BR112019008272B1

BR112019008272B1 - Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para rov

Info

Publication number: BR112019008272B1
Application number: BR112019008272-7A
Authority: BR
Inventors: Mark Alan Johnson
Original assignee: Fmc Technologies, Inc
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2022-09-06
Also published as: US10774620B2; BR112019008272A2; EP3529454A1; EP3529454B1; WO2018080421A1; US20190330960A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de painel de controle submarino para ROV (100) compreendendo um corpo de painel de controle submarino (102) tendo um orifício de fluxo (102A) que é adaptado para receber um fluido, um alojamento (104) que é operativamente acoplado ao corpo de painel de controle submarino (102), e ao menos uma entrada / saída de fluido (104A / 104B) definida no alojamento (104). O dispositivo (100) também inclui uma válvula de isolamento (103) que é ao menos parcialmente posicionada dentro do alojamento (104), onde a válvula de isolamento (103) é adaptada para, quando atuada, estabelecer comunicação de fluido entre o orifício (102A) do corpo de painel de controle submarino (102) e ao menos uma entrada / saída de fluido (104A / 104B) e ao menos um sensor (114) posicionado ao menos parcialmente dentro do alojamento (104), onde o sensor (114) é adaptado para detectar um parâmetro do fluido.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] O presente assunto descrito geralmente refere-se ao campo de ROVs (Veículos Operados Remotamente) e ao uso de tais ROVs em aplicações submarinas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Com referência à Figura 1, a produção de hidrocarbonetos (petróleo e/ou gás) a partir de poços submarinos de petróleo/gás envolve tipicamente o posicionamento de vários itens de equipamento de produção 18, 20, por exemplo, árvores de Natal, coletores, dutos, tábuas de deslizamento de linha de fluxo, terminações de extremidade de dutos (PLETs), etc. no fundo do mar 16. As tábuas de deslizamento de linha de fluxo ou segmentos curtos de tubo flexível 22 são normalmente acopladas a estes vários itens de equipamento 18, 20 de modo a permitir que os hidrocarbonetos produzidos fluam entre esses equipamentos de produção com o objetivo final de obter os fluidos de hidrocarbonetos produzidos para um ponto final desejado, por exemplo, uma embarcação ou estrutura de superfície, uma instalação de armazenamento em terra ou tubulação, etc. Os segmentos curtos de tubo flexível podem ser usadas para conectar as cabeças de poço individuais a um coletor central. Em outros casos, as linhas relativamente flexíveis podem ser empregadas para conectar alguns dos itens de equipamentos submarinos entre si. O termo genérico “linha de fluxo” será usado ao longo deste pedido para se referir a qualquer tipo de linha através da qual fluidos contendo hidrocarbonetos podem ser produzidos a partir de um poço submarino.

[003] Um desafio enfrentado pelas operações de petróleo e gás no mar envolve assegurar que as tábuas de deslizamento de linha de fluxo e os caminhos de fluxo de fluido dentro do equipamento submarino permaneçam abertos para que o fluido de produção possa continuar a ser produzido. Os fluidos com hidrocarbonetos produzidos compreenderão tipicamente uma mistura de óleo bruto, água, gases hidrocarbonetos leves (tal como metano), e outros gases tais como sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono. Em alguns casos, materiais sólidos ou detritos, tal como areia, pequenas pedras, incrustações ou ferrugem, etc., podem ser misturados com o fluido de produção à medida que o produto passa pela linha de fluxo. O mesmo desafio se aplica a outras linhas de fluxo submarinas e caminhos de fluxo de fluido usados para atividades relacionadas à produção de hidrocarbonetos. Essas outras linhas de fluxo e caminhos de fluxo poderiam ser usados para, por exemplo, atender o sistema de produção submarina (linhas de serviço), para injetar água, gás ou outra mistura de fluidos em poços submarinos (linhas de injeção) ou para transportar outros fluidos, ou linhas de controle hidráulico que operam equipamentos que entram em contato direto com fluidos de produção e causam uma potencial contaminação de fluidos de controle (linhas de controle) que as barreiras de vedação deveriam degradar.

[004] Os problemas encontrados na produção de fluidos com hidrocarbonetos de poços submarinos são frequentemente multifacetados onde o bloqueio pode se formar em uma linha de fluxo submarina ou em uma parte de equipamento submarino a partir de uma variedade de causas desde a formação de hidratos até a coagulação ou precipitação de subprodutos a partir de diferentes fluidos que entram em contato entre si. Em alguns casos, o bloqueio pode bloquear completamente as passagens (linhas de fluxo ou linhas de controle/serviço), enquanto em outros casos, há apenas bloqueio parcial na linha de fluxo/equipamento que, portanto, degrada o desempenho ou a taxa de transferência. No entanto, como aqui utilizado, o termo “bloqueio” deve ser entendido como bloqueio completo ou parcial de um caminho de passagem. Por exemplo, os materiais sólidos arrastados nos fluidos produzidos podem ser depositados durante as interrupções temporárias da produção, e os detritos arrastados podem assentar de modo a formar a totalidade ou parte de um bloqueio em uma linha de fluxo ou item de equipamento de produção. Como outro exemplo, as reações químicas entre dois fluidos (normalmente separados) podem resultar em um precipitado ou subproduto indesejado que poderia criar um bloqueio.

