BR112020006824B1 - Sistema de proteção contra compressão de tubo ascendente e método para proteger um tubo ascendente - Google Patents

Abstract

Trata-se de um sistema para proteção contra compressão de um tubo ascendente adaptado para transportar gás a partir de um poço de produção de hidrocarboneto para proteção contra compressão em um poço, em que o sistema compreende: uma tubulação flexível, em que uma porção da tubulação flexível se estende para dentro do tubo ascendente ou para dentro do poço e em que a tubulação termina no interior do tubo ascendente ou no interior do poço; um sistema de controle de pressão disposto para criar um diferencial de pressão na tubulação flexível de modo que o líquido seja puxado do tubo ascendente ou do poço para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ou no poço; em que o comprimento da dita porção da tubulação flexível é variável dependendo da quantidade de líquido puxado para a tubulação flexível.

Description

[0001] A invenção se refere ao controle de fluxo de hidrocarbonetos em um cano, em uma linha de fluxo ou em um tubo ascendente e, em particular, à proteção contra compressão de tubo ascendente.

[0002] Uma linha de fluxo de produção de hidrocarboneto pode ser conectada a um tubo ascendente que transporta gás e líquidos a partir do poço para uma instalação de produção. A linha de fluxo e o tubo ascendente podem ser conectados um ao outro em um ponto de conexão. Alternativamente, tanto a linha de fluxo quanto o tubo ascendente podem ser parte de um único elemento tubular, pelo qual a parte do elemento tubular que se estende para cima em direção à superfície é chamada de tubo ascendente. Um desafio para uma linha de fluxo de transporte de gás e condensado pode ser a compressão de líquido, especialmente, para poços que estão no último estágio do ciclo de vida. A compressão de líquido inclui acúmulo periódico e movimento periódico de fluido no tubo ascendente. A velocidade de gás em um último estágio do ciclo de vida será inferior a um estágio anterior, o que contribui para os fluidos que se acumulam na linha de fluxo e no tubo ascendente. Em algum ponto, o filme líquido acumulado nas paredes do tubo ascendente pode iniciar a fluir em direção a uma base de tubo ascendente de uma maneira instável, gerando acúmulo de líquido na base de tubo ascendente e produção de líquido pulsante na plataforma. Isso é conhecido como compressão de líquido. Em algum ponto, a compressão de líquido pode se tornar tão severa que pode ocorrer preenchimento excessivo de separadores, o que, por sua vez, provoca problemas para usinas de processamento e, finalmente, torna necessário abandonar a linha de fluxo. Portanto, métodos eficazes e baratos para mitigação de compressão de líquido são desejáveis.

[0003] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para proteção contra compressão de um tubo ascendente adaptado para transportar gás a partir de um poço de produção de hidrocarboneto para proteção contra compressão em um poço, em que o sistema compreende: uma tubulação flexível, em que uma porção da tubulação flexível se estende para dentro do tubo ascendente ou para dentro do poço e em que a tubulação termina no interior do tubo ascendente ou no interior do poço; um sistema de controle de pressão disposto para criar um diferencial de pressão na tubulação flexível de modo que o líquido seja puxado do tubo ascendente ou do poço para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ou no poço; em que o comprimento da dita porção da tubulação flexível é variável dependendo da quantidade de líquido puxado para a tubulação flexível.

[0004] O sistema pode compreender adicionalmente um carretel para armazenar uma porção adicional da tubulação flexível e para variar o comprimento da dita porção da tubulação flexível que se estende para dentro do tubo ascendente.

[0005] O sistema pode compreender adicionalmente um sensor de pressão disposto para medir a pressão na tubulação flexível, e, opcionalmente, um sistema de controle disposto para aumentar o comprimento da dita seção se a pressão na tubulação estiver abaixo de um primeiro nível limítrofe e disposto para diminuir o comprimento da dita seção se a pressão na tubulação estiver acima de um segundo nível limítrofe. O primeiro nível limítrofe e o segundo nível limítrofe podem ser os mesmos, ou o segundo nível limítrofe pode ser superior ao primeiro nível limítrofe.

[0006] O sistema pode compreender adicionalmente um detector disposto para detectar a presença de fluido ou quantidade de fluido na tubulação flexível. O sistema pode compreender adicionalmente um sistema de controle disposto para: aumentar o comprimento da dita seção se a quantidade de fluido detectado estiver abaixo de um primeiro nível limítrofe, e se nenhum fluido for detectado; o sistema de controle disposto adicionalmente para: diminuir o comprimento da dita seção se a quantidade de fluido detectado estiver acima de um limite.

