BR112020017957A2

BR112020017957A2 - Descarga de hidrocarbonetos dos campos submarinos

Info

Publication number: BR112020017957A2
Application number: BR112020017957-4A
Authority: BR
Inventors: Morten Saeterdal
Original assignee: Subsea 7 Norway As
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-12-22
Also published as: EP3765356A1; US11248421B2; US20210002965A1; GB2571955A; AU2019233611A1; EP3765356B1; WO2019175259A1; GB201804047D0; GB2571955B

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de descarga para conduzir hidrocarbonetos de um submarino do riser suportado por flutuabilidade ao navio-tanque de superfície compreende uma mangueira flexível que pendura da estrutura de riser em um formato de u tendo primeiro e segundo membros. uma extremidade superior do primeiro membro se comunica com o riser e uma extremidade superior do segundo membro termina em uma cabeça de tração para conectar a mangueira ao navio-tanque. um peso maciço age sobre uma curva inferior da mangueira entre os membros para manter tensão nos membros. um suporte subsuperfície fixado à estrutura de riser é disposto para segurar a cabeça de tração contra a tensão no segundo membro da mangueira quando o sistema está em um estado de espera. o suporte é deslocado lateralmente a partir de um eixo central longitudinal da estrutura de riser e um contrapeso é posicionado ao lado do qual o eixo está oposto ao suporte.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DES- CARGA DE HIDROCARBONETOS DOS CAMPOS SUBMARINOS".

[1] Esta invenção se refere a soluções de descarga offshore para a exportação de fluidos de hidrocarbonetos, como óleo produzido a partir de poços submarinos. A invenção está particularmente preocu- pada com os desafios de conectar temporariamente um navio-tanque a uma instalação no fundo do mar, especialmente em águas profundas.

[2] A exploração offshore de petróleo e gás está sendo realizada em águas cada vez mais desafiadoras, com campos agora sendo de- senvolvidos em lâmina d'água de 3000m ou mais. Para recuperar hidro- carbonetos de tais profundidades, os projetistas de sistemas de riser e descarga enfrentam desafios técnicos difíceis. Esses desafios podem ser agravados pelas características da hidrodinâmica do fundo do mar e pelas baixas temperaturas do reservatório.

[3] A invenção também surge dos desafios de desenvolver cam- pos de petróleo submarinos marginais, incluindo campos pequenos, re- motos ou inacessíveis. Enfrentar esses desafios exige que o custo de produção e o investimento de capital sejam minimizados.

[4] Um sistema de produção de petróleo submarino típico com- preende poços de produção, cada um com uma cabeça de poço, oleo- dutos operando no fundo do mar, estruturas para apoiar válvulas e co- nectores, coletores e risers para trazer os fluidos de produção para a superfície. Na superfície, uma instalação de convés que pode ser uma plataforma ou um navio recebe os fluidos de produção antes de seu transporte para a frente.

[5] O petróleo bruto é um fluido multifásico que geralmente con- tém areia, óleo, água e gás. Esses componentes do fluxo do poço inte- ragem de várias maneiras que tendem a diminuir a taxa de fluxo no sis- tema de produção, desde a cabeça do poço até o armazenamento. Um modo de falha crítica na produção de petróleo bruto é o entupimento ou entupimento dos dutos por sólidos porque a remediação de tais blo- queios pode ser extremamente cara, especialmente em águas profun- das.

[6] Quando a temperatura de um fluxo de poço diminui abaixo de um certo limite, a uma determinada pressão, os componentes do pe- tróleo bruto podem reagir juntos ou individualmente para coagular ou precipitar como cera sólida, asfaltenos ou hidratos que podem obstruir um oleoduto. Por exemplo, a cera aparecerá tipicamente no óleo a uma temperatura de cerca de 30°C.

[7] Como o petróleo bruto está quente na saída de uma cabeça de poço, normalmente em torno de 200°C, uma abordagem na produ- ção de petróleo submarino é manter a temperatura do óleo acima do limite crítico até que o petróleo tenha sido entregue a uma instalação de topo. Lá, o óleo pode ser tratado para permitir que o óleo tratado seja transportado à temperatura ambiente em navios-tanques ou dutos.

[8] Duas abordagens principais são conhecidas na técnica para reduzir o custo de produção de petróleo de campos submarinos, espe- cialmente campos submarinos marginais. Uma primeira abordagem é simplificar o equipamento submarino tanto quanto possível, por exem- plo, usando uma tubulação longa, isolada e opcionalmente também aquecida que se estende a partir de uma cabeça de poço e um mínimo de equipamento adicional submarino. Onde os campos são isolados ou remotos, um desafio dessa abordagem é que o custo de instalação e opcional de aquecimento de uma longa tubulação se torna um grande elemento do custo de desenvolvimento e operação.

[9] Os campos marginais requerem soluções de baixo custo. Em muitos casos, especialmente para campos isolados, é importante remo- ver o custo do gasoduto. Uma alternativa é usar uma unidade de arma- zenamento submarino para armazenar o petróleo bruto produzido antes do descarregamento. Por exemplo, o petróleo bruto pode ser armaze- nado em um saco inflável no fundo do mar.

[10] Assim, a presente invenção surge de - mas não está limitada a - uma segunda abordagem, a saber, transferir pelo menos algumas funções de produção e armazenamento convencionais para um local submarino para exportação intermitente de petróleo por navios-tanque lançadores. Isso envolve a separação submarina, processamento e ar- mazenamento do óleo produzido. Ao deslocar pelo menos algumas eta- pas de processamento de óleo da superfície para o fundo do mar, a necessidade de isolamento térmico ou aquecimento pode ser reduzida.