[005] Em geral, os hidratos podem se formar sob condições apropriadas de alta pressão e baixa temperatura. Como uma regra geral, os hidratos podem formar a uma pressão superior a aproximadamente 0,47 MPa (aproximadamente 1000 psi) e uma temperatura inferior a aproximadamente 21° C (aproximadamente 70° F), embora estes números possam variar dependendo da aplicação particular e da composição do fluido de produção. Poços submarinos de petróleo e gás que estão localizados em profundidades de água maiores do que algumas centenas de pés ou localizados em ambientes frios, são tipicamente expostos à água que está a uma temperatura de menos de 21° C (aproximadamente 70° F) e, em algumas situações, a água circundante pode estar apenas alguns graus acima do ponto de congelamento. Embora o fluido com hidrocarbonetos produzido seja relativamente quente, uma vez que inicialmente sai da cabeça do poço, à medida que ele flui através dos equipamentos de produção submarina e pelas linhas de fluxo, a água circundante resfriará o fluido produzido. Mais especificamente, os fluidos com hidrocarbonetos produzidos resfriarão rapidamente quando o fluxo é interrompido durante qualquer período de tempo, tal como por uma interrupção temporária da produção. Se o fluido de produção for resfriado abaixo da temperatura de formação de hidrato para o fluido de produção e a pressão estiver acima da pressão de formação de hidrato para o fluido de produção, hidratos podem se formar no fluido produzido que, por sua vez, pode formar um bloqueio que pode bloquear os caminhos de fluxo de fluido de produção através das linhas de fluxo de produção e/ou do equipamento de produção. É claro que as condições precisas para a formação de hidratos, por exemplo, a combinação certa de baixa temperatura e alta pressão, são uma função, entre outras coisas, da composição gás-água no fluido de produção que pode variar de poço para poço. Quando tal bloqueio se forma em uma linha de fluxo ou em parte de um equipamento de produção, seja um bloqueio de hidrato ou um bloqueio de detritos ou uma combinação de ambos, ele deve ser removido para que as atividades normais de produção possam ser retomadas.

[006] Quando um bloqueio de hidrato se forma na linha de fluxo 22 ou no equipamento de produção 18, 20, o único recurso é fazer um ou mais de (1) reduzir a pressão em um (ou ambos os lados) lado da restrição de bloqueio de hidrato; (2) aquecer o equipamento circundante; e/ou (3) introduzir produtos químicos para alterar as propriedades da fase para derreter o bloqueio de hidrato de modo a reabrir a linha de fluxo ou equipamento. Essas tarefas de remediação de hidratos costumam ser demoradas e, dependendo de onde o bloqueio de hidrato se forma, pode ser mais problemático removê-lo. O processo de remediação também exige um alto grau de integridade de pressão, isto é, assegurando a ausência de fontes de caminho de vazamento pequenas espúrias ou estranhas associadas com hardware de intervenção e dutos. Caso contrário, diagnosticar e monitorar as alterações desejadas e taxas na pressão, temperatura, taxas de tratamento químico, e evitar a entrada de água ou outras fontes contaminadoras podem dificultar ou impedir tentativas de remoção do bloqueio. Com referência à Figura 1, as atividades de remediação de hidratos envolvem frequentemente o uso de uma embarcação de superfície 12 que está localizada na superfície 14 da água, um ROV (Veículo Operado Remotamente) 30 que é operativamente acoplado à embarcação 12 através de uma linha representada esquematicamente 24 para permitir que um operador na embarcação 12 controle o ROV 30. Neste exemplo, uma tábua de deslizamento de remediação de hidrato 32 é acoplada ao ROV 30. Em alguns casos, a tábua de deslizamento de remediação de hidrato 32 pode incluir vários sensores (por exemplo, pressão, temperatura, etc.), bombas, válvulas e similares, de modo a permitir o desempenho de uma ou mais das atividades de remediação de hidratos descritas acima. Em alguns casos, a tábua de deslizamento de remediação de hidrato 32 pode também conter o seu próprio fornecimento de produtos químicos, por exemplo, metanol, para ser injetado na linha de fluxo/equipamento. O ROV 30 também inclui um braço robótico representado simplisticamente 31 e um acoplamento hidráulico submarino 40 para ROV representado esquematicamente que é acoplado ao ROV 30 por meio de uma amarra ou umbilical 44. Em algumas aplicações, o acoplamento hidráulico submarino 40 também pode incluir uma válvula de isolamento manualmente atuada 43 representada esquematicamente que pode ser atuada mecanicamente pela utilização do braço robótico 31. Ver, por exemplo, Patente US No. 6.009.950 e Publicação de Patente US 20130334448. Em geral, durante várias atividades de remediação de hidratos, a extremidade 42 do acoplamento hidráulico submarino 40 pode ser inserida em qualquer de uma pluralidade de pontos de acesso simplisticamente representados 23 nas tábuas de deslizamento de linha de fluxo 22 e/ou no equipamento 18, 20 de modo que certas atividades possam ser realizadas. Por exemplo, os produtos químicos podem ser injetados nas tábuas de deslizamento de linha de fluxo 22 e/ou no equipamento 18, 20 através do acoplamento hidráulico submarino 40 utilizando o equipamento na tábua de deslizamento de remediação de hidratos 32. Como outro exemplo, o fluido de produção e/ou componentes sublimados do bloqueio de hidratos podem ser retirados das tábuas de deslizamento de linha de fluxo 22 e/ou do equipamento 18, 20 através do acoplamento hidráulico submarino 40 utilizando o equipamento na tábua de deslizamento de remediação de hidratos 32.

