BR112019016257A2 - fabricação de feixes de dutos offshore - Google Patents

Abstract

um feixe de tubulação para uma torre de elevação ou amarração é fabricado offshore por: suspensão do feixe a partir de uma embarcação de instalação; adição de seções de núcleo estruturais sucessivamente a uma extremidade superior do feixe suspenso; abaixamento do feixe depois da adição de cada seção de núcleo sucessiva; e alimentação de um ou mais comprimentos do duto de linha de fluxo além das seções de núcleo para incorporação ao feixe. o duto de linha de fluxo é enrolado em um carretel ou carrossel como uma peça de comprimento total, antes de ser desenrolado progressivamente à medida que as seções de núcleo são adicionadas ao feixe sendo alongado. o duto de linha de fluxo é, então, engatado com as estruturas de guia e/ou blocos de flutuabilidade suportados pelas seções de núcleo, movendo em uma direção radialmente interna através de uma abertura radialmente externa em uma formação de retentor. a abertura é então fechada para manter o duto de linha de fluxo na formação de retentor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

FABRICAÇÃO DE FEIXES DE DUTOS OFFSHORE.

[001] Essa invenção refere-se à fabricação de feixes de dutos submarinos, como utilizado na indústria de óleo e gás offshore. Tais feixes estão aptos a serem utilizados em orientação substancialmente vertical em torres de elevação, mas também a serem colocados substancialmente de forma horizontal no leito do mar como amarras.

[002] Uma torre de elevação, também conhecida como a torre de elevação híbrida ou HRT, é uma estrutura alongada ereta que suporta ou inclui pelo menos uma linha de elevação ereta. Quando instalada no mar, a torre se estende ascendentemente na coluna d'água a partir de uma fundação do leito do mar até um corpo flutuante na subsuperfície no topo da torre que mantém a torre ereta e sob tensão.

[003] Dependendo da profundidade da água, uma torre de elevação se estende ascendentemente a partir do leito do mar por mais de um quilômetro. Porém, o corpo flutuante no topo da torre permanece profundo o suficiente na água de forma que a torre evite substancialmente os efeitos da ação da onda na superfície. Uma profundidade de 70 m a 250 m é típica para essa finalidade, dependendo das condições do mar esperadas em um local particular.

[004] Normalmente, existem duas ou mais linhas de elevação se estendendo substancialmente em paralelo ao longo da torre de elevação. A, ou cada linha de elevação se estende a partir de um duto de produção no leito do mar para um duto jumper (de ligação) flexível que pende como uma catenária entre o topo da linha de elevação e uma instalação de superfície que recebe os fluidos de produção compreendendo óleo e/ou gás. A instalação de superfície pode, por exemplo, ser uma plataforma de produção ou uma embarcação de

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2/30 produção, armazenamento e descarga (FPSO). Os dutos jumper somam conformidade que desacopla a torre de elevação do movimento de superfície induzido por ondas e marés. A torre de elevação sofre menos tensão e fatiga consequentemente.

[005] WO 02/053869 da requerente descreve uma torre de elevação típica. Tal torre pode compreender vários elementos alongados que se estendem substancialmente em paralelo à linha de elevação, tal como linhas, dutos ou cabos que portam outros fluidos, energia e dados em qualquer direção entre o leito do mar e a superfície. Em particular, umbilicais e outros dutos geralmente seguem os percursos das linhas de elevação e dutos jumper para portar energia, dados de controle e outros fluidos. Consequentemente, o feixe na coluna de elevação pode compreender alguns dutos utilizados para a produção de óleo, alguns dutos utilizados para injeção de água e/ou outros fluidos, algumas linhas de elevação de gás e/ou alguns outros dutos utilizados para a exportação de óleo e gás. Esses dutos são agrupados em torno de um núcleo central que pode ser um duto oco estrutural ou que pode portar fluidos durante a utilização.

[006] A torre também pode compreender uma série longitudinal de blocos de espuma sintática para distribuir a flutuabilidade ao longo do comprimento da torre e, opcionalmente, também para fornecer isolamento térmico para as linhas de elevação.

[007] Dessa forma, a maior parte do comprimento, ou altura, de uma torre de elevação típica, é uma coluna que compreende ou suporta um feixe ereto de dutos. Especificamente, sua estrutura do núcleo compreende um feixe de dutos de núcleo ou um tendão núcleo para suportar as cargas mecânicas, tal como dobra e tensão; e uma série longitudinal de estruturas de guia para conectar os elevadores à estrutura do núcleo e para suportar os blocos de espuma. Por exemplo, WO 2010/035248 descreve as estruturas de guia típicas com

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3/30 prendedores para manter os dutos de elevação dentro dos sulcos.

[008] Essa estrutura de feixe, sem um duto portador externo, é similar a um feixe de dutos disposto para ser disposto no leito do mar como uma amarra, onde um duto portador externo convencional é substituído por um duto de núcleo interno. De fato, alguns dos ditos feixes de duto são substancialmente idênticos aos feixes utilizados nas torres de elevação.

[009] A fabricação dos feixes de duto submarino, sejam para amarração ou para torres de elevação, é um processo complexo que tem sido convencionalmente realizado totalmente em um pátio em terra. O feixe completado é retraído do pátio para dentro da água e é então, rebocado para acima de um local de instalação antes de afundar para instalação, como descrito em WO 2008/056185. O feixe pode ser rebocado na superfície ou submerso em meia-água entre a superfície e no leito do mar.

[0010] A fabricação em terra de um feixe de duto exige uma área grande de terra costeira na qual se fabricam os dutos de núcleo, linhas de elevação e estruturas de guia e para montar os mesmos juntos. Por exemplo, WO 2016/094992 ilustra um pátio costeiro onde tubulações soldadas nos percursos paralelos são enfeixadas juntas em um duto de núcleo central. Tais instalações grandes e, especialmente longas se estendendo por quilômetros são caras de se adquirir e não estão disponíveis perto de cada local de instalação em potencial.

[0011] Em WO 2010/055334, seções de feixe mais curtas são montadas em terra e são, então, rebocadas para águas rasas para serem soldadas juntas em um coferdame. No entanto, um coferdame é volumoso e caro. Além disso, garantir impermeabilidade das linhas de elevação exige testes não destrutivos extensos e caros para se inspecionar as soldas. Isso é particularmente difícil de se implementar de forma eficiente em um ambiente de um coferdame.

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4/30 [0012] Para se mitigar os problemas, WO 2011/099852, GB 2475108 e WO 2011/050064 ensinam como as torres de elevação podem ser montadas offshore. Nesses exemplos, uma estrutura do núcleo compreendendo um duto de núcleo e quadros guia é montada offshore utilizando uma torre de colocação em J de uma embarcação de instalação. A estrutura do núcleo é, então, instalada sob a água pela atracação de uma extremidade inferior da estrutura a uma fundação de leito do mar pré-instalada. A seguir, os dutos de elevação são fabricados separadamente em uma embarcação de instalação, suspensos a partir de um guindaste, e fixados à estrutura do núcleo já instalada.

[0013] Esses métodos de montagem offshore se baseiam em veículos operados remotamente (ROVs) e prendedores operados remotamente para garantir a integridade da estrutura montada. As operações de montagem remota submarina se deparam com dificuldade inerente no controle da posição, orientação e alinhamento dos componentes grandes de modo a garantir a impermeabilidade e integridade estrutural. Mesmo nos mares mais calmos, é difícil se alinhar tais itens longos, eretos e substancialmente rígidos, como a estrutura do núcleo e um elevador suspensos a partir de um guindaste. Quaisquer choques entre os mesmos podem destruir o elevador e/ou a estrutura do núcleo.