[11] Portanto, é necessário exportar ou descarregar periodica- mente o petróleo que foi processado e armazenado submarino sempre que a transferência para um navio-tanque for necessária. Para o des- carregamento, um navio-tanque lançador conecta-se diretamente a uma unidade de armazenamento ou indiretamente a um sistema de exporta- ção distinto que normalmente compreende uma boia.

[12] Muitas soluções são conhecidas para o descarregamento offshore de fluidos de hidrocarbonetos. A maioria envolve a exportação de tais fluidos de uma instalação de armazenamento de superfície ou de superfície para um navio-tanque que está fluidamente conectado à instalação de armazenamento de superfície. Normalmente, os sistemas de armazenamento de mangueiras estão localizados na instalação de armazenamento superior. Por exemplo, no documento WO 99/42358, a instalação de armazenamento no topo é um navio flutuante de armaze- namento e descarga (FSO) e no WO 2015/22477, a instalação de arma- zenamento no topo é uma plataforma flutuante SPAR. WO 99/00579 e WO 98/14363 também divulgam plataformas SPAR, que nestes exem- plos estão conectadas a uma instalação de armazenamento submarina.

[13] Instalações de armazenamento de superfície, como FSOs e SPARs, são estruturas complexas e volumosas que são muito caras.

Além disso, conectá-los a um navio-tanque pode ser um desafio.

[14] Um navio-tanque pode se conectar a uma boia de descarga, também localizada na superfície. A boia de descarga é conectada de maneira fluida a uma linha na superfície ou próxima a ela, conhecida como linha de descarga (OLL), que é recolhida pelo navio-tanque e transportada a bordo para conexão. Isso não elimina a necessidade de sistemas de superfície.

[15] Às vezes, o armazenamento parcial é fornecido por uma boia de superfície, conforme divulgado no documento WO 2009/117901. US 6688348 e US 5275510 divulgam outro sistema de exportação no qual uma boia de terminação próxima à superfície suporta uma mangueira de exportação. Especificamente, em US 5275510 uma série de man- gueiras são conectadas a uma boia de distribuição submarina, ela pró- pria conectada a uma boia de superfície que é recolhida e conectada a um navio-tanque lançador.

[16] Risers permanentes são conhecidos, por exemplo, conforme divulgado em WO 2013/037002, conectados por tubos de ligação flexí- vel a um navio de armazenamento e descarregamento de produção flu- tuante (FPSO) ou outra instalação de superfície. Uma desvantagem desse arranjo é sua permanência: um FPSO deve estar na estação con- tinuamente para processar hidrocarbonetos que fluem do riser; da mesma forma, os tubos de ligação entre o riser e o FPSO são um sis- tema permanente que normalmente permanecerá no lugar até que o riser seja desativado. Um sistema de exportação adicional do FPSO para um navio-tanque lançador continua sendo necessário, diretamente ou por meio de uma boia, conforme descrito acima.

[17] WO 2006/090102 divulga um sistema de tanque ancorado ao fundo do mar.

[18] US2011/226484 descreve um riser em catenária de aço. O riser é conectado a uma boia subterrânea por um colar de riser que en- gata um elemento flexível. As cargas de tração no riser são transferidas para cargas compressivas no elemento flexível, o que é benéfico quando o riser se move em relação à boia subterrânea.

[19] US 2004/077234 descreve um sistema de transferência de hidrocarbonetos onde um FPSO é conectado a uma boia de descarga. Os movimentos do FPSO e da boia são desacoplados da tubulação que os conecta.

[20] Além disso, várias estruturas do riser submarino são deline- ados em US 2013/022406, GB 2473018, AU 2013248193, US 4643614, US 2015/101819, US 2004/074649, US 4194568, WO 2012/051148 e US 2011/017465.

[21] Em WO 85/03494, um navio-tanque visitante conecta-se di- retamente a um tanque de armazenamento submarino. Em US 3654951, uma mangueira de exportação é dobrada em um tanque de armazenamento submarino. Isso não é realista para sistemas de águas profundas porque a mangueira seria muito longa e provavelmente seria esmagada pela pressão hidrostática.

[22] US 2013/263426 descreve um método para instalar uma ins- talação offshore para capturar o petróleo bruto que está escapando de um poço danificado. O método inclui abaixar um dossel rígido sobre o poço danificado para evitar vazamento de petróleo bruto no mar. O pe- tróleo bruto pode então ser descarregado para um navio-tanque na su- perfície por meio de um tubo flexível.

[23] WO 99/50527 descreve uma estrutura para transmitir tensão em um riser submarino.

[24] WO 02/076816 divulga um tanque de armazenamento sub- marino e um riser de exportação que é uma coluna vertical indepen- dente tensionada por uma boia submarina. A boia submarina retém uma mangueira flexível de exportação que flutua entre a boia de subsuperfí- cie e uma boia de superfície. Uma linha de amarração é acessível perto da superfície de um navio-tanque lançador. A boia de superfície é recu- perada pelo navio-tanque e usada para conectar a mangueira. Esse ar- ranjo coloca linhas permanentes e outros equipamentos dentro da zona de respingo, logo abaixo da superfície, onde a dinâmica do mar é influ- ente. Existe, portanto, o risco de gerar fadiga em mangueiras, linhas e outros equipamentos. Também existe o risco de choque com os vasos na superfície.