[0007] Opcionalmente, o sistema de controle de pressão compreende um tanque de baixa pressão e uma válvula, e em que a pressão no tanque de baixa pressão é inferior à pressão no tubo ascendente na seção em que a tubulação flexível termina. O sistema de controle de pressão pode compreender uma bomba.

[0008] O sistema pode compreender adicionalmente um sistema de retorno para retornar fluido extraído pela tubulação flexível de volta para o processo de produção, e, opcionalmente, o sistema de retorno compreende uma bomba multifásica. O sistema de controle de pressão pode compreender um separador conectado à dita tubulação flexível, e o tubo ascendente pode ser conectado a um separador adicional e o separador adicional pode ter uma pressão inferior à pressão do separador conectado à tubulação flexível.

[0009] O sistema pode compreender adicionalmente um espaçador disposto para incitar a extremidade da tubulação flexível contra uma parede interna do tubo ascendente e/ou um peso disposto para incitar a extremidade da tubulação flexível contra uma parede interna do tubo ascendente.

[0010] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um método para proteger um tubo ascendente adaptado para transportar gás a partir de um poço de produção de hidrocarboneto contra compressões de pressão ou para proteger um contra compressões de pressão, em que o método compreende: estender uma porção de uma tubulação flexível para dentro do tubo ascendente ou para dentro do poço, em que a tubulação termina no interior do tubo ascendente ou do poço; puxar o líquido do tubo ascendente ou do poço para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ou no poço ao criar um diferencial de pressão na tubulação flexível com um sistema de controle de pressão; variar o comprimento da dita porção da tubulação flexível dependendo da quantidade de líquido puxado para a tubulação flexível.

[0011] A etapa da dita variação pode compreender enrolar ou desenrolar a tubulação flexível em um carretel. O método pode compreender adicionalmente determinar a pressão na tubulação flexível e variar o comprimento dependendo da dita determinação. O método pode compreender adicionalmente determinar a quantidade de líquido na tubulação flexível e variar o comprimento dependendo da dita determinação. A etapa de puxamento de líquido pode compreender regular uma válvula para um reservatório de baixa pressão. A etapa de puxamento de líquido pode compreender controlar uma bomba. O método pode compreender adicionalmente transportar fluido a partir da tubulação flexível para uma instalação de produção.

[0012] O método pode compreender adicionalmente conectar o dito tubo ascendente a um primeiro separador e conectar a dita tubulação flexível a um separador adicional, em que a pressão do separador adicional é inferior à pressão do primeiro separador. O método pode compreender adicionalmente incitar a extremidade da tubulação flexível contra uma parede interna do tubo ascendente.

[0013] Os recursos adicionais são apresentados nas reivindicações dependentes anexas.

[0014] Algumas modalidades da presente invenção serão descritas agora a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos nos quais:

[0015] A Figura 1 ilustra um sistema de proteção contra compressão;

[0016] A Figura 2 ilustra um método;

[0017] A Figura 3 ilustra um sistema de proteção contra compressão;

[0018] A Figura 4 ilustra um sistema de proteção contra compressão;

[0019] A Figura 5 ilustra um sistema de proteção contra compressão;

[0020] A Figura 6 ilustra um sistema de proteção contra compressão;

[0021] A Figura 7a é uma seção transversal radial através de um tubo ascendente com um dispositivo de admissão, e

[0022] A Figura 7b é uma vista em perspectiva de um dispositivo de admissão e da tubulação.

[0023] É revelado no presente documento um sistema que pode ser usado para proteger um tubo ascendente e uma instalação de produção contra compressões de líquido. O tubo ascendente é usado para transportar gás e líquido de uma linha de fluxo localizada no leito do mar para uma instalação de produção. O tubo ascendente contém líquido e gás e, em taxas de fluxo de gás baixas, o líquido pode acumular e se mover de uma maneira semelhante à onda à jusante. É fornecida a tubulação flexível que se estende parcialmente para dentro do tubo ascendente e que acaba no interior do tubo ascendente. Um diferencial de pressão na tubulação flexível é fornecido de modo que qualquer líquido na área em que a tubulação acaba seja puxado para a tubulação flexível e seja transportado. O líquido pode ser transportado para um recipiente que é mantido a uma pressão inferior à pressão da área contida no tubo ascendente em que a tubulação acaba. A quantidade de líquido que é puxado para dentro da tubulação pode ser controlada por uma válvula reguladora fornecida entre a tubulação e o recipiente. Alternativamente, pode ser fornecida uma bomba que controla a quantidade de líquido puxado para dentro do elemento tubular flexível.