[0014] WO 2012/065218, WO 2015/071411 e GB 213578 descrevem, cada um, elevadores que são instaláveis a partir de uma embarcação em seções.

[0015] US 2015/0285409 descreve um método de montagem e desenvolvimento de uma tubulação a partir de uma embarcação, onde seções do duto são conectadas, extremidade com extremidade, e abaixadas verticalmente através de um poço no convés. Linhas de aquecimento são inseridas nos sulcos fornecidos em mangas

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5/30 termicamente isolantes das seções de duto.

[0016] Em WO 2014/168471, cordões de elevação pré-montados são desenvolvidos a partir de uma embarcação utilizando uma técnica de colocação em J.

[0017] Essa especificação se refere de forma variável aos dutos rígidos, dutos flexíveis e dutos compostos. Cada um desses termos possui um significado específico para os técnicos na indústria submarina de óleo e gás, para quem essa especificação é endereçada como os versados na técnica.

[0018] É importante se compreender que no léxico da indústria, nominalmente dutos rígidos apresentam flexibilidade suficiente para serem enviados ao longo de seu comprimento se um raio de dobra mínimo suficiente (MBR) for observado. Ainda assim, tais dutos não são considerados na indústria como sendo dutos flexíveis. Dutos compostos são considerados na indústria como sendo distintos de ambos os dutos rígidos e dutos flexíveis, mas possuem mais em comum com os dutos rígidos, apesar de permitirem uma faixa maior de tensão de dobra elástica do que os dutos rígidos de tamanho similar.

[0019] Exemplos dos dutos rígidos utilizados na indústria submarina de óleo e gás são especificados na Especificação do Instituto Americano de Petróleo (API) 5L e Prática Recomendada 1111. Um duto rígido normalmente consiste de ou compreende pelo menos um duto de aço sólido. Componentes adicionais podem ser adicionados para formar uma estrutura composta, tal como uma camada de forração interna ou uma camada de revestimento externo. Tais componentes adicionais podem compreender materiais poliméricos, metálicos ou compostos. As juntas de duto rígido do aço são tipicamente encerradas por uma chanfradura ou uma rosca a ser montada, extremidade com extremidade, por solda ou aparafusamento.

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6/30 [0020] A deformação permitida em serviço do duto de aço rígido é determinada pelo limite elástico do aço, que é de cerca de 1% de tensão de dobra. Exceder esse limite causa deformação plástica do aço. Segue-se que MBR de duto rígido utilizado na indústria submarina de óleo e gás é de cerca de tipicamente 100 a 300 metros dependendo das dimensões transversais do duto. No entanto, a deformação plástica leve pode ser recuperada ou retificada por meios mecânicos, tal como endireitamento. Dessa forma, durante a instalação de colocação de uma tubulação rígida feita de juntas de dutos rígidos soldadas, a tubulação rígida pode ser enrolada em um carretei com um raio típico de entre 8 e 10 metros. Isso implica em uma tensão de dobra em torno de 2% para diâmetros convencionais de dutos rígidos, exigindo que a tubulação seja endireitada mecanicamente mediante o desenrolar.

[0021] Alternativamente, os dutos não ligados flexíveis utilizados na indústria submarina de óleo e gás são especificados na Especificação API 17J e Prática Recomendada 17B. O corpo de duto flexível é composto de uma estrutura de parede intercalada composta de materiais em camadas, onde cada camada possui sua própria função. Tipicamente, os tubos poliméricos e envoltórios garantem impermeabilidade e isolamento térmico. Inversamente, as camadas de aço ou outros elementos fornecem resistência mecânica para resistir a cargas de tensão e pressão hidrostática; por exemplo, fitas de aço intertravadas formam uma carcaça ou cofre de pressão e uma blindagem à tensão é formada a partir do fio enrolado de forma helicoidal. Dutos flexíveis se encerram e são montados pelos acessórios de extremidade. Diferentemente de tubulações rígidas que são montadas a partir das múltiplas juntas de duto, tubulações flexíveis são tipicamente fabricadas continuamente no comprimento desejado entre seus acessórios de extremidade.

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7/30 [0022] A estrutura composta de um duto flexível permite uma deformação de dobra grande sem um aumento similarmente grande nas tensões de dobra. O limite de dobra da estrutura é determinado pelo limite elástico de sua camada plástica mais externa, tipicamente a bainha externa, cujo limite é de 6% a 7% da tensão de dobra. Exceder esse limite causa danos irreversíveis à estrutura. Consequentemente, MBR do duto flexível utilizado na indústria submarina de óleo e gás é tipicamente de cerca de 3 e 6 metros.

[0023] Dutos compostos não são especificados em padrões adotados pela indústria submarina de óleo e gás. No entanto, como compreendido pelo destinatário versado e como utilizado nessa especificação, os dutos compostos são dutos cuja resistência estrutural, em termos de resistência à dobra ao longo de seu comprimento, são derivados totalmente, substancialmente ou predominantemente de um ou mais materiais compostos. Tipicamente, dutos compostos compreendem camadas de envoltórios poliméricos angulados. WO 2011/117607 descreve um exemplo de um duto composto polimérico com base em PEEK (polieteretercetona).

[0024] Como os dutos rígidos de aço, dutos compostos possuindo flexibilidade elástica para dobrar ao longo de seu comprimento, mas podem sustentar uma deformação substancialmente maior do que os dutos rígidos equivalentes, enquanto permanecem no domínio elástico. Dessa forma, um duto composto pode ser dobrado em torno de um MBR significativamente menor do que um duto rígido equivalente, se esse duto rígido não exigir o endireitamento subsequente. No entanto, diferentemente de um duto rígido, onde a deformação plástica limitada pode ser recuperada, excedendo o limite elástico de um duto composto causará danos irreversíveis à estrutura do duto.

[0025] Deve-se notar que os materiais compostos não são

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8/30 sinônimos de estruturas compostas. Materiais compostos (frequentemente abreviados como compostos) são materiais feitos de dois ou mais materiais com propriedades diferentes, porém complementares. A natureza composta de um material composto é intrínseca à do material propriamente dito. Os materiais de componente permanecem distintos um do outro no material composto mas, quando trabalhando juntos, os materiais de componente conferem características ao material composto que são diferentes das dos materiais de componente individuais. Um exemplo de um material composto é um material plástico reforçado, tal como um polímero reforçado por fibra, sendo uma combinação de fibras de reforço embutidas em uma matriz de polímeros.

[0026] Em contraste, estruturas compostas são estruturas feitas de dois ou mais componentes de materiais diferentes. O material de cada componente é escolhido para realizar a função desse componente e para otimizar a estrutura como um todo. Exemplos de estruturas compostas utilizadas na indústria submarina de óleo e gás são um duto flexível em camadas ou um duto rígido forrado ou revestido, cada um dos quais compreende, tipicamente, um ou mais componentes de aço de carbono e um ou mais outros componentes de materiais diferentes, tal como polímeros ou ligas resistentes à corrosão. A estrutura composta pode incluir um ou mais componentes feitos de materiais compostos, mas não precisa. Dessa forma, a natureza composta de uma estrutura composta é extrínseca a qualquer um dos materiais dos quais os componentes dessa estrutura são feitos.