[25] Assim, uma desvantagem de muitas das soluções da técnica anterior acima é a necessidade de um desenvolvimento caro que torna a exploração de campos pequenos e remotos antieconômico. Outra desvantagem é a presença de equipamentos permanentes na superfície do mar ou logo abaixo, gerando risco de choque com as embarcações e fadiga causada pelo movimento do mar. Além disso, muitas das solu- ções da técnica anterior acima dependem de unidades de superfície, o que as torna inadequadas para uso em águas profundas.

[26] O documento US 9302744 divulga o descarregamento offshore de uma instalação no fundo do mar onde uma cabeça de um riser de descarga flexível é apoiada no meio da água em uma boia sub- terrânea ancorada. O riser flexível está em uma configuração de onda com seções frouxas para que possa flexionar e deslizar através da boia quando a cabeça é puxada para a superfície por um navio-tanque lan- çador. Esta solução tem a principal desvantagem de um deslocamento horizontal substancial entre o pé ou a base do riser e a boia. Conse- quentemente, a boia é suscetível a deslocamento lateral ao longo da vida operacional do sistema, gerando fadiga no riser.

[27] WO 93/11030 mostra outro tipo de boia subterrânea de des- carga. A cabeça de um riser é puxada para um receptáculo de um navio- tanque lançador para operações de descarga. A boia é amarrada por cabos de amarração catenária e um tendão vertical, o que reduz o mo- vimento lateral, mas também reduz o movimento vertical. Os cabos de amarração são uma desvantagem em áreas congestionadas com dutos e equipamentos submarinos.

[28] As Figuras 1a, 1b e 1c dos desenhos anexos mostram outro sistema de descarga existente. Aqui, um navio-tanque lançador 10 é mostrado flutuando na superfície 12 ao lado de uma zona de coleta 14 acima de uma coluna do riser 16. A coluna do riser 16 se estende para cima do fundo do mar 18 a uma boia subterrânea 20. Uma linha ponde- rada 22 fica pendurado abaixo da boia 20 em direção ao fundo do mar 18 e termina em uma linha de mensageiro 24 que se estende para cima da extremidade da linha ponderada 22 à superfície 12.

[29] Quando o navio-tanque 10 chega no local de descarga con- forme mostrado na Figura 1a, o navio-tanque 10 localiza, pega e puxa para cima a linha de mensageiro 24 e a linha ponderada 22 conforme mostrado na Figura 1b. O navio-tanque 10 então move para a posição de carga com seu arco no raio da zona de coleta 14 conforme mostrado na Figura 1c, onde o navio-tanque 10 é acoplado à coluna do riser 16 pela linha ponderada 22 para descarregar o fluido de hidrocarboneto como petróleo bruto.

[30] Os comprimentos consideráveis da linha ponderada 22 e da linha de mensageiro 24 são caros e difíceis de manusear, especial- mente conforme aumenta a profundidade da água.

[31] Contra este antecedente, a invenção pode ser expressa como uma estrutura do riser submarino para descarregar hidrocarbone- tos, a estrutura compreendendo: uma coluna do riser; uma boia subter- rânea que suporta a coluna do riser; e um sistema de descarga para conduzir hidrocarbonetos da coluna do riser a um navio-tanque de su- perfície. O sistema de descarga compreende: uma mangueira flexível suspendendo da estrutura de riser em um formato de U tendo primeiro e segundo membros, uma extremidade superior do primeiro membro fluidamente se comunicando com a coluna do riser e uma extremidade superior do segundo membro terminando em uma cabeça de tração para conectar a mangueira ao navio-tanque; pelo menos um peso ma- ciço agindo em uma curva inferior da mangueira entre o primeiro e o segundo membro para manter tensão no primeiro e no segundo mem- bro; em que a mangueira é movível ao longo de seu comprimento em relação ao ou a cada peso; e um suporte subsuperfície fixado à estrutura de riser, o suporte sendo disposto para segurar a cabeça de tração con- tra dita tensão no segundo membro da mangueira quando o sistema estiver em um estado de espera.

[32] O suporte pode ser deslocado lateralmente de um eixo cen- tral longitudinal da coluna do riser, por exemplo, sendo balanceado dis- tante de um lado da estrutura de riser. Neste caso, a estrutura de riser pode ainda compreender pelo menos um contrapeso que é posicionado a um lado do eixo central longitudinal oposto ao suporte.

[33] Convenientemente, o suporte pode ser disposto também para guiar o segundo membro da mangueira quando a cabeça de tração é desengatada do suporte. Por exemplo, o suporte pode envolver o se- gundo ramo da mangueira quando a cabeça de tração é desengatada do suporte.

[34] Vantajosamente, o primeiro e o segundo membro da man- gueira podem ficar em um plano substancialmente vertical e preferivel- mente são substancialmente paralelos entre si. Além disso, os membros da mangueira são preferivelmente substancialmente paralelos à coluna do riser e ambos os membros podem ser substancialmente coplanares com a coluna do riser.

[35] A mangueira é movível ao longo de seu comprimento com relação a ou cada peso maciço. Por exemplo, o ou cada peso maciço pode ser suportado por um berço que abrange a curva inferior da man- gueira, o berço definindo um caminho ao longo do qual a mangueira pode mover com relação ao berço. Para esta finalidade, o ou cada peso maciço pode ser pendurado da mangueira por um ou mais rolos que ficam sobre a curva inferior da mangueira.