[007] Em qualquer caso, quando a produção é perdida devido à formação de um bloqueio de hidratos, o fluxo de receita do operador é reduzido e a única opção pode ser sangramento à jusante do bloqueio de hidratos para uma pressão que é menor do que a pressão de formação de hidratos. Em alguns casos, isso significa que uma grande parte da infraestrutura do equipamento deve ser fechada e os hidrocarbonetos ventilados para que o bloqueio de hidratos possa sublimar lentamente a partir do lado de despressurização do bloqueio. Eventualmente, o bloqueio derrete uma quantidade suficiente de modo a liberar-se dos lados do orifício na linha de fluxo/equipamento. Nesse ponto, a pressão mais alta presa atrás da parte restante do bloqueio pode enviar todo ou parte do bloqueio ao longo do orifício na linha de fluxo/equipamento até que ele possa ser parado e deixado derreter pelo resto do caminho. Alguns bloqueios de hidratos podem ser de massa suficiente para que, quando são inicialmente “liberados”, eles possam viajar a velocidades que possam representar um problema no que se refere ao dano da linha de fluxo/equipamento à jusante atingido pelo bloqueio liberado.

[008] Em alguns casos, o processo de remediação do hidrato pode envolver o sangramento da pressão no lado a montante do bloqueio até o momento em que haja um vácuo (ou pressão menor abaixo da pressão de formação de hidratos) no orifício da linha de fluxo/equipamento no lado a montante do bloqueio. À medida que o bloqueio de hidratos derrete, ele sublima de volta a seus constituintes de água e gás natural, desse modo lentamente reconstruindo a pressão no lado a montante do bloqueio. O equipamento de remediação, por exemplo, o equipamento na tábua de deslizamento de remediação de hidratos 32, é então usado para remover, através do acoplamento hidráulico submarino 40, os constituintes sublimados do bloqueio para manter o ambiente de pressão mais baixa no lado a montante do bloqueio de modo que o processo de fusão continua. No entanto, este processo de extração contínuo tem sua parcela de problemas técnicos à medida que os fluidos/gases são retirados e a pressão é mantida abaixo da pressão de formação de hidratos.

[009] Em geral, o equipamento de remediação de hidratos na tábua de deslizamento de remediação de hidratos 32 é um tanto removido ao longo da distância do ponto de acesso 23 nas linhas de fluxo 22 e/ou no equipamento 18, 20 que contém o bloqueio de hidratos. Por exemplo, em algumas aplicações, o umbilical entre 44 entre o acoplamento hidráulico submarino 40 pode ter aproximadamente 2 a 3 metros de comprimento. Na prática, o umbilical 44 pode compreender uma pluralidade de comprimentos de mangueira flexível que são acoplados em conjunto utilizando várias conexões de modo a estabelecer um duto impermeável ao fluido através da qual os líquidos podem fluir. Assim, à medida que o comprimento do umbilical 44 aumenta, há mais potenciais locais de vazamentos nas várias conexões de mangueira que são usadas para fazer a compensação entre o acoplamento hidráulico submarino 40 e a tábua de deslizamento de remediação 32, o que aumenta a probabilidade de colocar mais força mecânica nessas conexões à medida que as operações ocorrem, possivelmente afrouxando essas conexões. Exemplos de potenciais fontes de vazamento incluem, mas não estão limitadas a, vazamento em torno do hardware/encanamento interno da tábua de deslizamento de remediação, vazamento ao redor das vedações internas dentro de seu equipamento de bombeamento e vazamento no local da conexão ao próprio ponto de acesso do acoplamento hidráulico submarino para ROV 40, etc. Especificamente identificar quando os vazamentos ocorrem e onde os locais de vazamento estão localizados no hardware da tábua de deslizamento de remediação geral 32 e/ou no umbilical 44 em tempo real e determinar a taxa de vazamento (assim como os aumentos ou diminuições na taxa de vazamento) também pode ser problemático. A localização das bombas, da tubulação de hardware e do hardware do poço na tábua de deslizamento de remediação 32, que pode estar posicionados relativamente longe do ponto de acesso, pode reduzir a eficiência de extração e prolongar a duração das atividades do processo de remediação. Por exemplo, no caso em que o fluido de produção é removido das linhas de fluxo 22 e/ou do equipamento 18, 20 através do acoplamento hidráulico submarino 40 de modo a criar uma pressão relativamente baixa em um lado do bloqueio, o vazamento no umbilical 44 pode resultar em água proveniente do ambiente circundante entrando no umbilical 44 se a pressão hidrostática for maior do que a pressão reduzida no umbilical 44. Além disso, uma vez que os medidores ou sensores que são usados para monitorar e registrar as condições durante as atividades de remediação de hidratos estão localizados na tábua de deslizamento de remediação 32, as leituras obtidas por estes medidores ou sensores podem não refletir com precisão as condições reais do processo no bloqueio de hidratos ou perto dele ou dentro das linhas de fluxo 22 e/ou do equipamento 18, 20 devido a uma variedade de fatores, tais como expansão do umbilical 44, as perdas por atrito do fluxo de fluido e o posterior resfriamento do fluido no umbilical 44 (devido ao ambiente frio da água do mar) à medida que ele viaja do ponto de acesso 23 para a tábua de deslizamento de remediação 32, dificultando o monitoramento da sublimação de hidratos.