[0027] Contra esse fundo, a presente invenção fornece um método de montagem de um feixe de tubulação alongado offshore a bordo de uma embarcação de instalação. O método compreende suspender o feixe da embarcação de modo que o feixe fique pendente em uma orientação ereta debaixo d'água sob a embarcação; fixar

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9/30 sucessivamente as seções de núcleo estrutural alongado préfabricadas a uma seção de núcleo superior correspondente já incorporada ao feixe, em cada caso, para se tornar uma seção de núcleo superior recente do feixe; e, depois da fixação de cada seção de núcleo, abaixar o feixe em uma direção de lançamento descendente para suspender o feixe da seção de núcleo superior recente.

[0028] De acordo com a invenção, o método ainda compreende incorporar um comprimento de duto de linha de fluxo ao feixe a bordo da embarcação, uma parte desse duto já incorporada ao feixe se estendendo ao longo do feixe ao lado das seções de núcleo sucessivas. O duto de linha de fluxo pode ser um duto flexível, um duto composto ou um duto rígido como definido aqui.

[0029] O duto de linha de fluxo é adequadamente desenrolado do armazenamento enrolado para incorporação ao feixe.

[0030] O duto de linha de fluxo pode ser alimentado em um percurso de alimentação que converge com a direção de lançamento. Nesse caso, o duto de linha pode ser dobrado ao longo de seu comprimento para seguir o percurso de alimentação.

[0031] O movimento relativo do duto de linha de fluxo pode ser realizado em uma direção radialmente para dentro, com relação a uma seção de núcleo para incorporação no feixe. Por exemplo, esse movimento relativo do duto de linha de fluxo pode ocorrer à medida que o feixe é abaixado na direção de lançamento. Esse movimento relativo do duto de linha de fluxo pode ser pelo menos parcialmente realizado pelo movimento de uma seção de núcleo na direção de lançamento, que ocorre, adequadamente, depois da incorporação dessa seção de núcleo ao feixe.

[0032] O duto de linha de fluxo pode ser inserido em uma formação de retentor de extensão longitudinal do feixe através de uma

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10/30 abertura radialmente externa da formação de retentor. Por exemplo, o duto de linha de fluxo pode ser inserido na formação de retentor progressivamente em uma direção longitudinal. Nesse caso, o duto de linha de fluxo é adequadamente inserido primeiro em uma parte inferior da formação de retentor e, então, em uma parte superior da formação de retentor.

[0033] A abertura radialmente externa das formações de retentor pode ser fechada para manter o duto de linha de fluxo na formação de retentor. Nesse caso, o duto de linha de fluxo pode ser pressionado dentro da formação de retentor pela aplicação de um encerramento que encerra a abertura radialmente externa da formação de retentor.

[0034] O duto de linha de fluxo se estende adequadamente ao longo das seções de núcleo sucessivas do feixe como uma peça contínua. O duto de linha de fluxo pode ser armazenado offshore como uma peça de comprimento total antes de sua incorporação ao feixe.

[0035] O duto de linha de fluxo é adequadamente engatado com as estruturas de guia que se estendem radialmente para fora a partir das seções de núcleo do feixe. Nesse caso, o feixe pode ser suspenso a partir de estruturas de guia sucessivas depois de abaixar o feixe na direção de lançamento.

[0036] O duto de linha de fluxo pode ser engatado aos blocos de flutuabilidade suportados pelas seções de núcleo do feixe.

[0037] O feixe pode ser incorporado a uma torre de elevação ou uma amarra submarina, que também se encontra no conceito inventivo.

[0038] O conceito inventivo também engloba o aparelho para a montagem de um feixe de tubulação alongado offshore. O aparelho compreende pendurar o equipamento para suspender o feixe a partir da embarcação; uma estação de trabalho de conexão para adicionar seções de núcleo estruturais sucessivamente a uma extremidade

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11/30 superior do feixe suspenso; abaixar o equipamento para abaixar o feixe em uma direção de lançamento descendente depois de adicionar cada seção de núcleo sucessiva; e equipamento de alimentação de duto para alimentar um comprimento de duto de linha de fluxo ao lado das seções de núcleo para incorporação ao feixe.

[0039] O aparelho ainda pode compreender o equipamento de elevação para erguer as seções de núcleo estruturais para a extremidade superior do feixe suspenso; e/ou o armazenador de dutos a montante do equipamento de alimentação de duto. Tal armazenador de dutos pode ser disposto para armazenar o duto de linha de fluxo em uma configuração espiralada.

[0040] O equipamento de alimentação de duto define adequadamente um percurso de alimentação que converge descendentemente com a direção do lançamento. O percurso de alimentação pode ser disposto acima do equipamento pendente.

[0041] O equipamento guia pode ser fornecido para dobrar o duto de linha de fluxo ao longo de seu comprimento para seguir o percurso de alimentação. O percurso de alimentação é adequadamente disposto para desviar o duto de linha de fluxo em uma direção radialmente interna com relação a uma seção de núcleo incorporada ao feixe.

[0042] Esse conceito inventivo se estende a uma embarcação de instalação compreendendo o aparelho da invenção.

[0043] Como notado acima, dutos rígidos, dutos flexíveis e dutos compostos podem, todos, ter flexibilidade suficiente, a princípio, para serem dobrados elasticamente ou reversivelmente ao longo de seu comprimento a um ponto suficiente para fins da invenção. Isso permite que tais dutos adotem uma configuração espiralada, compactamente curvada, para armazenamento e transporte em um carretei ou carrossel, sem sustentar danos ou deformações permanentes ou

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12/30 irreversíveis, e, então, para endireitar, ou para ser endireitado, para montagem em um feixe de dutos.

[0044] Dessa forma, a presente invenção endereça os problemas de construção em offshore de uma torre de elevação ou um feixe de tubulação levando vantagem dos novos materiais de tubulação e estruturas que estão agora disponíveis, tal como tubulação flexível e tubulação composta. Ambas são flexíveis o suficiente para serem armazenadas a bordo de uma embarcação de superfície em um carretei ou carrossel com um raio pequeno de curvatura. No entanto, a princípio, a tubulação rígida enrolada também pode ser utilizada na invenção, mesmo se puder exigir o endireitamento e/ou superdimensionamento de algum equipamento para lidar com o raio maior de curvatura exigido pela flexibilidade menor de duto rígido.

[0045] Tubulação será compreendido como englobando uma tubulação de elevação, que difere apenas por sua orientação de uma tubulação colocada no leito do mar.

[0046] A disponibilidade de dutos de elevação com flexibilidade suficiente permite que um elevador contínuo de comprimento total seja armazenado a bordo de uma embarcação de instalação ou a bordo de uma barcaça auxiliar suprindo tal embarcação. Também simplifica a conexão do elevador para a estrutura do núcleo: a invenção modifica a fabricação de feixes de torre de elevação pelo deslocamento da localização para conexão dos elevadores à estrutura do núcleo, que é possibilitada pela flexibilidade desses dutos.

[0047] A invenção emprega uma sucessão de seções de núcleo estruturais pré-fabricadas que são soldadas por vez às seções de núcleo estruturais correspondentes no topo de um feixe de tubulação parcialmente fabricado. À medida que as seções de núcleo estruturais são adicionadas sucessivamente ao topo, o feixe crescente pende a partir da embarcação de instalação e, dessa forma, é lançado

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13/30 progressivamente de forma escalonada descendentemente para dentro do mar.

