubular 15, e está configurada para transformar a compressão axial do anel prendedor 33 em uma expansão radial da vedação anelar 39.

[046] De acordo com uma variação, não ilustrada na presente invenção, o dispositivo prendedor compreende um sistema de tensão com barras de ligação controladas por uma chave do tipo de encanador, que substitui o sistema de tensão em cunha.

[047] Com referência à figura 2, o sistema de conexão 12 compreende pelo menos um membro de centralização 41 integrado com a estrutura tubular 13; e pelo menos um membro de centralização 42 integrado com a manga 16. Os membros de centralização 41 e 42 estão configurados para interpenetrarem mutuamente um ao outro por meio de pelo menos um acoplamento, para alinharem os eixos longitudinais A1 e A2 quando a manga 16 é avançada em direção à primeira estrutura tubular 13. No caso ilustrado em questão, o sistema de conexão 12 compreende uma estrutura 43 integrada com a estrutura tubular 13, suportando uma pluralidade de membros de centralização 41 dispostos em torno da estrutura tubular 13, com a estrutura 20 suportando uma pluralidade de membros de centralização 42 configurados para serem acoplados com respectivos membros de centralização 41.

[048] Com referência à forma de incorporação da figura 7, o sistema de conexão 12 compreende duas barras de ligação 44, cada uma delas engatada à estrutura tubular 13 e à estrutura tubular 14. Em particular, niveladas com suas extremidades opostas, cada barra de ligação apresenta dois cabeçotes articulados 45. Cada barra de ligação 44 possui um comprimento variável e, no caso em questão, está ilustrada como um cilindro hidráulico compreendendo um cilindro de ação dupla 46 e uma haste 47.

[049] Para permitir que as barras de ligação 44 se engatem com as estruturas tubulares 13 a 14, estas últimas apresentam respectivos ganchos 48 e 49 que, no caso em questão, são formados nas estruturas 19 e 42, respectivamente.

[050] As barras de ligação 44 estão dispostas nos assentos formados pelos ganchos 48 e 49, e servem para evitar que as estruturas tubulares se distanciem durante a fase de acoplamento entre as estruturas tubulares 13 e 14. Um VOR, não ilustrado nas figuras em anexo, apresenta um manipulador configurado para dispor as barras de ligação 44 nos respectivos assentos dos ganchos 48 e 49, e uma alimentação hidráulica para operar os cilindros 46 para regular o comprimento das barras de ligação 44.

[051] Durante a fase de acoplamento entre as estruturas tubulares 13 e 14, a centralização, que ocorre pelo deslizamento relativo entre superfícies inclinadas, gera forças que tenderiam a distanciar as estruturas tubulares 13 e 14 e sobrecarregar o mecanismo de parafuso / porca 22 (figuras 3 e 4). Consequentemente, as barras de ligação 44 servem para impedir que as estruturas tubulares 13 e 14 fiquem espaçadas e sobrecarreguem o mecanismo de parafuso / porca 22.

[052] Finalmente, está claro que podem ser feitas variações na presente invenção, em relação à forma de incorporação descrita com referência às figuras anexas, sem ir além do escopo de proteção das reivindicações anexas.

[053] No exemplo descrito, o sistema de conexão para conectar dois condutos em um corpo de água faz referência a uma instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos, entendendo-se que o sistema de conexão e o método reivindicado também podem ser usados no contexto subaquático na área de petróleo e gás.