[36] Convenientemente, o ou cada peso maciço pode atuar na mangueira por meio de um restritor de curvatura que limita o raio de curvatura da dobra inferior da mangueira. O restritor de curvatura pode ter um raio limite definido por uma série de rolos em um lado superior da curva inferior da mangueira. Esses rolos também podem permitir que a mangueira se mova ao longo de seu comprimento em relação ao ou de cada peso maciço.

[37] A cabeça de tração pode compreender uma formação de en- gate afilando para baixo que complementa uma formação de engate de estreitamento para baixo do suporte. Elegantemente, a formação de en- gate afilando para baixo da cabeça de tração pode ser um reforço de curvatura que circunda a mangueira.

[38] De preferência, a cabeça de tração compreende pelo menos um elemento de flutuação que confere flutuabilidade positiva à cabeça de tração. No entanto, a flutuabilidade negativa do segundo membro da mangueira e do ou de cada massa que atua na cabeça de tração pode exceder a flutuabilidade positiva da cabeça de tração.

[39] Preferivelmente a boia subterrânea segura a coluna do riser verticalmente e sob tensão. A coluna do riser pode ser um riser rígido ou flexível. O suporte é adequadamente fixado na boia da estrutura de riser e pode ser disposto a um nível acima ou abaixo de um centro de flutuabilidade da boia.

[40] O conceito inventivo abrange um método correspondente para descarregar hidrocarbonetos a um navio-tanque de superfície de uma estrutura do riser submarino suportada por flutuabilidade. Esse mé- todo compreende: transmitir tensão no primeiro e no segundo membro de uma mangueira flexível que pendura na estrutura de riser em um formato de U, uma extremidade superior do primeiro membro fluida- mente se comunicando com uma coluna do riser da estrutura de riser e uma extremidade superior do segundo membro terminando em uma ca- beça de tração para conectar a mangueira ao navio-tanque; segurando a cabeça de tração contra a dita tensão no segundo membro da man- gueira, quando a cabeça de tração é subterrânea em um estado de es- pera; e movendo a mangueira ao longo de seu comprimento em relação ao peso de cada bloco.

[41] A cabeça de tração pode ser mantida em uma posição des- locada lateralmente de um eixo central longitudinal da estrutura de riser. Nestte caso, um momento de contrapeso pode ser aplicado à estrutura de riser a um lado do eixo central longitudinal oposto à cabeça de tração.

[42] O movimento para cima do segundo membro da mangueira contra a dita tensão pode ser guiado com relação à estrutura de riser quando a cabeça de tração está sendo elevada em direção ao navio- tanque.

[43] A tensão é transmitida nos membros da mangueira suspen- dendo pelo menos um peso maciço de uma curva inferior do formato de U. A mangueira é movida ao longo de seu comprimento com relação a ou cada peso maciço. Preferivelmente, um raio de curvatura da man- gueira em uma curva inferior do formato de U é limitado por um restritor de curva, que pode suportar o ou cada peso maciço.

[44] O empuxo flutuante para cima da cabeça de tração pode ser excedido pela tensão no segundo membro da mangueira.

[45] Ao engatar a cabeça de tração com um suporte fixo em rela- ção ao riser, esse engate pode ser convenientemente promovido pela tensão no segundo membro da mangueira.

[46] Ao elevar a cabeça de tração em direção ao navio-tanque, o primeiro membro da mangueira pode encurtar e o segundo membro da mangueira pode alongar. Semelhantemente, uma porção em formato de U da mangueira suspendendo da estrutura de riser pode encurtar ao elevar a cabeça de tração em direção ao navio-tanque. Independente- mente, uma porção em formato de U da mangueira é preferivelmente deixada suspendendo da estrutura de riser quando a cabeça de tração foi conectada ao navio-tanque. Isso permite o movimento do navio-tan- que com relação à estrutura de riser e, em conjunto com um peso ma- ciço, pode ajudar a suavizar os movimentos da mangueira acionada por tal movimento do navio-tanque.

[47] A invenção minimiza o custo do equipamento e o tempo de operação do navio-tanque lançador ao descarregar hidrocarbonetos de um campo submarino. O sistema da invenção permite que um navio- tanque lançador carregue petróleo bruto ou outros hidrocarbonetos com segurança e eficiência a partir de um riser offshore de descarga, um tubo rígido com uma boia, um riser flexível com uma boia ou outra ins- talação ou fonte de armazenamento submarino.

[48] Um riser de descarga não é necessariamente estrutural- mente diferente de um riser de produção. No entanto, ao contrário de um riser de produção, um riser de descarga não contém permanente- mente fluido em fluxo. Isso ocorre porque um riser de descarga transfere um fluido de um sistema de produção e armazenamento do fundo do mar para a superfície apenas quando está conectado a um navio-tanque lançador.

[49] As modalidades da invenção fornecem um sistema de ma- nuseio de mangueira para descarregar petróleo bruto para um navio- tanque lançador, o sistema compreendendo uma mangueira para trans- portar óleo entre uma boia de exportação e um navio-tanque lançador; em que a mangueira compreende um cabeçote de tração e conexão,

uma interface de fluido com a boia de exportação e um peso maciço em seu ponto mais baixo; e um dispositivo de equilíbrio e guia compreen- dendo um braço em balanço com um contrapeso montado na boia de exportação e um guia e mecanismo de atracação. A mangueira pode se mover entre uma primeira configuração na qual sua cabeça está encai- xada no dispositivo de equilíbrio e guia e uma segunda configuração na qual sua cabeça está conectada a um navio-tanque lançador.