[0024] Em uma disposição típica, o tubo ascendente não apenas se estenderá continuamente para cima a partir da linha de fluxo de forma reta, mas o tubo ascendente terá muitas áreas com curvas e declives locais em que fluidos podem se acumular. A extremidade do elemento tubular flexível pode ser colocada em tal curva ou em um declive local para puxar o líquido para fora dessa área. Ao remover o líquido do tubo ascendente, uma compressão de líquido na qual o líquido coletado de repente se move para cima pode ser evitada. Se a quantidade de líquido que se acumula em uma área for grande o suficiente para ocupar toda a área de seção transversal, então, pode ser formado um tampão de líquido que bloqueia o fluxo de gás e provoca flutuações de pressão. A tubulação flexível pode ser estendida no tampão de modo que o tampão de líquido possa ser removido por sucção a partir da tubulação flexível.

[0025] Entretanto, também sem depressões locais do tubo ascendente em que o líquido pode se acumular como um tampão pode haver um problema de compressão de líquido. O condensado de gás se acumula tipicamente ao longo das paredes do tubo ascendente enquanto a área central do tubo ascendente permanece livre para o gás fluir. A título de exemplo, o condensado de líquido ao longo das paredes pode ocupar de 5% a 20% da área de seção transversal. Esse problema ocorre em tubo ascendentes que se estendem continuamente para cima. O líquido se moverá para cima sob influência do gás ascendente através do centro do tubo ascendente. O movimento ascendente do líquido não é um processo estável devido às forças opostas da gravidade e do atrito das paredes de tubo ascendente, e a instabilidade provoca ondas de líquido e compressão de líquido em vez de um fluxo estacionário. A tubulação flexível é usada para remover o líquido para reduzir a área de seção transversal ocupada por fluido e reduzir a quantidade total de fluido, desse modo, mitigando a compressão de líquido.

[0026] A extremidade da tubulação flexível no tubo ascendente está, de preferência, em contato com as paredes de tubo ascendente, especialmente, quando o gás flui através do centro do tubo ascendente e o condensado de gás é acumulado ao longo das paredes. Vários meios mecânicos podem ser fornecidos para incitar a tubulação contra as paredes internas de tubo ascendente. Uma opção pode ser um peso reforçado ou um dispositivo de entrada que é fixado à extremidade da tubulação flexível e que incita a extremidade da tubulação flexível em direção à parte mais baixa do tubo ascendente. Esse exemplo de peso reforçado ou dispositivo de entrada funciona melhor se o tubo ascendente tiver um componente horizontal significativo. Um outro exemplo é um espaçador que se estende a partir da tubulação flexível até a parede de tubo ascendente interna oposta para incitar a tubulação flexível contra a parede de tubo ascendente. Exemplos de espaçadores são dispositivos mecânicos simples, como uma mola mecânica ou uma haste extensível. Opcionalmente, os espaçadores podem ser ativados remotamente, mas exigirão linhas de comunicação e unidades de controle que adicionarão custos à configuração.

[0027] Em uma modalidade específica, a porção da tubulação flexível que está no exterior do tubo ascendente é armazenada em um carretel que pode ser usado também para variar o comprimento da porção da tubulação flexível que se estende para dentro do tubo ascendente. O comprimento da porção da tubulação que se estende para dentro do tubo ascendente pode ser controlado ativamente por um sistema de retroalimentação dependendo de uma quantidade detectada de fluido na tubulação flexível. Quando uma quantidade grande de fluido está presente, a tubulação flexível pode ser puxada para cima ao enrolar o carretel ou através de qualquer outro mecanismo de elevação. Alternativamente, a tubulação pode ser deixada no lugar se uma quantidade grande de fluido for detectada na tubulação. Se uma quantidade pequena de fluido ou nenhum fluido for detectado no interior da tubulação flexível, a tubulação pode ser estendida para atingir adicionalmente o interior do tubo ascendente e remover o líquido em uma seção do tubo ascendente mais próxima ao poço. Esse sistema de retroalimentação pode ser automatizado e ser controlado por um sistema de computação, ou pode ser executado manualmente. O sistema de controle ativo possibilita a elevação da mistura de gás e líquido a partir da base de tubo ascendente até o convés superior da plataforma.