[010] O presente pedido é direcionado para um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado e métodos de utilização de um acoplamento hidráulico submarino para ROV que pode eliminar ou pelo menos minimizar alguns dos problemas mencionados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] A seguir é apresentado um sumário simplificado do assunto aqui descrito, a fim de fornecer um entendimento básico de alguns aspectos das informações aqui estabelecidas. Este sumário não é uma visão completa do assunto descrito. Não é destinado a identificar elementos chave ou críticos do assunto descrito ou delinear o escopo de várias modalidades aqui descritas. Seu único objetivo é apresentar alguns conceitos de forma simplificada como um prelúdio para a descrição mais detalhada que será discutida posteriormente.

[012] O presente pedido é geralmente direcionado a um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado. Em um exemplo, o acoplamento hidráulico submarino para ROV compreende, entre outras coisas, um corpo de acoplamento hidráulico submarino tendo um orifício de fluxo que é adaptado para receber um fluido, um alojamento que é operativamente acoplado ao corpo do acoplamento hidráulico submarino, e pelo menos uma entrada/saída de fluido definida no alojamento. Neste exemplo ilustrativo, o dispositivo também inclui uma válvula de isolamento que é pelo menos parcialmente posicionada dentro do alojamento onde a válvula de isolamento é adaptada para, quando acionada, estabelecer comunicação de fluido entre o orifício do corpo do acoplamento hidráulico submarino e a pelo menos uma entrada/saída de fluido e pelo menos um sensor posicionado pelo menos parcialmente dentro do alojamento em que o sensor está adaptado para detectar um parâmetro do fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] Certos aspectos do assunto presentemente descrito serão descritos com referência aos desenhos em anexo, que são representativos e esquemáticos por natureza e não são considerados como limitantes em qualquer aspecto no que se refere ao escopo do assunto aqui descrito:

[014] A Figura 1 ilustra uma tábua de deslizamento de remediação de hidratos montada em ROV ilustrativa da arte anterior e um acoplamento hidráulico submarino para ROV da técnica anterior utilizados na realização de atividades de remedição de hidratos.

[015] A Figura 2A é uma vista em perspectiva de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito.

[016] A Figura 2B contém vistas de topo, de lado e extremidade de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito.

[017] A Figura 2C é uma vista transversal de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito, tomada onde indicado na Figura 2B.

[018] A Figura 2D é outra vista transversal de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito, tomada onde indicado na Figura 2B.

[019] A Figura 2E é outra vista transversal de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito, tomada onde indicado na Figura 2B.

[020] A Figura 2F é outra vista transversal de uma modalidade ilustrativa de um único acoplamento hidráulico submarino para ROV com pelo menos um sensor integrado aqui descrito, tomada onde indicado na Figura 2B.

[021] Embora o assunto aqui descrito seja susceptível a várias modificações e formas alternativas, as modalidades específicas foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e são aqui descritas em detalhes. Devese entender, no entanto, que a descrição aqui fornecida de modalidades específicas não é destinada a limitar o assunto descrito às formas particulares descritas, mas, ao contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que se enquadram dentro do espírito e escopo do assunto descrito como definido pelas reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[022] Várias modalidades ilustrativas do assunto descrito são descritas abaixo. No interesse de clareza, nem todos os recursos de uma implementação real são descritos nesta especificação. Naturalmente, será apreciado que, no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, várias decisões específicas de implementação devem ser feitas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a compatibilidade com as restrições relacionadas ao sistema e aos negócios, que variarão de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas nunca seria uma tarefa de rotina para técnicos no assunto que têm o benefício desta descrição.

[023] O presente assunto será agora descrito com referência às figuras em anexo. Várias estruturas, sistemas e dispositivos são esquematicamente representados nos desenhos apenas para fins de explicação e de modo a não obscurecer a presente descrição com detalhes que são bem conhecidos dos técnicos no assunto. No entanto, os desenhos em anexo são incluídos para descrever e explicar exemplos ilustrativos da presente descrição. As palavras e frases usadas aqui devem ser entendidas e interpretadas para ter um significado consistente com a compreensão dessas palavras e frases pelos técnicos no assunto relevante. Nenhuma definição especial de um termo ou frase, isto é, uma definição que é diferente do significado normal e comum como entendido pelos técnicos no assunto, está implícito no uso consistente do termo ou da frase aqui contida. Na medida em que um termo ou frase é destinado a ter um significado especial, isto é, um significado que não aquele entendido pelos técnicos no assunto, tal definição especial será expressamente estabelecida na especificação de uma maneira definida que direta e inequivocamente fornece a definição especial para o termo ou frase.