[50] A cabeça de tração e conexão da mangueira pode ser subs- tancialmente flutuante para compensar o peso da mangueira na água.

[51] A cabeça pode compreender um cubo conector, um reforço de curvatura e uma conexão a uma boia de superfície através de uma linha para recuperação e tração.

[52] Convenientemente, o peso maciço pode permanecer no ponto mais baixo da mangueira em virtude da gravidade. Assim, o peso maciço pode ser deslocável ao longo da mangueira, por exemplo, des- lizando ou laminando. Por exemplo, o peso maciço pode ser montado na mangueira por um restritor de curva em formato de U encaixado com rolos.

[53] O dispositivo de equilíbrio e guia preferencialmente mantém a mangueira em um plano substancialmente vertical.

[54] A mangueira adota, preferencialmente, a forma de U entre sua conexão com a boia de exportação e o guia e mecanismo de atra- cação devido à gravidade, a fim de minimizar cargas que podem fadigar a mangueira.

[55] De preferência, a cabeça de tração e conexão da mangueira está substancialmente alinhada verticalmente com a guia da guia e do mecanismo de acoplamento.

[56] O guia e o mecanismo de acoplamento podem compreender uma luva com aberturas afuniladas e um revestimento interno ou forma arredondada interna para facilitar o deslizamento e uma unidade de fi- xação que compreende dedos ou outros elementos de fixação que po- dem engatar na cabeça de tração e conexão da mangueira.

[57] Em resumo, a invenção fornece um sistema de descarga para conduzir hidrocarbonetos de um submarino do riser suportado por flutuabilidade a um navio-tanque de superfície. O sistema compreende uma mangueira flexível suspendendo da estrutura de riser em um for- mato de U tendo primeiro e segundo membros. Uma extremidade supe- rior do primeiro membro se comunica com o riser e uma extremidade superior do segundo membro termina em uma cabeça de tração para conectar a mangueira ao navio-tanque. Um peso maciço age sobre uma curva inferior da mangueira entre os membros para manter tensão nos membros.

[58] Um suporte subsuperfície fixado à estrutura de riser é dis- posto para segurar a cabeça de tração contra a tensão no segundo membro da mangueira quando o sistema estiver em um estado de es- pera. Onde o suporte é deslocado lateralmente de um eixo central lon- gitudinal da estrutura de riser, um contrapeso é posicionado a um lado do qual o eixo está oposto ao suporte.

[59] Para ilustrar os antecedentes da técnica anterior, já foi feita referência às Figuras 1a, 1b e 1c dos desenhos anexos. Esses dese- nhos são uma sequência de vistas em perspectiva esquemáticas que mostram a operação de um sistema de descarga existente.

[60] Para que a invenção possa ser mais facilmente compreen- dida, será feita agora referência, a título de exemplo, ao restante dos desenhos anexos, nos quais números semelhantes são usados para ca- racterísticas semelhantes. Nesses desenhos:

[61] Figura 2 é uma vista lateral de um navio-tanque lançador usando um sistema de descarga da invenção para descarregar óleo pro-

cessado e armazenado no fundo do mar em um processamento subma- rino e instalação de armazenamento;

[62] Figura 3 é uma vista em perspectiva do navio-tanque, sis- tema de descarga e processamento submarino e instalação de armaze- namento mostrado na Figura 2;

[63] Figura 4 é uma vista em perspectiva em detalhes ampliada mostrando uma linha flutuante com boias de elevação na superfície ao lado do navio-tanque;

[64] Figura 5 é uma vista lateral do sistema de descarga da in- venção, em um estado de espera ainda não conectado ao navio-tanque;

[65] Figura 6 é uma vista em perspectiva do sistema de descarga conforme mostrado na Figura 5;

[66] Figura 7 é uma vista em perspectiva ampliada correspon- dente ao Detalhe VII da Figura 6;

[67] Figura 8 é uma vista em perspectiva parcialmente cruzada ampliada de uma cabeça da mangueira do sistema conforme mostrado nas Figuras 5 a 7;

[68] Figura 9 é uma vista em perspectiva ampliada de um restri- tor de curva e peso maciço do sistema conforme mostrado na Figuras 5 e 6;

[69] Figura 10 é uma vista lateral do sistema de descarga da in- venção, em um estado operacional quando conectado ao navio-tanque;

[70] Figura 11 é uma vista em perspectiva do sistema de des- carga conforme mostrado na Figura 10;

[71] Figura 12 é uma vista lateral de outro sistema de descarga da invenção, ainda em um estado de espera como o sistema mostrado na Figura 5; e

[72] Figura 13 é uma vista lateral ampliada correspondente ao Detalhe XIII da Figura 12.

[73] Com referência às Figuras 2 e 3, que não estão em escala,

um navio-tanque lançador 10 equipado com um sistema de carrega- mento de proa convencional 26 é mostrado flutuando na superfície 12 acima de uma coluna do riser 16.

[74] A coluna do riser 16 se estende para cima a partir do fundo do mar 18 para uma boia de subsuperfície 20. A coluna do riser 16 exemplificada aqui compreende um tubo flexível que é mantido em pé e sob tensão pela boia 20. Neste exemplo, a boia 20 está em uma profun- didade de aproximadamente 75m abaixo da superfície 12. A profundi- dade da superfície 12 ao fundo do mar 18 pode ser muito maior, em princípio variando de cerca de 150m a mais de 3km. Consequente- mente, a coluna do riser 16 pode ser extremamente longa, mas é prote- gida de danificar a dinâmica da água perto da superfície 12.