[0028] O comprimento variável da tubulação flexível pode ser utilizado também para iniciar o fluxo na tubulação flexível. O diferencial de pressão exigido para começar o fluxo de uma quantidade grande de fluido de uma localização baixa no tubo ascendente pode ser relativamente grande. O diferencial de pressão exigido pode ser reduzido ao aumentar o ponto de admissão da tubulação flexível para começar o fluxo, e diminuir o ponto de admissão após o fluxo ter começado na localização desejado.

[0029] Métodos diferentes podem ser usados para detectar a presença de fluidos na tubulação flexível, como métodos acústicos ou ópticos padrão, ou densitômetro gama preso no convés superior da plataforma de tubulação em espiral. Alternativamente, a pressão na tubulação flexível próxima à válvula de controle pode ser detectada, e uma queda na pressão indicará um aumento da quantidade de gás e uma diminuição da quantidade de fluido.

[0030] Uma vantagem dessa disposição é que será eficiente para implementar em plataformas com equipamento de tubulação em espiral já no lugar. Em tal plataforma, a tubulação em espiral é conectada a um tanque de baixa pressão disponível através de uma válvula de controle. Isso permite puxar o líquido da base de tubo ascendente. A pressão ideal no tanque de baixa pressão depende da profundidade da base de tubo ascendente e da pressão no tubo ascendente. A diferença de pressão entre o processo de base de tubo ascendente e o tanque de baixa pressão determina o potencial de condução para extração de líquido.

[0031] Uma pluralidade de separadores pode ser usada na separação de estágio dos hidrocarbonetos. O primeiro separador, denominado separador de primeiro estágio, tem tipicamente a pressão mais alta e a pressão operacional é reduzida sequencialmente em cada separador sucessivo. A tubulação flexível terá capacidade de executar uma função de sucção se a pressão no interior da tubulação flexível for inferior à pressão no interior do tubo ascendente. Essa diferença de pressão pode ser alcançada ao conectar a tubulação flexível a um separador que tem uma pressão inferior à pressão do separador mais próximo ao qual o tubo ascendente está conectado. Em um exemplo, a seção de tubo ascendente é conectada diretamente a um separador de primeiro estágio, e a tubulação flexível é conectada a um separador de segundo estágio.

[0032] Um diferencial de pressão variável pode ser aplicado à tubulação flexível, por exemplo, com uma bomba ou com instalações de controle de pressão fornecidas no separador. O comprimento variável da tubulação flexível e a pressão variável fornecem dois controles que podem ser usados em conjunto ou independentemente para controlar a admissão de fluidos na tubulação flexível.

[0033] A tubulação flexível pode ser instalada para proteção contra compressão em um tubo ascendente. Alternativamente, a tubulação flexível pode ser instalada no interior da tubulação em um poço de condensado-gás. Os poços de gás e condensado podem se tornar instáveis e, finalmente, precisam ser abandonados devido ao acúmulo de líquido. Os métodos descritos no presente documento são aplicáveis a um poço e as hidrodinâmicas são similares quando em comparação a um tubo ascendente. Entretanto, se o poço tiver sua cabeça de poço localizada no leito do mar, pode não haver um separador de baixa pressão ou um separador de alta pressão disponível para conexão à extremidade de cabeça de poço de tubulação em espiral e à tubulação de cabeça de poço respectivamente. Em tal configuração, a extremidade de cabeça de poço da tubulação em espiral poderia ser conectada a uma linha de fluxo submarina de baixa pressão, enquanto a tubulação de poço poderia ser conectada a uma linha de fluxo separada localizada em uma alta pressão. Se a cabeça de poço estiver localizada acima do nível do mar, isto é, em uma plataforma de cabeça de poço, a tubulação em espiral e a tubulação de poço poderiam ser conectadas a separadores de baixa pressão e de alta pressão, respectivamente, conforme descrito para uma configuração de tubo ascendente. Em alguns poços de gás e condensado, a porção principal de líquido a ser removida profundamente no poço é o líquido que flui para baixo a partir de uma parte superior do poço devido à condensação na parte superior do poço. Em uma modalidade descrita em mais detalhe abaixo, o dispositivo de admissão é projetado diferentemente para capturar o líquido em condensação que flui para baixo em vez de ser projetado para capturar o líquido que flui para cima a partir do reservatório.