[0048] Cada seção de núcleo estrutural compreende tipicamente um duto de núcleo, que pode compreender uma ou mais juntas de duto; uma estrutura de guia, soldada, presa ou de outra forma fixada ao duto de núcleo em ou perto do topo, estrutura essa que pode ser utilizada como um colar pendente de suporte de peso; e, opcionalmente, um ou mais blocos de espuma, tipicamente de espuma sintática, fornecendo flutuabilidade e/ou isolamento térmico e/ou formações para amortecer vibrações induzidas por vórtice (VIV). Visto que os elevadores individuais podem ter suas próprias camadas de isolamento térmico, os blocos de espuma podem servir basicamente para adicionar a flutuabilidade em vez de seu efeito termicamente isolante.

[0049] As estruturas de guia e blocos de espuma podem compreender sulcos de extensão longitudinal ou recessos que são abertos para o lado radialmente externo. Tais formações fêmea podem acomodar elevadores inseridos em uma direção radialmente para dentro na direção do eixo geométrico longitudinal central do duto de núcleo. Essas formações podem ser fechadas com barreiras, tal como prendedores ou tiras, depois que um elevador é inserido, de uma forma similar à descrita em WO 2010/035248, de modo a reter o elevador dentro das mesmas.

[0050] Os blocos de espuma podem ser axialmente deslizados com relação ao duto de núcleo, mas traváveis contra tal movimento durante a elevação por pinos ou tiras. Alternativamente, os blocos de espuma podem ser presos ao duto de núcleo e/ou mantidos contra o movimento axial com relação ao duto de núcleo pelas estruturas de guia e/ou por formações de batente no duto de núcleo. Em qualquer caso, os blocos de espuma podem ser circunferencialmente contínuos

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14/30 em torno do duto de núcleo ou circunferencialmente distintos em torno do duto de núcleo.

[0051] As seções de núcleo estruturais são elevadas de cada vez por um sistema de elevação que pode, por exemplo, compreender um guindaste, um braço elevador ou um prendedor móvel da torre de colocação em J.

[0052] O comprimento de uma seção de núcleo estrutural é determinado pela altura disponível entre a estação de solda e o ponto de elevação mais alto, que pode ser a ponta de um braço de grua ou o maior alcance de um prendedor móvel de uma torre de colocação em J. Por exemplo, uma seção de núcleo estrutural pode ter 24 metros de comprimento, que corresponde ao comprimento de uma junta de dutos duplos compreendendo duas juntas de duto padrão soldadas, extremidade com extremidade. A esse respeito, as juntas de duto padrão possuem um comprimento nominal de 40 pés (aproximadamente 12 metros) cada.

[0053] Uma vez elevado, o duto de núcleo da seção de núcleo estrutural é soldado no fundo ao duto de núcleo no topo de um feixe parcialmente fabricado existente suspenso a partir de uma bucha pendente. Tipicamente, a estrutura de guia superior do feixe existente serve como uma formação pendente que engata o topo da bucha pendente quando essa bucha é fechada.

[0054] Um ou mais dutos de elevação são continuamente desenrolados e orientados radialmente para dentro de sulcos ou recessos longitudinais da estrutura de guia e os blocos de espuma. O movimento transversal radialmente externo do elevador para fora dos sulcos ou recessos é impedido pelo fechamento dos prendedores e aplicação de amarração que encerra as extremidades abertas radialmente para fora dos sulcos ou recessos.

[0055] Com a bucha pendente então aberta para liberar a estrutura

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15/30 de guia que foi suportada pela mesma, o sistema de elevação abaixa o topo da montagem de feixe pelo comprimento da seção de núcleo estrutural recém-adicionada. Então, a bucha pendente é encerrada e a estrutura de guia da seção de núcleo estrutural no topo do feixe é colocada na bucha pendente para suportar o peso do feixe dessa forma alongado, suspenso sob a embarcação.

[0056] Em modalidades específicas, portanto, a invenção fornece um método para a montagem de um feixe de tubulação a bordo de uma embarcação de instalação. Seções de núcleo estruturais curtas do feixe são pré-fabricadas de forma preliminar. Cada seção de núcleo estrutural é endireitada por vez para ser alinhada com o feixe de tubulação e conectada ao feixe de tubulação, e pelo menos uma seção de tubulação é fixada ao feixe na embarcação de instalação. A seção de tubulação pode ser um elevador, caso no qual o feixe pode formar parte de uma torre de elevação. O conceito inventivo, portanto, se estende até uma torre de elevação ou outro feixe de tubulação submarino criado de acordo com a invenção.

[0057] Cada seção de núcleo estrutural pode compreender pelo menos um duto de núcleo e pelo menos uma estrutura de guia fabricada de forma integral ao duto de núcleo; blocos de espuma polimérica pré-montados com sulcos para receber a seção de tubulação, blocos esses que podem deslizar ao longo de ou fixados com relação a um duto de núcleo da seção de núcleo estrutural; e/ou pelo menos uma junta de duto de tubulação pré-instalada.

[0058] Se a estrutura de guia for mais larga do diâmetro médio do feixe de tubulação, a estrutura de guia pode ser utilizada como um colar de reação para suportar o peso de uma seção de núcleo estrutural e/ou o peso de feixe. No entanto, outras formações pendentes conhecidas, tal como colares pendentes, podem ser fornecidas no duto de núcleo em vez de, ou em adição às estruturas de guia.

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16/30 [0059] A conexão vertical, entre as seções de núcleo estruturais e/ou entre seções de tubulação, pode ser obtida pela solda ou por conexão mecânica, tal como por flanges aparafusados, roscas complementares ou conectores pinbox. A seção de tubulação é adequadamente fixada ao feixe acima da localização da conexão vertical entre as seções de núcleo estruturais.

[0060] A tubulação pode ser pré-fabricada e armazenada em um carretei ou carrossel na embarcação, um segmento curto da tubulação sendo fixado ao feixe em cada etapa à medida que cada seção de núcleo estrutural é endireitada e conectada ao feixe. A tubulação pode ser um duto flexível, um duto composto ou um duto rígido que foi enrolado. Um duto rígido pode ser enrolado com ou sem deformação plástica. A deformação plástica limitada de um duto rígido pode ser recuperada por operações de endireitamento bem conhecidas depois do desenrolar, antes de o duto endireitado ser incorporado à torre de elevação.

[0061] A seção de tubulação pode ser fixada ao feixe por tiras ou por fixação.

[0062] O feixe é adequadamente lançado para o mar em uma direção substancialmente vertical.

[0063] Modalidades específicas da invenção também fornecem um dispositivo ou aparelho montado em uma embarcação para a montagem offshore de um feixe de dutos. O dispositivo ou aparelho compreende um equipamento de endireitamento, tal como um guindaste ou um sistema de torre de colocação em J para levantar seções de núcleo de feixe pré-fabricado; equipamento de suspensão para suspender o feixe de dutos; uma estação de trabalho de conexão para conectar uma seção de núcleo pré-fabricada de extremidade para cima ao feixe mantido pelo equipamento de suspensão; e pelo menos um item do equipamento de alimentação para orientar

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17/30 transversalmente as seções de tubulação para o feixe de tubulação para fixar as seções de tubulação para o nível de tubulação na estação de trabalho de conexão.

[0064] O equipamento pendente pode compreender uma bucha que suporta uma estrutura pendente tal como pelo menos uma estrutura de guia do feixe de dutos, ou pode, em vez disso, compreender um prendedor por fricção.

[0065] O equipamento de alimentação pode compreender um carretei, uma roda guia e/ou um braço motorizados.