[75] A coluna do riser 16 pode, alternativamente, ser feita como uma coluna de tubos rígidos metálicos ou como uma tubulação em ma- teriais compostos.

[76] Neste exemplo, a coluna do riser 16 é disposta para descar- regar o óleo que é processado e armazenado no fundo do mar 18 em uma instalação de processamento e armazenamento submarina 28. Os benefícios da invenção a tornam particularmente apta para uso ao ex- plorar campos marginais para os quais um processamento e instalação de armazenamento 28 podem ser úteis, incluindo campos pequenos, remotos ou inacessíveis. No entanto, a invenção não está limitada a tal uso e pode encontrar aplicação com qualquer riser submarino que ter- mine em um suporte subsuperficial, especialmente onde esse riser está em águas profundas.

[77] A coluna do riser 16 é adaptada pela adição de um sistema de descarga 30 de acordo com a invenção, cujos componentes princi- pais serão agora descritos.

[78] O sistema de descarga 30 compreende uma mangueira de riser de carregamento 32 que se pendura em paralelo ao lado de a co- luna do riser 16 em um formato de U abaixo, e se estendendo para trás da boia 20. Especificamente, um primeiro membro da mangueira em formato de U 32 se comunica com a coluna do riser 16 na boia 20 e pendura na boia 20. Um segundo membro paralelo da mangueira em formato de U 32 termina em sua extremidade livre, e se pendura, em uma cabeça 34 que é suportado pela boia 20.

[79] Normalmente, a mangueira 32 é de um tubo flexível ligado ou não ligado. O tubo flexível ligado ou não ligado tem uma estrutura de tubulação multicamadas que compreende elementos que permitem que o tubo seja dobrado com um pequeno raio de curvatura sem danos.

[80] As Figuras 2 a 4 mostram o navio-tanque 10 pegando uma linha flutuante 36 na superfície 12. Convencionalmente, o navio-tanque 10 pode ser guiado para esse local por um sistema transponder. A linha flutuante 36 é suportada na superfície 12 por um par de boias de capta- ção 38, como mais bem mostrado na vista ampliada da Figura 4.

[81] As Figuras 2 e 3 mostram que a linha flutuante 36 é unida a uma linha de mensageiro 40 que se estende abaixo da superfície 12 à cabeça 34 da mangueira 32 suportada pela boia 20. Assim, quando um guincho no navio-tanque 10 pega e puxa a linha flutuante 36, a linha de mensageiro 40, por sua vez, puxa a cabeça 34 e o membro da man- gueira em forma de U 32 que pende da cabeça 34. A parte em formato de U da mangueira 32 encurta em conformidade à medida que o mem- bro da mangueira 32 pendurado na cabeça 34 é puxado para cima, pas- sando pela boia 20, o que faz com que os membros da mangueira 32 progressivamente se tornem mais desiguais em comprimento.

[82] A cabeça 34 é, desse modo, puxada para a superfície 12 para acoplar a mangueira 32 e, portanto, a coluna do riser 16 para o tanque 10 por meio de uma válvula de distribuição no sistema de carre- gamento de proa 26 do tanque 10. No sistema de carregamento de proa

26, uma junta esférica em um coletor de carregamento fornece uma co- nexão substancialmente livre de momento entre a mangueira 32 e o na- vio-tanque 10.

[83] Será evidente que o projeto do sistema de descarga 30 sim- plifica muito o sistema de coleta que compreende a linha mensageira 40 e o torna independente da profundidade da água. Em particular, a linha de mensageiro 40 é muito mais curta do que a linha mensageira 24 mostrada no arranjo da técnica anterior das Figuras 1a a 1c. Isso ocorre porque a linha mensageiro 40 precisa apenas alcançar a partir da boia 20 até a linha flutuante 34 na superfície 12. Assim, a linha mensageiro 40 é menos cara e é mais fácil de manusear, e o navio-tanque 10 requer menos tempo para realizar a conexão e operações de desconexão. Uma outra economia de custo significativa é alcançada eliminando a linha ponderada 22 do arranjo da técnica anterior.

[84] Características da coluna do riser 16 e do sistema de des- carga 30 são mostradas em mais detalhes nas Figuras 5 a 7 dos dese- nhos, aos quais a seguinte descrição se refere.

[85] A boia subterrânea 20 tem um corpo flutuante cilíndrico que pode compreender uma ou mais câmaras ocas, pode ser formada de material flutuante rígido, tal como espuma sintática ou pode conter uma massa de macroesferas flutuantes rígidas, dependendo da pressão hi- drostática esperada na fase operacional profundidade.

[86] A boia 20 e a coluna do riser 16 são alinhados entre si em um eixo central longitudinal comum 42.

[87] Uma ponta de guia e encaixe 44 se estende lateralmente para um lado da boia 20 a partir de uma estrutura 46 fixada na extremi- dade inferior da boia 20. A ponta 44 compreende um colar troncônico 48 que está em balanço a partir da estrutura 46 e que é centralizado sobre um eixo que se estende substancialmente paralelo ao eixo longi- tudinal central 42 da coluna do riser 16. O colar 48 está adaptado para receber, apoiar e localizar a cabeça 34 da mangueira 32, na forma de um encaixe que recebe um plugue.