[024] Um exemplo ilustrativo de um novo acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 com pelo menos um sensor integrado aqui descrito será agora descrito com referência aos desenhos em anexo. Em uma modalidade ilustrativa, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 compreende um corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 tendo um orifício de fluxo de fluido 102A, um corpo de válvula 103 e alojamento de atuador 104 que é operativamente acoplado ao corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 e a um manípulo de ROV 101. Uma capa final 105 é acoplada de modo removível ao alojamento principal 104 por uma pluralidade de fixadores roscados. Como mostrado, por exemplo, nas Figuras 2A e 2E, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 compreende ainda pelo menos uma entrada/saída de fluido ilustrativa 104A/104B definida no alojamento 104. Em geral, o corpo ou sonda de acoplamento hidráulico submarino 102 pode ser inserido em um ponto de acesso em uma linha de fluxo ou item de equipamento, de forma que os fluidos possam ser injetados ou removidos da linha de fluxo ou do equipamento, conforme necessário. Em um exemplo ilustrativo, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode ser particularmente útil ao executar atividades de remediação de hidratos em linhas de fluxo submarinas e/ou itens de equipamentos submarinos, tal como, por exemplo, árvores de natal, coletores, dutos, tábuas de deslizamento de linha de fluxo, terminações de extremidade de dutos (PLETs), etc. O corpo do acoplamento hidráulico submarino 102 pode ser de qualquer tamanho ou configuração destinada. Em um exemplo ilustrativo, o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 pode ter um tamanho e configuração que são sugeridos ou obrigatórios por vários padrões, por exemplo, API RP 17H ou ISO 13628-8. Em outras aplicações, o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 pode ter um tamanho e/ou configuração não padronizado. Similarmente, o manípulo do ROV 101 pode ter qualquer forma ou configuração desejada. Em uma modalidade ilustrativa, o manípulo do ROV 101 pode ter um tamanho e configuração que são sugeridos ou obrigatórios por um padrão, por exemplo, API RP 17H, para facilitar o manuseio por um braço manipulador de ROV. Os materiais de construção para o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 podem variar dependendo da aplicação particular onde é usado.

[025] Com referência às Figuras 2A a 2F, uma modalidade ilustrativa do acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode ainda compreender uma válvula de isolamento 103 e pelo menos um sensor 114 (por exemplo, um sensor de pressão e/ou um sensor de temperatura tal como um termopar, etc.) posicionado dentro do alojamento 104. Em uma modalidade ilustrativa, a válvula de isolamento 103 compreende um elemento de válvula 106 (com um caminho de fluxo de fluido 106A aqui definido) e uma sede de válvula 107 (com um caminho de fluxo de fluido 107A aqui definido). Como mostrado na Figura 2C, múltiplos sensores 114 podem ser posicionados no alojamento 104 dependendo da aplicação particular. O(s) sensor(es) 114 pode(m) ser posicionado(s) dentro de qualquer área aberta dentro do alojamento 104 e o alojamento 104 pode ser preenchido com um fluido, tal como óleo, graxa ou um fluido de compensador de pressão. Como mostrado na Figura 2C, uma pluralidade de linhas perfuradas cruzadas 116 (linhas de distribuição) são formadas no alojamento 104 para permitir que o(s) sensor(es) 114 monitore(m) um parâmetro (por exemplo, pressão, temperatura, etc.) do fluido no orifício de entrada concêntrico 103A da válvula 103 em uma localização que está imediatamente a montante do elemento de válvula de isolamento 106, de modo que o(s) sensor(es) 114 possa(m) detectar o(s) parâmetro(s) desejado(s) das condições dentro do ponto de acesso que o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 é inserido independentemente da válvula de isolamento 103 estar aberta ou fechada. No exemplo representado, o sensor ilustrativo 114 está posicionado em uma das linhas 116. Os terminais (não mostrados) do(s) sensor(es) 114 pode(m) assumir a forma de uma conexão de anteparo que permite que a energia e telemetria de dados passem para e a partir do sensor 114 para, por exemplo, um sistema de comunicação (não mostrado) residente em um ROV. Evidentemente, como será apreciado pelos técnicos no assunto após uma leitura completa do presente pedido, o sensor 114 pode ser outros tipos de sensores que não o sensor de pressão ilustrativo e do sensor de temperatura discutido acima, por exemplo, um sensor de taxa de fluxo, um magnetômetro e densitômetro, etc.