Claims (23)

1. Sistema de conexão para conectar dois condutos em um corpo de água, o sistema de conexão (12) compreendendo uma primeira estrutura tubular (13), acoplada a um conduto (10) e estendendo-se ao longo de um primeiro eixo longitudinal (A1); uma segunda estrutura tubular (14), acoplada a outro conduto (9) e estendendo-se ao longo de um segundo eixo longitudinal (A2), compreendendo um membro tubular (15) e uma manga (16) acoplada telescopicamente ao membro tubular (15), e voltada para a primeira estrutura tubular (13); e um conjunto de atuação (17), compreendendo um dispositivo de translação bidirecional (18) para deslocar seletivamente a manga (16) para frente ou para trás, de modo a acoplar seletivamente ou respectivamente desacoplar uma porção de extremidade da manga (16) e a primeira estrutura tubular (13), caracterizado por o dispositivo de translação bidirecional (18) compreender um atuador (21), que compreende um mecanismo de parafuso/porca (22) para deslizar seletivamente a manga (16) em relação ao membro tubular (15) em duas direções opostas e paralelamente ao segundo eixo longitudinal (A2).

2. Sistema de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dispositivo de translação bidirecional (18) ser montado somente na segunda estrutura tubular (14).

3. Sistema de conexão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo de translação bidirecional (18) compreender uma primeira estrutura (19), integrada com o membro tubular (15); e uma segunda estrutura (20), integrada com a manga (16) e acoplada de modo deslizante à primeira estrutura (19) ao longo do segundo eixo longitudinal (A2).

4. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o mecanismo de parafuso/porca (22) compreender uma manga roscada (23), que apresenta uma rosca externa, é coaxial e integrada à manga (16), e define o parafuso do mecanismo de parafuso/porca (22); e um anel roscado (24), que apresenta uma rosca interna, se acopla com a manga roscada (23), e define a porca do mecanismo de parafuso/porca (22).

5. Sistema de conexão, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o atuador (21) compreender uma roda sem fim (26) integrada com o anel roscado (24); um parafuso sem fim (25); e uma primeira interface mecânica (27) integrada com uma extremidade livre do parafuso sem fim (25).

6. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o conjunto de atuação (17) compreender um primeiro dispositivo prendedor (28), para vedar seletivamente o acoplamento entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16), e liberar o acoplamento entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16); e um segundo dispositivo prendedor (29), para vedar seletivamente o acoplamento entre o membro tubular (15) e a manga (16), e liberar o acoplamento entre o membro tubular (15) e a manga (16).

7. Sistema de conexão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dispositivo de translação bidirecional (18) e os primeiro e segundo dispositivos prendedores (28, 29) serem seletivamente atuados por meio das respectivas primeira, segunda e terceira interfaces mecânicas (27, 32, 35) por meio de um VOR com, em particular, as primeira, segunda e terceira interfaces mecânicas (27, 32, 35) estando dispostas no mesmo lado do sistema de conexão (12), estando igualmente orientadas e próximas umas das outras.

8. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16) apresentarem respectivos flanges (36, 37), configurados para ficarem dispostos em contato mútuo e definirem uma protrusão anelar; com o primeiro dispositivo prendedor (28) compreendendo um anel prendedor (30), apresentando uma cavidade anelar que está configurada para alojar a protrusão anelar; e com a protrusão anelar e a cavidade estando configuradas de modo a que a ação de fixação do anel prendedor (30) na protrusão anelar gere uma força paralela aos primeiro e segundo eixos longitudinais (A1, A2), e forças radiais na direção dos primeiro e segundo eixos longitudinais (A1, A2).

9. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado por compreender pelo menos uma primeira junta anelar (38), disposta entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16), que é comprimida pelo primeiro dispositivo prendedor (28).

10. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado por o membro tubular (15) e a manga (16) estarem configurados para formarem um interespaço entre o membro tubular (15) e a manga (16), e uma porção guia para a manga (16), com o membro tubular (15) e a manga (16) estando em contato mútuo e deslizante; com o sistema de conexão (12) compreendendo uma segunda vedação anelar (39) alojada no interespaço; a dita segunda vedação anelar (39) sendo expandida por meio do segundo dispositivo prendedor (29).

11. Sistema de conexão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o segundo dispositivo prendedor (29) compreender uma transmissão em formato de cunha (40), que se estende através do membro tubular (15) e no interespaço, e transforma a compressão radial em uma compressão axial sobre a segunda vedação anelar (39), determinando uma expansão radial da segunda vedação anelar (39).

12. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema de conexão (12) compreender pelo menos um primeiro membro de centralização (41) integrado com a primeira estrutura tubular (13); e pelo menos um segundo membro de centralização (42) integrado com a manga (16); com os primeiro e segundo membros de centralização (41, 42) estando configurados para serem inseridos um no outro, para alinharem os primeiro e segundo eixos longitudinais (A1, A2) quando a manga (16) é avançada em direção à primeira estrutura tubular (13).

13. Sistema de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos duas barras de ligação (44), cada uma conectada seletivamente às primeira e segunda estruturas tubulares (13, 14), para impedirem que a primeira e segunda estruturas tubulares (13, 14) se distanciem durante o seu acoplamento.

14. Instalação subaquática para produção de hidrocarbonetos, a instalação (1) sendo caracterizada por compreender uma pluralidade de módulos de função (4, 5, 6, 7) compreendendo, cada um, pelo menos um conduto (9) para transportar fluidos; uma unidade de interconexão (8), configurada para interconectar os ditos módulos de função, e compreendendo pelo menos um conduto (10) para transportar fluidos; e pelo menos um sistema de conexão (12) para cada um dos módulos de função (4, 5, 6, 7), para conectar os ditos condutos (9, 10) de maneira liberável, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações anteriores.

15. Método para conectar dois condutos em um corpo de água, por meio de um sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, o método sendo caracterizado por compreender as etapas de: - dispor uma primeira estrutura tubular (13) frente a frente, acoplada a um conduto (10), estendendo-se ao longo de um primeiro eixo longitudinal (A1), e dispor uma segunda estrutura tubular (14) acoplada a outro conduto (9), estendendo-se ao longo de um segundo eixo longitudinal (A2), e compreendendo um membro tubular (15) e uma manga (16) que é acoplada telescopicamente ao membro tubular (15); e - deslocar seletivamente a manga (16) para a frente ou para trás em relação ao membro tubular (5), de modo a acoplar seletivamente ou respectivamente desacoplar uma porção de extremidade da manga (16) e a primeira estrutura tubular (13).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender a etapa de guiar a manga (16) por meio de uma primeira e de uma segunda estrutura (19, 20), respectivamente integradas com o membro tubular (15) e com a manga (16) e acopladas de modo deslizante uma à outra ao longo do segundo eixo longitudinal (A2).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado por compreender a etapa de vedar seletivamente o acoplamento entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16), e liberar a vedação do acoplamento entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16).

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 17, caracterizado por compreender a etapa de selar seletivamente o acoplamento entre o membro tubular (15) e a manga (16), e liberar a vedação do acoplamento entre o membro tubular (15) e a manga (16).

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 18, caracterizado por compreender uma interface mecânica (27), para controlar a translação da manga (16) em relação ao membro tubular (15); uma interface mecânica (32), para controlar a vedação entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16); e uma interface mecânica (35), para controlar a vedação entre o membro tubular (15) e a manga (16).

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 19, caracterizado por compreender a etapa de comprimir uma primeira vedação anelar (38) alojada entre a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16), quando elas são acopladas.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 20, caracterizado por compreender a etapa de comprimir uma segunda vedação anelar (39), para determinar uma expansão radial da segunda vedação anelar (39) alojada em um interespaço entre o membro tubular (15) e a manga (16).

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 21, caracterizado por compreender a etapa de alinhar a primeira estrutura tubular (13) e a manga (16), para fazer os primeiro e segundo eixos longitudinais (A1, A2) coincidirem, por meio de pelo menos um primeiro membro de centralização (41) integrado com a primeira estrutura tubular (13); e compreender pelo menos um segundo membro de centralização (42) integrado com a manga (16).

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 22, caracterizado por compreender a etapa de conectar as primeira e segunda estruturas tubulares (13, 14) por meio de pelo menos duas barras de ligação (44), para impedir que as primeira e segunda estruturas tubulares (13, 14) se distanciem durante o seu acoplamento.

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