[88] Um contrapeso 50 também está fixado à estrutura 46 na ex- tremidade inferior da boia 20, sendo em balanço de um lado dessa es- trutura 46 oposto à guia e encaixe 44 sobre o eixo longitudinal central

42. O contrapeso 50 fornece um efeito de contrapeso para o sistema de descarga 30, como será explicado.

[89] Um reforço de curvatura afilando para baixo 52 que circunda a seção superior da coluna do riser 16 também é fixado à estrutura 46 na extremidade inferior da boia 20.

[90] A mangueira 32 conecta-se à seção superior da coluna do riser 16 imediatamente abaixo da boia 20. A mangueira 32 está conec- tada à coluna do riser 16 para o mesmo lado do eixo longitudinal central 42 que a guia e a ponta de encaixe 44 que se estende a partir da estru- tura 46 da boia 20 acima. Visto de cima, a mangueira 32 está em ali- nhamento angular coplanar com a guia e a ponta de encaixe 44.

[91] Neste exemplo, a mangueira 32 é conectada à coluna do ri- ser 16 através do lado de um reforço de curvatura 52. A mangueira 32 pende para baixo a partir dessa conexão para se estender paralela- mente à coluna do riser 16 como o primeiro membro 32A da forma de U. A mangueira 32 também é equipada com um reforço de curvatura 54 em torno de sua extremidade conectada à coluna do riser 16.

[92] Na parte inferior da forma de U, a mangueira 32 dobra 180º em torno de um restritor de curvatura 56 e, em seguida, se estende para cima no segundo membro 32B da forma de U. Um peso maciço 58 é fixado ao restritor de curvatura 56 para manter a tensão em ambos os membros 32A, 32B da mangueira em forma de U 32.

[93] O segundo membro 32B se estende substancialmente para- lelo ao primeiro membro 32A e à coluna do riser 16 e termina em sua extremidade superior na cabeça 34, que é formada nas Figuras 5 a 7 engatadas com o colar 48 da guia e da ponta de encaixe 44.

[94] O espaçamento lateral entre o primeiro e o segundo mem- bros 32A, 32B da mangueira 32 é determinado pelas propriedades da mangueira 32, em particular seu raio de curvatura mínimo ou MBR. Por exemplo, um MBR de dois metros pode ser apropriado para uma man- gueira flexível 32 com um diâmetro interno de vinte polegadas (50,8 cm).

[95] As características da cabeça 34 são mostradas em detalhes na Figura 8 dos desenhos. De baixo para cima, a cabeça 34 compre- ende:

[96] um reforçador de curvatura frusto-cônico 60 em torno da ex- tremidade livre da mangueira 32 que, além de proteger a mangueira 32, complementa e engata no colar frusto-cônico 48 da guia e da ponta de encaixe 44;

[97] um elemento de flutuação 62 que compensa parcialmente o peso em água da cabeça 34 e a proporção do peso em água da man- gueira 32, o restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 que é carre- gado pela cabeça 34;

[98] uma válvula de extremidade de mangueira 64 que pode co- operar com uma válvula de distribuição no sistema de carregamento de proa 26 do navio-tanque 10;

[99] aparelhamento permanente 66 que conecta a cabeça 34 à linha de mensageiro 40; e

[100] um elemento de flutuação 68 que confere flutuação positiva ao equipamento permanente 62 para segurar o equipamento perma- nente 62 acima da cabeça 34.

[101] Os elementos de flutuação 62, 68 são convenientemente de espuma sintática, mas podem, em vez disso, compreender câmaras ocas ou conter uma massa de macrosferas flutuantes rígidas.

[102] Será evidente que a carga de peso agregado da mangueira 32, o restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 são compartilhados entre a coluna de riser 16 agindo contra a tensão no primeiro membro 32A da mangueira 32 e a cabeça 34 agindo contra a tensão em o se- gundo membro 32B da mangueira 32.

[103] Juntos, os elementos de flutuação 62, 68 conferem flutuabi- lidade positiva na cabeça 34. No entanto, o empuxo flutuante resultante que atua na cabeça 34 é ligeiramente menos da metade do peso maciço na água da mangueira 32, o restritor de curvatura 56 e o maciço peso

58. Assim, a carga de peso suportada pela cabeça 34 é suficiente para superar a flutuabilidade positiva da cabeça 34. Isso torna a combinação da cabeça 34 e dos componentes 30, 56, 58 suspensos da cabeça 34 ligeiramente flutuante negativamente.

[104] No entanto, ao reduzir o peso agregado aparente da cabeça 34 e dos componentes 30, 56, 58 suspensos da cabeça 34, a flutuabili- dade dos elementos de flutuabilidade 62, 68 reduz o momento de arti- culação que atua na boia 20 em torno de um eixo horizontal quando a cabeça 34 está engatada com o colar 48 da guia e da ponta de encaixe

44.

[105] O contrapeso 50 que se opõe ao colar 48 da guia e da ponta de encaixe 44 em torno do eixo longitudinal central 42 fornece um mo- mento de contrapeso. Esse momento de contrapeso equilibra substan- cialmente o momento exercido na coluna do riser 16 através do primeiro membro 32A da mangueira e o momento restante exercido na boia 20 pela cabeça 34 engatada no colar 48. Assim, o momento de articulação líquido exercido no riser coluna 16 e a boia 20 pelo sistema de descarga 30 é insignificante.