[026] Em uma modalidade ilustrativa, o elemento de válvula de isolamento 106 pode assumir a forma de umas duas posições, a válvula esférica de três vias que é posicionada na sede de válvula 107. O orifício de entrada concêntrico 103A da válvula 103 se projeta no corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 de modo a permitir a comunicação de fluido com o orifício de fluxo 102A do corpo de acoplamento hidráulico submarino 102. No exemplo representado, a primeira e segunda entrada/saída de fluido 104A/104B assumem a forma de aberturas roscadas que são definidas no alojamento 104. Um plugue roscado 108 com uma abertura 108A definida no mesmo é acoplado de forma roscada à abertura 104A. Adicionalmente, um corpo de plugue vedado roscado 109 é acoplado de forma roscada à abertura 104B de modo a bloquear o fluxo de fluido através da segunda entrada/saída de fluido 104B. Evidentemente, se desejado, um plugue roscado 108 (com a abertura 108A aqui formada) também pode ser posicionado dentro da segunda entrada/saída de fluido 104B, dependendo da aplicação particular, como representado na Figura 2F. Como será apreciado pelos técnicos no assunto após uma leitura completa do presente pedido, o elemento de válvula esférica 106 é apenas um exemplo do tipo de elemento de válvula 106 que pode ser empregue com o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 aqui descrito. Por exemplo, o elemento de válvula 106 pode também ser um de um elemento de válvula de agulha, um elemento de válvula de gaveta, ou um elemento de válvula de encaixe 106 que é configurado para se encaixar com a sede de válvula associada 107.

[027] Em geral, a válvula de isolamento 103 pode ser pelo menos parcialmente posicionada dentro do alojamento 104 e a válvula de isolamento 103 é adaptada para, quando atuada, estabelecer comunicação de fluido entre o orifício 102A do corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 e pelo menos uma entrada/saída de fluido, por exemplo, a primeira entrada/saída de fluido 104A e/ou a segunda entrada/saída de fluido 104B, dependendo de como o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 é configurado. A válvula de isolamento 103 pode ser atuada por qualquer meio, por exemplo, mecânico, elétrico, hidráulico, etc., e tal atuador que pode ser posicionado (no todo ou em parte) interno ou externo ao alojamento 104. No exemplo representado, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 compreende um atuador elétrico 130 que está posicionado dentro do alojamento 104. Mais especificamente, na modalidade ilustrativa aqui descrita, o atuador 130 pode assumir a forma de um motor de passo elétrico de placa plana que é adaptado para atuar o elemento de válvula de isolamento 106 de uma posição totalmente fechada para uma posição totalmente aberta com a capacidade adicional de mover incrementalmente o elemento 106 da posição totalmente fechada para a posição totalmente aberta (ou vice-versa). Por exemplo, no caso em que o atuador é um motor de passo, o atuador 130 pode ser usado para mover o elemento de válvula ilustrativo 106 em incrementos angulares da sua posição totalmente fechada para a sua posição totalmente aberta de tal modo que a válvula 103 possa ser usada como um dispositivo de estrangulamento. Evidentemente, a válvula de isolamento 103 pode assumir outras formas, por exemplo, uma válvula de três via e duas posições para desviar a saída de fluido para uma terceira porta (não mostrada) no alojamento 104 que poderia conduzir a outro componente tal como, por exemplo, uma câmara de amostragem de fluidos, etc.

[028] Vantagens de energia e controle podem ser fornecidas ao atuador 130 por meio de uma abertura 105A definida na placa de cobertura traseira 105 do alojamento 104. Os terminais (não mostrados) podem passar através da abertura 105A na forma de uma conexão de anteparo que permite que a energia e telemetria de dados passem para o atuador 130. Em outra modalidade, onde o atuador está na forma de um atuador hidraulicamente alimentado, as aberturas 105A/104C podem funcionar como entrada e saída hidráulica para energia de fluido interno e controle do atuador 130. As várias linhas para as vantagens para alimentar e comunicar com o atuador 130, o(s) sensor(es) 114 podem ser parte de um umbilical (não mostrado) que é operativamente acoplado ao acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 e um ROV (não mostrado). Tal umbilical também incluiria pelo menos uma linha de fluxo de fluido para permitir que os fluidos sejam inseridos ou removidos da linha de fluxo ou equipamento no qual o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 do acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 é inserido. O tamanho destas várias linhas ou cabos pode variar dependendo do tamanho e tipo de atuador 130, do número e tipo de sensor(es) 114 e da natureza dos fluidos a serem injetados e/ou removidos da linha de fluxo ou equipamento. Como será apreciado pelos técnicos no assunto após uma leitura completa do presente pedido, em algumas modalidades, dependendo das capacidades do ROV, a tábua de deslizamento de remediação montada em ROV 32 ilustrativa descrita na seção fundamentos da Invenção deste pedido pode ser omitida. Por exemplo, se o ROV tiver capacidades de bombeamento e válvulas a bordo, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode ser controlado e operado usando apenas o sistema de controle do ROV quando executando pelo menos algumas atividades.