[0066] Dessa forma, de acordo com a invenção, um feixe de dutos para uma torre de elevação ou uma amarra é fabricado fora da costa pela suspensão do feixe a partir de uma embarcação de instalação; adição das seções de núcleo estruturais sucessivamente em uma extremidade superior do feixe suspenso; abaixamento do feixe depois da adição de cada seção de núcleo sucessiva; e alimentação de um ou mais comprimentos do duto de linha de fluxo além das seções de núcleo para incorporação no feixe.

[0067] Nas modalidades a serem descritas, o duto de linha de fluxo é enrolado em um carretei ou carrossel como uma peça de comprimento inteiro antes de ser desenrolado progressivamente à medida que seções de núcleo são adicionadas ao feixe de alongamento. O duto de linha de fluxo é, então, engatado às estruturas de guia e/ou blocos de flutuabilidade suportados pelas seções de núcleo, pelo movimento em uma direção radialmente interna através de uma abertura radialmente externa em uma formação de retentor. A abertura é, então, fechada para manter o duto de linha de fluxo na formação de retentor.

[0068] A fim de que a invenção possa ser compreendida mais prontamente, referência será feita agora, por meio de exemplo, aos desenhos em anexo, nos quais:

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18/30 [0069] A Figura 1 é uma vista lateral em corte parcial de uma embarcação de instalação adaptada de acordo com uma primeira modalidade da invenção, tirada ao longo da linha A-A da Figura 3, no processo de fabricação de uma torre de elevação que é lançada através de um moonpool da embarcação;

[0070] A Figura 2 é uma vista plana da embarcação de instalação ilustrada na Figura 1;

[0071] A Figura 3 é uma vista em detalhes ampliada correspondendo ao detalhe B da Figura 2;

[0072] A Figura 4 é uma vista lateral em corte parcial esquemática de uma segunda modalidade da invenção, onde uma embarcação de instalação emprega uma torre de colocação em J para fabricar uma torre de elevação e lança a torre de elevação sobre um lado da embarcação;

[0073] A Figura 5 é uma vista plana esquemática ilustrando como os dutos de elevação podem ser inseridos nos recessos em uma estrutura de guia da torre de elevação da Figura 4; e [0074] A Figura 6 é uma vista plana esquemática correspondente à Figura 5, mas ilustrando duas formas nas quais os dutos de elevação podem ser retidos na estrutura de guia depois da inserção.

[0075] Com referência, em primeiro lugar, às Figuras de 1 a 3, dos desenhos, as mesmas ilustram uma primeira modalidade da invenção em seu contexto de utilização. Aqui, uma embarcação de instalação 10 é ilustrada fabricando uma torre de elevação 12 em um local fora da costa que pode ser diretamente sobre, ou convenientemente próximo de um local de instalação submarina para a torre de elevação 12 depois da finalização.

[0076] A torre de elevação 12 é ilustrada construída parcialmente na Figura 1. A torre de elevação 12 pende livremente em uma orientação substancialmente vertical na coluna d'água sob a superfície

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19/30 do mar 14, representada aqui por uma linha tracejada. A extremidade inferior ou distai da torre de elevação 12 possui uma formação de pivô 16 para ancorar a torre de elevação 12, quando completada, a uma fundação do leito do mar (não ilustrada), como é bem compreendido pelos versados na técnica. No entanto, essa extremidade inferior da torre de elevação 12 permanece fora do leito do mar durante a fabricação e só é trazida para o leito do mar para instalação depois de a fabricação da torre de elevação 12 ter sido completada.

[0077] Será aparente que a torre de elevação 12 permanece ereta sob tensão de seu próprio peso durante a construção, instalação e utilização. Isso evita ou resiste efetivamente à fatiga de dobra que surge durante as operações de reboque e elevação que são necessárias para instalar as torres de elevação convencionalmente fabricadas. Será aparente também que a torre de elevação 12 pode ser fabricada sempre que houver águas profundas suficiente, sem se basear na disponibilidade limitada de pátios de fabricação costeiros como utilizados na técnica anterior.

[0078] As Figuras de 1 a 3 ilustram que a embarcação 10 compreende um moonpool 18 que se estende através de um convés de trabalho 20 da embarcação 10 e para dentro do mar 14. Um guindaste 22 acima do convés de trabalho 20 ao lado do moonpool 18 serve como um aparelho de elevação nessa modalidade. O guindaste 22 possui um braço 24 cujo alcance lateral estende através do moonpool 18.

[0079] Outras modalidades da invenção podem utilizar outro aparelho de elevação, tal como um braço de elevação ou um prendedor móvel de uma torre em colocação em J, como será explicado mais tarde com referência à Figura 4.

[0080] A Figura 1 ilustra a torre de elevação 12 compreende uma série de módulos fixados juntos, extremidade com extremidade, em

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20/30 sucessão longitudinal como uma sequência de dutos. Os módulos nesse exemplo são seções de núcleo estruturais pré-fabricadas 26, cada uma das quais compreende um duto de núcleo 28 cujo eixo geométrico longitudinal central 30 coincide com, e define parte do comprimento de um eixo geométrico longitudinal central da torre de elevação 12. O duto de núcleo 28, por sua vez, pode compreender uma junta de duto único ou duas ou mais juntas de duto soldadas, extremidade com extremidade.

[0081] Nesse exemplo, o comprimento de cada seção de núcleo estrutural 26, determinado pelo comprimento do duto de núcleo 28, não é maior do que a altura de elevação do guindaste 22 quando seu braço 24 é posicionado centralmente através do moonpool 18.

[0082] Cada seção de núcleo estrutural 26 ainda compreende uma estrutura de guia de extensão lateral 32 fixada ao duto de núcleo 28 perto de sua extremidade superior. A estrutura de guia 32, nesse exemplo, se estende em um plano substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal central 30. A estrutura de guia 32 pode ser soldada ou presa ao duto de núcleo 28. No último caso, as formações de batente no duto de núcleo 28 fornecem adequadamente um suporte para restringir qualquer tendência da estrutura de guia 32 em deslizar ao longo do duto de núcleo 28 em uso. Tais formações de batente são bem conhecidas na técnica - ver, por exemplo, a discussão em WO 2013/114211 - logo, não é necessária qualquer elaboração aqui.

[0083] Os blocos de funcionalidade 34 da espuma sintática são montados circunferencialmente em torno do duto de núcleo 28 sob cada estrutura de guia 32. Dessa forma, as cargas de impulsão ascendente flutuantes são transferidas através das estruturas de guia 32 a partir dos blocos de flutuabilidade 34 para os dutos de núcleo 28 da torre de elevação 12.

[0084] Nesse exemplo, os blocos de flutuabilidade 34 não são

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21/30 necessários para contribuir com o isolamento térmico e logo, são espaçados longitudinalmente para distribuir sua flutuabilidade ao longo da torre de elevação 12. No entanto, se necessários para o isolamento térmico, os blocos de flutuabilidade 34 podem apoiar em sucessão longitudinal para fornecer isolamento térmico substancialmente contínuo ao longo da torre de elevação 12.

[0085] Os blocos de flutuabilidade 34 são preferivelmente préinstalados em torno do duto de núcleo 28 de cada seção de núcleo estrutural 26 como ilustrado na Figura 1. Alternativamente, os blocos de flutuabilidade 34 podem ser instalados em torno do duto de núcleo 28 depois do que a seção de núcleo estrutural 26 é adicionada à sequência de seções de núcleo estruturais 26 que criam a torre de elevação 12. Em alguns exemplos, os blocos de flutuabilidade 34 podem ser presos por meios temporários para permitir o deslizamento ou travamento com relação à seção de núcleo estrutural 26.