[0034] Um exemplo particular de tubulação flexível para fluxo de gás-líquido é a tubulação em espiral. Um diâmetro de tubulação em espiral adequado é selecionado para otimizar a quantidade de líquido que é extraído enquanto minimiza a quantidade de gás que é levada para a tubulação em espiral. Se uma camada fina de líquido estiver presente ao longo das paredes, então, uma tubulação em espiral de diâmetro pequeno correspondente é selecionada. Se a tubulação for conectada a um tanque de baixa pressão que não é parte do processo de separação regular (como um separador de segundo estágio ou de estágio superior), então, a mistura de gás e líquido extraída é bombeada de volta para o processo com o uso de uma bomba multifásica pequena. Se a taxa de fluxo de gás na tubulação flexível for muito alta para uma bomba multifásica, então, um compressor pequeno é usado em paralelo a uma bomba de líquido separada. Se a saída da tubulação em espiral for conectada diretamente a um separador de segundo ou terceiro estágio, nenhuma bomba ou compressor será exigido, mas apenas uma válvula de controle.

[0035] A tubulação flexível permite uma operação de pigagem ao extrair simplesmente a tubulação flexível do tubo ascendente completamente e retornar com a tubulação flexível após a operação ter sido concluída.

[0036] A Figura 1 ilustra uma linha de fluxo 1 e um tubo ascendente 2 que pode carregar gás e líquidos em uma direção 3 voltada para uma instalação de processamento. Um separador de primeiro estágio 4 é usado. A pressão no separador de primeiro estágio é 2.000 KPa (20 Bar) (a). Uma tubulação em espiral 5 se estende para dentro do tubo ascendente e é disposta para puxar fluido da parte mais baixa do tubo ascendente 2. A tubulação em espiral 5 é fornecida em um carretel 6 no exterior do tubo ascendente. O carretel 6 pode ser usado para enrolar e desenrolar a tubulação em espiral, correspondendo respectivamente a reduzir e estender a quantidade da tubulação em espiral que se estende para dentro do tubo ascendente 5. Uma válvula 7 controla o fluxo de fluido a partir da tubulação em espiral em direção a um tanque de baixa pressão 8. O tanque de baixa pressão é mantido a uma pressão de cerca de 200 KPa (2 Bar) (a), enquanto a pressão no separador de primeiro estágio 4 é 2.000 KPa (20 Bar) (a). O fluido é bombeado a partir do tanque de baixa pressão para uma parte adicional do processo, como um separador de segundo estágio (não ilustrado). Alternativamente, o tanque de baixa pressão 8 pode ser um separador, como um separador de 2° estágio, 3° estágio ou estágio superior.

[0037] A Figura 2 ilustra um método revelado no presente documento. O método inclui as etapas de: S1, estender uma porção de tubulação flexível para dentro do tubo ascendente; S2, puxar o líquido do tubo ascendente para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ao criar um diferencial de pressão na tubulação flexível com um sistema de controle de pressão; e S3, variar o comprimento da dita porção da tubulação flexível dependendo da quantidade de líquido puxada para a tubulação flexível.

[0038] O sistema descrito no presente documento permite a redução do risco de formação de onda de compressão. O sistema pode ser usado para estender a vida útil dos campos de gás e condensado. Sem os métodos apropriados para mitigação de compressão, as linhas de fluxo podem precisar serem abandonadas devido às instabilidades de compressão severas. Ter capacidade de remover eficientemente o líquido das linhas de fluxo por meio do presente sistema previne parcial ou completamente instabilidades de compressão, desse modo, possibilitando a produção continuada.