[029] O único acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode ser configurado e operado de várias maneiras, dependendo da aplicação específica. Por exemplo, com a modalidade representada na Figura 2C, com a segunda entrada/saída de fluido 104B plugada (com o plugue 109) ou fechada, todo o fluxo de fluido para dentro ou para fora da linha de fluxo ou equipamento fluirá através da primeira entrada/saída 104A. Como notado anteriormente, a válvula 103 pode ser atuada a partir da sua posição totalmente fechada para a posição totalmente aberta (ou qualquer posição entre esses dois extremos) para permitir tal fluxo de fluido. Ou seja, o elemento de válvula esférica ilustrativo 106 da válvula de isolamento 103 aqui representada pode ser rotacionado noventa graus para abrir completamente ou fechar completamente a válvula 103. Em outra modalidade, o corpo de plugue vedado 109 pode ser removido da segunda entrada/saída de fluido 104B substituída por um plugue vedado portado (como o plugue 108 com a abertura 108A formada no mesmo) fornecendo assim um segundo ponto de injeção/extração de fluido. Por exemplo, tal ponto de injeção secundário pode ser desejável para injetar um produto químico na linha de fluxo ou equipamento ou utilizado como um ponto de extração para remover certos tipos de fluidos de dentro da linha de fluxo ou equipamento. Nesta configuração particular, o atuador 130 poderia ser utilizado para rotacionar o elemento de válvula de isolamento ilustrativo 106 noventa graus a partir da sua posição fechada (não mostrada) para a posição mostrada na Figura 2F para permitir assim a comunicação de fluido entre a primeira entrada/saída de fluido 104A e a linha de fluxo ou equipamento através do corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 enquanto bloqueia a segunda entrada/saída 104B. Em algum ponto posterior no tempo, o elemento de válvula 106 pode ser rotacionado 180 graus de modo que a comunicação de fluido seja estabelecida entre a segunda entrada/saída 104B e a linha de fluxo ou equipamento via o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 enquanto a primeira entrada/saída de fluido 104A é bloqueada (no entanto, esta posição da válvula não é mostrada nos desenhos). Naturalmente, o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode ser fornecido com qualquer número desejado de pontos de entrada/saída de fluido, conforme desejado para a aplicação particular, enquanto talvez fazendo alterações adicionais no número e/ou na configuração do arranjo de válvulas no acoplamento hidráulico submarino para ROV 100.

[030] Como será apreciado pelos técnicos no assunto após uma leitura completa do presente pedido, posicionar pelo menos um sensor 114 no acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 pode fornecer várias vantagens em comparação com os acoplamento hidráulico submarino para ROV da técnica anterior. Por exemplo, no caso em que o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 é usado em processos de remediação de hidratos, o(s) sensor(es) 114 é posicionado de modo que tenha acesso ao orifício 103A (através das linhas 116) em uma localização a montante do elemento de válvula de isolamento 106. Consequentemente, o(s) sensor(es) 114 pode(m) ser utilizado(s) para monitorar o processo de sublimação de hidratos, isto, é, com a válvula 103 na posição fechada ou aberta. Uma vez que o(s) sensor(es) 114 está fisicamente mais próximo do bloqueio de hidratos do que os sensores da técnica anterior na tábua de deslizamento de remediação de hidratos 32 discutida na seção de fundamentos da Invenção deste pedido, as leituras obtidas pelo(s) sensor(es) 114, por exemplo, temperatura e/ou pressão, são mais propensas a refletir a verdadeira temperatura e pressão do processo de sublimação. Por exemplo, posicionando o(s) sensor(es) 114 no acoplamento hidráulico submarino para ROV 100, as alterações na temperatura do fluido do processo são detectadas antes de perderem temperatura para o ambiente circundante, por exemplo, a água circundante, como era o caso anterior com sensores de temperatura da técnica anterior posicionados em uma tábua de deslizamento de remediação montada em ROV da técnica anterior. Da mesma forma, posicionando um sensor de pressão no acoplamento hidráulico submarino para ROV 100, a pressão do fluido ou equipamento é detectada sem ter que levar em conta qualquer queda de pressão associada ao fluxo do fluido para uma tábua de deslizamento de remediação montada em ROV relativamente remotamente colocada que contenha um sensor de pressão. Ao posicionar o(s) sensor(es) 114 no acoplamento hidráulico submarino para ROV 100, preocupações com erros nos parâmetros medidos do fluido devido a vazamentos nas tábuas de deslizamento de linha de fluxo de fluido que se estendem a partir do acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 para o ROV podem ser eliminadas. Adicionalmente, através da utilização do único acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 aqui descrito com um sensor(es) integrado(s) posicionado no próprio acoplamento hidráulico submarino, um ou mais dos problemas observados na seção de Fundamentos da Invenção deste pedido podem ser eliminados ou pelo menos minimizados permitindo isolar o equipamento de tábua de deslizamento de remediação 32/44 do ambiente de linha de fluxo 18/22 na interface do ponto de acesso 23. Utilizando o acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 aqui descrito com a válvula 103 integrada e o sensor 114, a eficácia dos processos de remediação (que podem envolver o abaixamento de pressão e sublimação de hidratos) pode ser monitorada de perto e controlada melhor em comparação com as técnicas anteriores desde que o novo acoplamento hidráulico submarino para ROV 100 permite obter informações mais precisas sobre as condições reais do processo na linha de fluxo adjacente a qualquer bloqueio, uma vez que os sensores estão mais próximos do ambiente real dentro da linha de fluxo ou do equipamento que precisa ser monitorado. Adicionalmente, a utilização do acoplamento hidráulico submarino para ROV aqui descrito com o sensor integrado 114, potenciais caminhos de vazamento a partir de outras fontes podem ser identificados, minimizados e/ou eliminados localizando os sensores e a válvula de isolamento o mais próximos fisicamente possível do ponto de acesso. Além disso, a válvula de isolamento 103 é adaptada para, quando atuada, isolar um ponto de acesso 23 no qual o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102 é inserido a partir do equipamento adicional em comunicação de fluido com o corpo de acoplamento hidráulico submarino 102, por exemplo, o resto do equipamento de intervenção (tal como a tábua de deslizamento de remediação 32 e o umbilical 44) para assim minimizar os caminhos de vazamento estranhos, e assim melhorar a precisão de monitoramento do sensor 114.