[0086] As partes de extremidade curtas do duto de núcleo 28 se projetam longitudinalmente além da estrutura de guia 32 em uma extremidade superior da seção de núcleo estrutural 26 e além dos blocos de flutuabilidade 34 em uma extremidade inferior oposta da seção de núcleo estrutural 26. Isso fornece amplo espaço longitudinal para acessar o duto de núcleo 28 para preparação de solda, seguido pela solda, teste de solda e revestimento protetor. Opcionalmente, se o isolamento térmico contínuo for necessário ao longo do comprimento da torre de elevação 12, blocos de espuma adicionais podem, então, ser colocados em torno da região de junta soldada e revestida.

[0087] A Figura 1 ilustra a torre de elevação parcialmente completada 12 em um estágio anterior de construção. A torre de elevação 12 compreende atualmente apenas duas seções de núcleo estruturais 26 que foram fixadas uma à outra, extremidade por extremidade, pela solda de fundo entre extremidades projetadas

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22/30 apoiadas de seus dutos de núcleo 28. Quando soldados juntos, extremidade com extremidade, esses dutos de núcleo 28 formam o elemento de tensão principal da torre de elevação 12.

[0088] A seção superior das duas seções de núcleo estruturais 26 da torre de elevação 12 é suportada por uma bucha pendente 36 que se encontra centralizada sobre o moonpool 18. A bucha pendente 36 fecha sob a estrutura de guia 32 dessa seção de núcleo estrutural 26. Dessa forma, a estrutura de guia 32 serve como uma formação pendente para transmitir a carga de peso da torre de elevação parcialmente completada 12 para a embarcação 10 através da bucha pendente 36.

[0089] De acordo com a invenção, a torre de elevação 12 ainda compreende dutos de elevação 38 que se estendem continuamente a partir de uma seção de núcleo estrutural 26 para a próxima, ao longo do comprimento da torre de elevação 12. Os dutos de elevação 38 são suportados pelas estruturas de guia 32 espaçadas longitudinalmente ao longo da torre de elevação 12, de modo a se estender substancialmente em paralelo com relação aos dutos de núcleo sucessivos 28.

[0090] Nessa modalidade, existem quatro dutos de elevação 38 espaçados de forma equiangular em vista plana em torno de e fora dos dutos de núcleo 28 das seções de núcleo estruturais 26. Outras modalidades podem ter mais ou menos dutos de elevação, a partir de apenas um duto de elevação para mais de quatro dutos de elevação.

[0091] As extremidades inferiores dos dutos de elevação 38 são ancoradas adequadamente à seção de núcleo estrutural inferior 26 da torre de elevação 12. Essas extremidades são adequadamente fornecidas com acessórios de extremidade inferior para comunicação por fluido com o trabalho de dutos de uma instalação de leito de mar à qual a torre de elevação 12 será conectada para uso.

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23/30 [0092] Os dutos de elevação 38 são alimentados a partir do aparelho de armazenamento a bordo que mantém os dutos de elevação 38 em uma configuração curva compacta até que sejam necessários. Nesse exemplo, o aparelho de armazenamento compreende rodas respectivas 40 montadas no convés de trabalho 20 da embarcação 10. Os carreteis 40 giram em torno de eixos geométricos substancialmente horizontais em planos eretos de interseção ou paralelos respetivos que convergem no, e alinham substancialmente com o eixo geométrico longitudinal central comum 30 dos dutos de núcleo 28 que, juntos, formam a torre de elevação 12.

[0093] Os dutos de elevação 38 pode ser dutos flexíveis, dutos compostos ou dutos rígidos. Nesse exemplo, os dutos de elevação 38 são dutos compostos que são dobrados elasticamente em torno dos carreteis 40. Dessa forma, os dutos de elevação 38 tendem a endireitar por recuperação elástica à medida que saem dos carreteis 40.

[0094] Estruturas de guia 42 espaçadas acima da bucha pendente 36 orientam os dutos de elevação 38 a partir do topo dos carreteis 40 para dentro do alinhamento substancialmente vertical com os dutos de núcleo 28 da torre de elevação 12. MBR adequado para os dutos de elevação particular 38 é observado por todas as vistas.

[0095] À medida que os dutos de elevação 38 são orientados descendentemente e lateralmente em alinhamento vertical com os dutos de núcleo 28, os dutos de elevação 38 entram e são retidos dentro das formações de retentor de extensão longitudinal das estruturas de guia 32 e os blocos de flutuabilidade 34. Como será explicado em maiores detalhes na segunda modalidade ilustrada nas Figuras de 4 a 6 dos desenhos, isso mantém os dutos de elevação 38 substancialmente em paralelo com os dutos de núcleo 28.

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24/30 [0096] Várias seções de núcleo mais estruturais 26 devem ser adicionadas agora para completar a torre de elevação 12. A próxima seção de núcleo estrutural 26 é ilustrada aqui tendo sido erguida pelo guindaste 22 a partir do convés de trabalho 20 da embarcação 10 para uma posição central sobre o moonpool 18. A extremidade de projeção descendente de seu duto de núcleo 28 é ilustrada em alinhamento lateral com a extremidade projetada ascendentemente oposta do duto de núcleo 28 da seção de núcleo estrutural 26 no topo da torre de elevação 12.

[0097] Uma vez que a próxima seção de núcleo estrutural 26 é elevada e alinhada com a torre de elevação parcialmente completada 12 dessa forma, os dutos de núcleo opostos 28 são soldados no fundo, um ao outro, para incorporar a seção de núcleo estrutural 26 à torre de elevação alongada 12. O guindaste 22 pode, então, suportar o peso da torre de elevação 12 através da seção de núcleo estrutural superior 26, erguendo a partir da bucha pendente 36 a estrutura de guia 32 que suportou previamente o peso da torre de elevação 12.

[0098] Com o guindaste 22 suportando continuamente o peso da torre de elevação 12, a bucha pendente 36 pode, então, ser aberta para fornecer o espaço para a estrutura de guia 32 que suportou previamente o peso da torre de elevação 12. Isso permite que a torre de elevação 12 seja baixada para o mar 14 pelo comprimento da seção de núcleo estrutural recém-adicionada 26.

[0099] Simultaneamente, os dutos de elevação 38 são fornecidos a partir de seus carreteis respectivos 40, sendo puxados dos carreteis 40, ou puxados de carreteis 40, a um ponto necessário pelo movimento longitudinal descendente da torre de elevação 12. Dessa forma, os dutos de elevação 38 avançam a partir dos carreteis 40 em um movimento escalonado sincronizado com o movimento de lançamento escalonado da torre de elevação 12. Os carreteis 40

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25/30 mantêm adequadamente alguma tensão de retorno nos dutos de elevação 38, que encoraja os dutos de elevação 38 a endireitarem e permanecerem substancialmente retos.

[00100] A seguir, a bucha pendente 36 é fechada de modo que a estrutura de guia 32 da seção de núcleo estrutural superior 36 possa apoiar na bucha pendente 36, que, então, novamente, suporta o peso da torre de elevação 12 suspensa sob a embarcação. À medida que o movimento de lançamento descendente da torre de elevação 12 pausa consequentemente, os carreteis 40 também pausam sua distribuição de dutos de elevação 38.