[0039] Em algumas modalidades, é benéfico terminar a tubulação em espiral em uma localização de convés superior da plataforma e suspender a tubulação em espiral em uma disposição de suspensor de tubulação em espiral colocada no interior do tubo ascendente. A Figura 3 ilustra uma disposição similar à disposição da Figura 1, em que os mesmos números de referência são usados para os mesmos recursos. A inserção ilustra esquematicamente um fluxo 31 na linha de fluxo 1, em que o fluxo inclui condensado de gás e líquido contra a superfície interna inferior. Um fluxo de gás 32 entrará no tubo ascendente e uma mistura de gás e líquido 33 fluirá para cima na tubulação flexível. A linha 35 ilustra a interface entre o nível do mar e um vão de ar, enquanto a linha 36 ilustra a interface entre o vão de ar e o convés superior da plataforma. É fornecida uma conexão 37 que conecta o tubo ascendente 2 à tubulação de convés superior da plataforma. Em uma posição ao longo da tubulação de convés superior da plataforma indicada com a seta 38, a tubulação flexível é coitada e a seção da tubulação flexível acima da seta 38 é removida. Um cano sai da tubulação de convés superior da plataforma em direção à unidade de controle 40, que pode incluir o tanque de baixa pressão 8 (nesse caso, os elementos 8 e 40 na Figura 3 seriam combinados) ou um dispositivo de controle de pressão diferente. Essa disposição possibilita o uso do sistema de tubulação em espiral sem encaminhar a mistura de gás e líquido elevada a partir do tubo ascendente através do carretel. A disposição sem o carretel tem menos componentes e tem um risco reduzido de vazamento quando em comparação a um sistema com um carretel, e é, portanto, mais provável de ser aprovado como uma parte permanente de um sistema de produção. Então, a disposição inicial pode ser configurada com o uso de um carretel localização em uma embarcação. Quando a tubulação flexível foi inserida no tubo ascendente, a tubulação flexível pode ser terminada no convés superior da plataforma e pode ser fixada à tubulação, chamada de ‘suspensão’, e a embarcação pode navegar com o carretel. Quando o comprimento da tubulação flexível é fixado, a quantidade de líquido que é puxada para a tubulação flexível pode ser controlada ao definir a pressão no interior da tubulação flexível. Uma válvula de estrangulamento para um separador de estágio superior pode ser usada para definir a pressão, ou a velocidade de uma bomba multifásica pode ser usada como um parâmetro de controle.

[0040] A Figura 4 ilustra uma modalidade específica de um dispositivo de admissão em mais detalhe. O dispositivo de admissão 41 é fixado à extremidade da tubulação flexível 42. A tubulação flexível pode ser a tubulação em espiral. A parte A da Figura 4 é uma seção transversal na direção radial do tubo ascendente e a parte B é uma seção transversal do tubo ascendente (ou linha de fluxo) 43 na direção axial. Conforme mostrado na parte A, a seção transversal do dispositivo de admissão na direção radial mostra um formato oval de modo que a área na qual o dispositivo de admissão está em contato com a parede interior do tubo ascendente seja maior que se o dispositivo de admissão tiver uma seção transversal circular como a tubulação flexível 42. O gás monofásico flui através do tubo ascendente e parcialmente para o dispositivo de admissão conforme ilustrado com as setas 44. Um filme líquido é puxado para o dispositivo de admissão conforme indicado pela seta 45. A tubulação flexível conterá uma mistura de gás e líquido. O dispositivo de admissão da modalidade ilustrada é incitado contra a parede interior inferior do tubo ascendente pelo peso do dispositivo de admissão. Um exemplo específico do peso do dispositivo de admissão é 100 kg para um tubo ascendente com diâmetro interno de 40 cm. A conexão entre a tubulação flexível e o dispositivo de admissão pode ser conexão giratória para permitir que a montagem passe por curvas, ou alternativamente, a conexão pode ser uma conexão fixada.

[0041] A Figura 5 ilustra uma modalidade adicional. Os mesmos números de referência que esses na Fig. 4 correspondem aos mesmos componentes conforme descrito previamente. Os métodos revelados no presente documento poderiam ser usados em tubo ascendentes de água profunda, ou em um poço, em que o diferencial de pressão entre um tanque de alta pressão, como o tanque 4 na Figura 3, e um tanque de baixa pressão, como o tanque 8 ou dispositivo 40 na Figura 3, no convés superior da plataforma não é suficiente para elevar um líquido monofásico desde o leito do mar até o convés superior da plataforma na tubulação flexível. A sucção como um resultado do diferencial de pressão pode não ser suficientemente forte para transportar o líquido para cima por uma distância longa. Se a sucção não for suficiente, a elevação por gás poderia ser usada para iniciar o fluxo de líquido na tubulação flexível. A Figura 5 ilustra um bocal de gás 51 disposto na tubulação flexível e que termina dentro ou próximo ao dispositivo de admissão 41 de modo que o fluxo de gás possa ser fornecido para iniciar o fluxo para a tubulação flexível ou suportar o fluxo contínuo na tubulação flexível. O gás de elevação pode ser enviado a partir do convés superior da plataforma (ou cabeça de poço) com o uso de tubulação em espiral concêntrica (isto é, cano em cano) em uma bobina. Alternativamente, as cordas paralelas da tubulação em espiral regular ligadas em conjunto lado a lado podem ser usadas.