[031] As modalidades particulares descritas acima são apenas ilustrativas, uma vez que o assunto descrito pode ser modificado e praticado de maneiras diferentes, mas maneiras equivalentes claras para os técnicos no assunto tendo o benefício dos ensinamentos da presente invenção. Por exemplo, as etapas de processo estabelecidas acima podem ser realizadas em uma ordem diferente. Além disso, nenhuma limitação é pretendida para os detalhes de construção ou projeto aqui mostrados, a não ser como descrito nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as modalidades particulares descritas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e do espírito do assunto reivindicada. Observa-se que os termos, tal como “primeiro”, “segundo”, “terceiro” ou “quarto” para descrever vários processos ou estruturas nesta especificação e nas reivindicações em anexo, são usados apenas como uma referência abreviada a essas etapas/estruturas e não implica necessariamente que tais etapas/estruturas sejam realizadas/formadas nessa sequência ordenada. É evidente que, dependendo da linguagem exata da reivindicação, uma sequência ordenada de tais processos pode ou não ser necessária. Consequentemente, a proteção aqui buscada é como estabelecida nas reivindicações abaixo.

Claims

1. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100) que é adaptado para injetar fluidos e extrair fluidos a partir de uma linha submarina (22) ou um item de equipamento submarino (18, 20), o dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) compreendendo um orifício de fluxo (102A) que é adaptado para receber um fluido, em que o corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) é adaptado para ser inserido em um ponto de acesso de acoplamento hidráulico submarino (23) na dita linha submarina (22) ou no dito item de equipamento submarino (18, 20) de modo a estabelecer comunicação de fluido entre a dita linha submarina (22) ou o dito item de equipamento submarino (18, 20) e o orifício de fluxo (102A); um alojamento (104) que é operativamente acoplado ao corpo de acoplamento hidráulico submarino (102); pelo menos uma entrada/saída de fluido (104A, 104B) definida no alojamento (104); uma válvula de isolamento (103) que está pelo menos parcialmente posicionada dentro do alojamento (104), em que a válvula de isolamento (103) é adaptada para, quando acionada, estabelecer comunicação de fluido entre o orifício (102A) do corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) e pelo menos uma entrada/saída de fluido (104A, 104B); e pelo menos um sensor (114) posicionado pelo menos parcialmente dentro do alojamento (104), em que o sensor (114) é adaptado para detectar um parâmetro do fluido.

2. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um sensor (114) compreende pelo menos um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um sensor de taxa de fluxo, um magnetómetro, ou um densitômetro.

3. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula de isolamento (103) compreende um de um elemento de válvula esférica, um elemento de válvula de agulha, um elemento de válvula de gaveta ou um elemento de válvula de encaixe (106) e uma sede de válvula correspondente (107).

4. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um atuador de válvula (130) que está posicionado pelo menos parcialmente dentro do alojamento (104), em que o atuador de válvula (130) é adaptado para atuar a válvula de isolamento (103).

5. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador de válvula (130) compreende um de um atuador mecânico, elétrico ou hidráulico.

6. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador de válvula (130) está completamente posicionado dentro do alojamento (104).

7. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador de válvula (130) compreende um motor de passo elétrico.

8. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um sensor (114) está adaptado para detectar o parâmetro do fluido em uma posição a montante do elemento de válvula de isolamento (106), independentemente da válvula de isolamento (103) estar fechada ou aberta.

9. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um sensor (114) está totalmente posicionado dentro do alojamento (104).

10. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um sensor (114) compreende uma pluralidade de sensores.

11. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma entrada/saída de fluido (104A, 104B) compreende uma pluralidade de entradas/saídas de fluido.

12. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula de isolamento (103) é adaptada para, quando atuada, isolar o ponto de acesso de acoplamento hidráulico submarino (23) no qual o corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) é inserido a partir de linhas de fluxo submarinas (22) ou itens de equipamento submarinos (18, 20) adicionais que estão em comunicação de fluido com o corpo de acoplamento hidráulico submarino (102).

13. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que um tamanho e configuração do corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) estão de acordo com API RP 17H.

14. Dispositivo de acoplamento hidráulico submarino para ROV (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que um tamanho e configuração do corpo de acoplamento hidráulico submarino (102) estão de acordo com ISO 13628-8.