[00101] O guindaste 22 está, então, livre para desconectar da seção de núcleo estrutural superior 26 e para virar em torno para coletar outra seção de núcleo estrutural 26, por exemplo, do convés de trabalho 20 da embarcação 10. O ciclo de fabricação, então, é repetido, onde comprimentos adicionais de dutos de elevação 38 são distribuídos a partir dos carreteis 40 para combinar a torre de elevação alongada 12.

[00102] Por fim, o comprimento total da torre de elevação 12 é completado, onde os dutos de elevação 38 podem ser cortados e encerrados adequadamente por acessórios de extremidade superior. Além disso, um módulo de flutuabilidade pode ser adicionado ao topo da seção de núcleo estrutural superior 26. A torre de elevação 12 pode, então, ser suspensa pelo guindaste 22 através do moonpool 18 para instalação, quando a formação de pivô 16, na extremidade inferior da torre de elevação 12, é utilizada para ancorar a torre de elevação 12 para uma fundação no leito do mar.

[00103] A carga de peso aparente no guindaste 22 e a bucha pendente 36 durante a fabricação e instalação da torre de elevação 12 são reduzidas pela impulsão ascendente flutuante dos blocos de flutuabilidade 34 e qualquer módulo flutuante adicional, quando

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26/30 submerso. A carga de peso e a orientação da torre de elevação 12 também podem ser controladas por operações de adição ou remoção de lastro. Isso pode, por exemplo, ser alcançado pela fixação da flutuabilidade temporária a, ou remover a flutuabilidade temporária da torre de elevação 12 ou pelo alagamento ou purga dos dutos de núcleo 28, o módulo de flutuabilidade ou outros tanques de flutuabilidade como esse como podem ser fixados permanentemente ou temporariamente à torre de elevação 12.

[00104] Voltando-se, a seguir, à segunda modalidade ilustrada nas Figuras de 4 a 6, referências numéricas similares são utilizadas para características similares. Nesse exemplo, que não é ilustrado em escala, o aparelho de elevação que ergue e abaixa as seções de núcleo estruturais sucessivas 26 compreende um braço de elevação 44 e um prendedor móvel 46 de uma torre de colocação em J 48. Isso é distinguido do guindaste 22 que serve como o aparelho de elevação na primeira modalidade. Além disso, a torre de colocação em J 48 é suportada por uma estrutura outrigger para lançar uma torre de elevação 50 através do lado ou popa de uma embarcação de instalação 52, em vez de através do moonpool.

[00105] Para facilitar a ilustração, a torre de elevação 50 nas Figuras de 4 a 6 é ilustrada como possuindo dois dutos de elevação 54 que são diametralmente opostos em torno de um duto de núcleo central 28. Além disso, os dutos de elevação 54 são exemplificados como dutos flexíveis que permitem um MBR relativamente pequeno. Os dutos de elevação 54 se estendem a partir dos carreteis 40 e em torno das rodas guia 56 em um nível acima da bucha pendente 36. As rodas guia 56 orientam os dutos de elevação 54 para o alinhamento vertical paralelo com os dutos de núcleo 28 e uma com a outra.

[00106] A descrição acima da primeira modalidade ilustrada nas Figuras de 1 a 3 faz referência aos dutos de elevação sendo mantidos

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27/30 nas formações de retentor de extensão longitudinal das estruturas de guia 32 e blocos de flutuabilidade 34. Exemplos de tais formações de retentor são ilustrados na segunda modalidade ilustrada nas Figuras de 4 a 6 e serão descritos agora.

[00107] Especificamente, as estruturas de guia 32 das seções de núcleo estruturais 26 e blocos de flutuabilidade associados 34 possuem sulcos, recortes ou recessos de comprimento total, extensão longitudinal e alinhamento circunferencial 58. Como mais bem apreciado nas Figuras 5 e 6, os recessos 58 são abertos em seu lado radialmente externo com relação ao eixo geométrico longitudinal central 30 do duto de núcleo associado 28.

[00108] À medida que os dutos de elevação 54 são orientados ou desviados descendentemente e lateralmente em alinhamento paralelo vertical com os dutos de núcleo 28, os dutos de elevação 54 entram nos recessos respectivos 58 em uma direção radialmente interna na direção do eixo geométrico longitudinal central 30. Um efeito similar pode surgir a partir do movimento descendente das seções de núcleo estruturais 26 à medida que são baixados pelo prendedor móvel 46 da torre em colocação em J 48. Os dutos de elevação 54 entrarão, então, nos respectivos recessos 58 progressivamente a partir do fundo dos recessos 58 para o topo. Isso também pode ocorrer na primeira modalidade, como ilustrado na Figura 1, quando as seções de núcleo estruturais 26 são baixadas pelo guindaste 22 com relação aos dutos de elevação de convergência 38.

[00109] Em cada caso, as seções de núcleo estruturais 26 movem em uma direção de lançamento descendente e os dutos de elevação 54 dobram à medida que movem descendentemente e radialmente para dentro ao longo dos percursos de alimentação que convergem com a direção de lançamento. Os percursos de alimentação nos recessos 58, onde os dutos de elevação 54 alcançam, por fim, a

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28/30 relação paralela com os dutos de núcleo 28 e, dessa forma, com a direção de lançamento que coincide com o eixo geométrico longitudinal central vertical 30.

[00110] Os lados abertos radialmente para fora dos recessos 58 são, então, fechados com encerramentos tal como prendedores 60 ou tiras 62 para reter os dutos de elevação 54 nos recessos 58. Os prendedores 60 ou tiras 62 podem, por exemplo, ser aplicados às estruturas de guia 32 em uma estação de solda 64 que aloja também uma bucha pendente 36. Isso impede o movimento radialmente para fora dos dutos de elevação 54 para fora dos recessos 58 e, dessa forma, mantém os dutos de elevação 54 substancialmente paralelos aos dutos de núcleo 28. A aplicação de prendedores 60 ou tiras 62 também pode ajudar a alinhar os dutos de elevação 54 com os recessos 58 e para pressionar os dutos de elevação 54 radialmente para dentro dos recessos 58.

[00111] Na Figura 6, um exemplo de um prendedor aparafusado 60 é ilustrado no lado esquerdo da estrutura de guia 32 e um exemplo de uma tira 62 é ilustrado no lado direito da estrutura de guia 32. Os prendedores 60 e tiras 62 também são ilustrados esquematicamente na Figura 4. Aqui, os prendedores 60 são ilustrados sendo aplicados às estruturas de guia 32 com o movimento radialmente para dentro em uma estação de solda 64 imediatamente acima da bucha pendente 36. As tiras 62 são, opcionalmente, aplicadas também aos blocos de flutuabilidade 34 para fornecer segurança adicional.

[00112] Muitas variações são possíveis sem se distanciar do conceito inventivo. Por exemplo, outro aparelho de armazenamento pode ser utilizado em vez de carreteis, tal como carrosséis que giram em torno dos eixos geométricos substancialmente verticais. Além disso, os dutos de elevação podem ser armazenados em, e supridos a partir do aparelho de armazenamento embutido que não está a bordo

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29/30 da embarcação de instalação, por exemplo, em uma barcaça de suprimento que é amarrada à embarcação de instalação.

[00113] Retentores tal como prendedores ou tiras podem ser aplicados à torre de elevação em uma estação adicional a jusante de, ou abaixo, da estação de solda.

[00114] As estruturas de guia não precisam ser incorporadas às seções de núcleo estruturais durante a pré-fabricação, mas podem, em vez disso, ser encaixadas nos dutos de núcleo em qualquer estágio antes de a torre de elevação ser lançada no mar. Isso pode ocorrer até mesmo depois de os dutos de núcleo terem sido incorporados ao topo da torre de elevação acima do nível de suspensão.