[0042] A Figura 6 ilustra uma modalidade adicional. Os mesmos números de referência como nas figuras 4 e 5 correspondem aos mesmos componentes. O fluxo de líquidos é agora diferente do fluxo ilustrado nas Figuras 4 e 5. O líquido 61 flui para baixo na seção de cano acima do dispositivo de admissão 62. O dispositivo de admissão é conformado de modo que o fluxo par baixo seja capturado e canalizado na tubulação flexível. O líquido se acumula acima do dispositivo de fluxo de entrada conforme ilustrado pela área sombreada 63 antes de ser bombeado a montante pelo diferencial de pressão. A porção de extremidade 64 do dispositivo de admissão que fica voltada para baixo está fechada enquanto a porção de extremidade 65 do dispositivo de admissão que fica voltada para cima está aberta para receber o fluido.

[0043] A Figura 7a ilustra uma seção transversal radial através de um tubo ascendente 71 na qual um dispositivo de admissão 72 e a tubulação flexível 73 são fornecidos. A Figura 7b ilustra uma vista em perspectiva do dispositivo de admissão e da tubulação flexível. Conforme ilustrado, o dispositivo de admissão é orientado contra a parede interna do tubo ascendente pela gravidade. A parte inferior do dispositivo de admissão tem uma curvatura que corresponde à curvatura correspondente ao diâmetro interno D do tubo ascendente. Como um resultado, a parte inferior do dispositivo de admissão é nivelada com a parede interna do tubo ascendente. Um filme de fluido que está presente na parte inferior do tubo ascendente será puxado para o dispositivo de admissão quando a tubulação flexível está a uma pressão inferior que o tubo ascendente. A parte superior 74 do dispositivo de admissão é plana com a finalidade de reduzir a quantidade de gás que é puxada para a tubulação flexível. A parte superior do dispositivo de admissão pode ter também outros formatos além do formato plano ilustrado nas Figuras 7a e 7b, por exemplo, um formato convexo ou côncavo.

[0044] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de modalidades preferenciais conforme apresentado acima, deve ser entendido que essas modalidades são apenas ilustrativas e que as reivindicações não se limitam a essas modalidades. Esses elementos versados na técnica terão capacidade de fazer modificações e alternativas tendo em vista a revelação que são contempladas como estando contidas no escopo das reivindicações anexas. Cada recurso revelado ou ilustrado do presente relatório descritivo pode ser incorporado na invenção, seja sozinho ou em qualquer combinação apropriada com qualquer outro recurso revelado ou ilustrado no presente documento.

Claims (15)