[00115] As técnicas da invenção podem instalar elementos alongados além dos dutos de elevação na torre de elevação em adição aos dutos de elevação propriamente ditos. Tais elementos podem ser umbilicais para portar energia ou fluidos de serviço ao longo da torre de elevação, em paralelo aos dutos de elevação.

[00116] Pode haver mais de um duto de núcleo, os dutos de núcleo estando em uma relação concêntrica ou mutuamente paralela.

[00117] As juntas de duto formando o duto de núcleo podem ser uma construção de duto em duto de parede única ou dupla. O duto de núcleo pode servir como uma linha de fluxo para produção de fluidos e/ou como um duto portador protetor para cabos de energia ou dados ou para outros dutos, tal como podendo portar fluidos de serviço.

[00118] Os princípios similares podem ser utilizados para fabricar um feixe de tubulação para uso em uma orientação substancialmente horizontal como uma estrutura de amarração, caso no qual o feixe completado pode ser inclinado com relação a uma orientação vertical, quando debaixo d'água, para instalação no leito do mar. Nesse pedido,

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30/30 não há necessidade de se ter um módulo de flutuabilidade superior e pode haver menos necessidade de se possuir blocos de flutuabilidade ao longo do feixe, apesar de alguns módulos de flutuabilidade removíveis ou alagáveis poderem ser utilizados de forma substitutiva ou adicional.

[00119] Pode ser desejável que o ângulo de colocação, ângulo de distanciamento ou ângulo de lançamento do feixe de dutos na água divirja do plano vertical enquanto ainda permanece reto, uma torre de colocação em J pode girar e inclinar para modificar esse ângulo, por exemplo, em até 15° a partir do plano vertical.

Claims (28)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método de montagem de um feixe de tubulação alongada offshore a bordo de uma embarcação de instalação, o método caracterizado pelo fato de compreender:

   suspender o feixe a partir da embarcação de modo que o feixe penda em uma orientação reta debaixo d'água sob a embarcação;

   fixar sucessivamente as seções de núcleo estruturais alongadas pré-fabricadas a uma seção de núcleo mais superior correspondente já incorporada ao feixe, em cada caso, para se tornar uma seção de núcleo superior recente do feixe;

   cada seção de núcleo estrutural alongada pré-fabricada compreendendo um duto de núcleo e pelo menos um dentre:

   uma estrutura de guia;

   um bloco de flutuabilidade;

   e depois de fixar cada seção de núcleo, abaixar o feixe em uma direção de lançamento descendente para suspender o feixe a partir da seção de núcleo superior recente;

   onde o método ainda compreende incorporar um comprimento do duto de linha de fluxo no feixe a bordo da embarcação, uma parte desse duto já incorporado ao feixe se estendendo ao longo do feixe além das seções de núcleo sucessivas, esse duto sendo um duto flexível, um duto composto ou um duto rígido como definido aqui.
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender o desenrolar do duto de linha de fluxo a partir do armazenamento enrolado para incorporação ao feixe.
3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender alimentar o duto de linha de

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   2/5 fluxo em um percurso de alimentação convergindo com a direção de lançamento.
4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender dobrar o duto de linha de fluxo ao longo de seu comprimento para seguir o percurso de alimentação.
5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato compreender realizar o movimento relativo do duto de linha de fluxo em uma direção radialmente interna com relação a uma seção de núcleo para incorporação ao feixe.
6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o dito movimento relativo do duto de linha de fluxo ocorrer à medida que o feixe é baixado na direção de lançamento.
7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o dito movimento relativo do duto de linha de fluxo ser pelo menos parcialmente realizado pelo movimento de uma seção de núcleo na direção de lançamento.
8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o dito movimento da seção de núcleo ocorrer depois da incorporação dessa seção de núcleo ao feixe.
9. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de compreender inserir o duto de linha de fluxo em uma formação de retentor de extensão longitudinal do feixe através de uma abertura radialmente externa da formação de retentor.
10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender inserir o duto de linha de fluxo na formação de retentor progressivamente em uma direção longitudinal.
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender inserir o duto de linha de fluxo primeiro em uma parte inferior da formação de retentor e, então, para

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    3/5 dentro de uma parte superior da formação de retentor.
12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender encerrar a abertura radialmente para fora das formações de retentor para reter o duto de linha de fluxo na formação de retentor.
13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender pressionar o duto de linha de fluxo na formação de retentor pela aplicação de um encerramento que encerra a abertura radialmente externa da formação de retentor.
14. 14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o duto de linha de fluxo se estender ao longo de seções de núcleo sucessivas do feixe como uma peça contínua.
15. 15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender armazenar o duto de linha de fluxo offshore como uma peça de comprimento total antes da incorporação ao feixe.
16. 16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender engatar o duto de linha de fluxo com as estruturas de guia, as estruturas de guia se estendendo radialmente para fora a partir das seções de núcleo do feixe.
17. 17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender suspender o feixe a partir das estruturas sucessivas dentre as estruturas de guia depois de baixar o feixe na direção de lançamento.
18. 18. Método, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de ainda compreender engatar o duto de linha de fluxo com blocos de flutuabilidade suportados por seções de núcleo do feixe.

    Petição 870190075682, de 06/08/2019, pág. 59/61

    4/5
19. 19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o feixe ser incorporado a uma torre de elevação ou uma amarração submarina.
20. 20. Aparelho para montagem de um feixe de tubulação alongado offshore, o aparelho sendo caracterizado pelo fato de compreender:

    equipamento pendente para suspender o feixe a partir da embarcação;

    uma estação de trabalho de conexão para adicionar seções de núcleo estruturais pré-fabricadas sucessivamente a uma extremidade superior do feixe suspenso; cada seção de núcleo estrutural alongada e pré-fabricada compreendendo um duto de núcleo e pelo menos um dentre:

    uma estrutura de guia;

    um bloco de flutuabilidade;

    baixar o equipamento a fim de baixar o feixe em uma direção de lançamento descendente depois de adicionar cada seção de núcleo sucessiva; e equipamento de alimentação de duto para alimentar um comprimento do duto de linha de fluxo além das seções de núcleo para incorporação ao feixe, pelo engate com pelo menos uma das estruturas de guia e/ou blocos de flutuabilidade.
21. 21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de ainda compreender o equipamento de elevação para erguer as seções de núcleo estruturais para a extremidade superior do feixe suspenso.
22. 22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de ainda compreender um armazenador de duto a montante do equipamento de alimentação de duto.
23. 23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22,

    Petição 870190075682, de 06/08/2019, pág. 60/61

    5/5 caracterizado pelo fato de o armazenador de duto ser disposto para armazenar o duto de linha de fluxo em uma configuração espiralada.
24. 24. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de o equipamento de alimentação de duto definir um percurso de alimentação que converge descendentemente com a direção de lançamento.
25. 25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender um equipamento guia para dobrar o duto de linha de fluxo ao longo de seu comprimento para seguir o percurso de alimentação.
26. 26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizado pelo fato de o percurso de alimentação ser disposto para desviar o duto de linha de fluxo em uma direção radialmente interna com relação a uma seção de núcleo incorporada ao feixe.
27. 27. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 26, caracterizado pelo fato de o percurso de alimentação ser disposto acima do equipamento pendente.
28. 28. Embarcação de instalação caracterizada pelo fato de compreender o aparelho, como definido em qualquer uma das reivindicações 20 a 27.