1. Sistema de proteção contra compressão de um tubo ascendente adaptado para transportar gás a partir de um poço de produção de hidrocarboneto ou para proteção contra compressão em um poço, em que o sistema é caracterizado pelo fato de que compreende: uma tubulação flexível, em que uma porção da tubulação flexível se estende para dentro do tubo ascendente ou para dentro do poço e em que a tubulação flexível termina no interior do tubo ascendente no interior do poço, em que: uma extremidade da tubulação flexível é conectada a um dispositivo de admissão; em que, o dispositivo de admissão tem uma seção transversal pelo menos parcialmente oval em uma direção radial da tubulação flexível; ou em que, o dispositivo de admissão termina em uma porção de extremidade, em que a porção de extremidade do dispositivo de admissão compreende uma parede externa parcialmente tubular; e a curvatura externa da parede externa parcialmente tubular corresponde à curvatura interna da parede interior do tubo ascendente ou do poço; um sistema de controle de pressão disposto para criar um diferencial de pressão na tubulação flexível de modo que o líquido seja puxado do tubo ascendente ou do poço para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ou no poço.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a compressão compreende um filme líquido acumulado contra uma parede interna do tubo ascendente ou do poço; em que o sistema de controle de pressão compreende um canal de comunicação de pressão entre o tubo ascendente ou o poço e um separador de primeiro estágio, e um canal de comunicação de pressão entre a tubulação flexível e um dispositivo com uma pressão inferior à pressão do separador de primeiro estágio; e em que, em uso, a parede externa parcialmente tubular é orientada contra a parede interior do tubo ascendente ou do poço.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um carretel para armazenar uma porção adicional da tubulação flexível e para variar o comprimento da dita porção da tubulação flexível que se estende para dentro do tubo ascendente para dentro do poço.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor de pressão disposto para medir a pressão na tubulação flexível, um sistema de controle disposto para aumentar o comprimento da porção da tubulação flexível se estendendo para dentro do tubo ascendente ou do poço se a pressão na tubulação flexível estiver abaixo de um primeiro nível limítrofe e disposto para diminuir o comprimento da dita porção se a pressão estiver acima de um segundo nível limítrofe, e, opcionalmente, em que o primeiro nível limítrofe e o segundo nível limítrofe são os mesmos, ou em que o segundo nível limítrofe é superior ao primeiro nível limítrofe.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um detector disposto para detectar a presença de fluido ou quantidade de fluido na tubulação flexível, um sistema de controle disposto para: aumentar o comprimento da porção da tubulação flexível que se estende para o tubo ascendente até o poço se a quantidade de fluido detectado estiver abaixo de um primeiro nível limítrofe, ou se nenhum fluido for detectado; o sistema de controle disposto adicionalmente para: diminuir o comprimento da dita porção se a quantidade de fluido detectado estiver acima de um limite.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo com uma pressão inferior à pressão do separador de primeiro estágio compreende um ou mais dentre: um tanque de baixa pressão e uma válvula; um separador de segundo estágio ou de estágio superior.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de pressão compreende uma primeira conexão entre o poço e uma primeira linha de fluxo e uma segunda conexão entre a tubulação flexível e uma segunda linha de fluxo, e em que a pressão na primeira linha de fluxo é superior à pressão na segunda linha de fluxo.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de retorno para retornar fluido extraído pela tubulação flexível de volta para o processo de produção, e, opcionalmente, em que o sistema de retorno compreende uma bomba multifásica.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um espaçador ou peso disposto para incitar a extremidade da tubulação flexível contra uma parede interna do tubo ascendente ou do poço.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma linha de fluxo de gás que termina na ou próximo à posição em que a tubulação flexível termina, em que a linha de fluxo de gás é adequada para injetar gás na tubulação flexível para fornecer a elevação de gás.

11. Método para proteger um tubo ascendente adaptado para transportar gás a partir de um poço de produção de hidrocarboneto contra compressões de pressão ou para proteger um poço contra compressões de pressão, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: estender uma porção de uma tubulação flexível para dentro do tubo ascendente ou para dentro do poço, em que a tubulação flexível termina no interior do tubo ascendente ou do poço, em que; uma extremidade da tubulação flexível é conectada a um dispositivo de admissão; em que, o dispositivo de admissão tem uma seção transversal pelo menos parcialmente oval em uma direção radial da tubulação flexível; ou em que, o dispositivo de admissão termina em uma porção de extremidade, em que a porção de extremidade do dispositivo de admissão compreende uma parede externa parcialmente tubular; e a curvatura externa da parede externa parcialmente tubular corresponde à curvatura interna da parede interior do tubo ascendente ou do poço; puxar o líquido do tubo ascendente ou do poço para a tubulação flexível se o líquido estiver presente no tubo ascendente ou no poço ao criar um diferencial de pressão na tubulação flexível com um sistema de controle de pressão.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a compressão compreende um filme líquido acumulado contra uma parede interna do tubo ascendente ou do poço; em que a criação do diferencial de pressão compreende fornecer um canal de comunicação de pressão entre o tubo ascendente ou o poço e um separador de primeiro estágio, e fornecer um canal de comunicação de pressão entre a tubulação flexível e um dispositivo com uma pressão inferior à pressão do separador de primeiro estágio;e em que o método compreende adicionalmente orientar a parede externa parcialmente tubular da porção de extremidade contra a parede interior do tubo ascendente ou do poço.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que compreende variar o comprimento da dita porção da tubulação flexível ao enrolar ou desenrolar a tubulação flexível em um carretel, ou adaptar a pressão na tubulação flexível, opcionalmente, dependendo de uma etapa anterior de: determinar a pressão na tubulação flexível, ou determinar a quantidade de líquido na tubulação flexível; e, opcionalmente, seguido pela etapa de cortar a tubulação flexível, suspendendo a tubulação flexível a partir do tubo ascendente, conectando a tubulação flexível ao dito sistema de controle de pressão.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito puxamento de líquido compreende: regular uma válvula para um reservatório de baixa pressão ou para um separador, ou controlar uma bomba.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer uma linha de fluxo de gás e injetar gás na tubulação flexível.