[106] Se o MBR da mangueira 32 requer que o espaçamento late- ral entre o primeiro e o segundo membros 32A, 32B seja aumentado, isso exige que o colar 48 da guia e a ponta de encaixe 44 sejam espa- çados ainda mais do eixo longitudinal central 42. Nesse caso, a massa do contrapeso 50 e / ou seu deslocamento lateral do eixo longitudinal central 42 também deve ser aumentada.

[107] Quando a cabeça 34 é desengatada do colar 48 da guia e da ponta de encaixe 44, a flutuabilidade dos elementos de flutuação 62, 68 também reduz a força de tração que deve ser exercida na linha mensa- geira 40 por um guincho no navio-tanque 10. Isso torna mais fácil e rá- pido elevar a cabeça 34 à superfície 12.

[108] As características do restritor de curvatura 56 e o peso ma- ciço 58 são mostrados em detalhes na Figura 9 dos desenhos. Aqui, pode ser visto que o restritor de curvatura 56 compreende um berço em forma de U 70 que abrange a curvatura de 180º na parte inferior da mangueira em forma de U 32. O peso maciço 58 pende do berço 66 sob a mangueira 32 no lado externo lado da curva de 180º.

[109] O berço 70 suporta uma matriz em forma de U de rolos 72 que descansam no topo da mangueira 32 no lado interno da curvatura de 180º. Os rolos 72 têm respectivos eixos de rotação que são paralelos entre si e ao eixo de curvatura da curvatura de 180º. As posições relati- vas dos rolos 72 limitam a curvatura da mangueira 32 e assim determi- nam o MBR na curvatura de 180º. Isso protege a mangueira 32 de danos permanentes devido a curvatura excessiva.

[110] Voltando a seguir às Figuras 10 e 11, estes desenhos mos- tram o sistema de descarga 30 em um estado operacional com a cabeça 34 da mangueira 32 conectada ao sistema de carregamento de proa 26 do navio-tanque 10.

[111] Conforme a cabeça 34 é levantada na linha de mensageiro 40 em direção ao tanque 10, o segundo membro 32B da mangueira 32 desliza para cima através do colar 48 conforme a porção em forma de U da mangueira 32 sob a guia e a ponta de encaixe 44 encurta em con- formidade. Assim, o restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 são elevados em direção à boia 20, enquanto permanecem no ponto mais baixo da porção em forma de U da mangueira 32. Será, portanto, apa- rente que a mangueira 32 se move através do restritor de curvatura 56 conforme os rolos 72 giram em torno de seus respectivos eixos de rota- ção. Durante esse movimento relativo, o restritor de curvatura 56 conti- nua a controlar o raio de curvatura da curvatura de 180º na mangueira

32.

[112] Como o impulso para cima de sua flutuabilidade é perdido quando a cabeça 34 da mangueira 32 passa pela superfície 12, o guin- cho do navio-tanque 10 deve exercer brevemente uma força de tração aumentada nessa fase. A força de tração aumentada então compreende o peso no ar da cabeça 34, o peso em água do segundo membro da mangueira 32B e metade do peso em água do restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58.

[113] Quando a cabeça 34 da mangueira 32 foi conectada ao sis- tema de carregamento de proa 26 do navio-tanque 10, uma porção em forma de U restante da mangueira 32 se estende alguns metros, por exemplo, oito metros, abaixo da guia e da ponta de encaixe 44. Esta porção frouxa da mangueira 32 compensa os movimentos do petroleiro 10 em relação à boia 20 durante o descarregamento, como aumento e oscilação, e funciona como um amortecedor suspenso com a ajuda do lastro fornecido pelo restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58.

[114] O leitor experiente apreciará que a mangueira 32 não deve ser exposta ao contato com bordas afiadas ou pontos presos. A este respeito, o deslocamento lateral do colar 46 da guia e da faca de encaixe 44 e seu espaçamento vertical do topo da boia 20 garantem que o pe- troleiro 10 possa girar 360º dentro de uma zona de coleta acima da co- luna de riser 16 durante o descarregamento. O deslocamento lateral do colar 46 e o peso do restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 tam- bém minimizam qualquer risco de choque entre a porção em forma de U da mangueira 32 e a coluna do riser paralela 16.

[115] Enquanto a cabeça 34 permanece desengatada do colar 48, a guia e a ponta de encaixe 44 não suportarão mais o peso aparente da cabeça 34 e dos componentes suspensos da cabeça 34. Assim, o mo- mento que continua a ser exercido na estrutura 46 da boia 20 pelo con- trapeso 50 pode fazer com que a orientação da boia 20 incline ligeira- mente para longe da vertical. No entanto, com a ajuda do reforçador de curvatura 52 que é fixado à estrutura 46 da boia 20, esta pequena e temporária mudança no ângulo da boia 20 não terá um efeito material- mente adverso sobre a capacidade ou a vida útil da coluna do riser 16.

[116] A massa do contrapeso 50 e seu deslocamento lateral do eixo longitudinal central 42 devem ser escolhidos para minimizar as di- ferenças nos momentos experimentados pela coluna do riser 16 e a boia 20 entre os estados de espera e operacional.

[117] Quando o descarregamento está completo, a cabeça 34 da mangueira 32 é desconectada do sistema de carregamento de proa 26 do navio-tanque 10 e é baixada de volta para a água. Os pesos combi- nados da mangueira 32, o restritor de curvatura 56 e o peso de aglome- rado 58 pendurado na cabeça 34 excedem a flutuabilidade dos elemen- tos de flutuação 62, 68. Assim, a cabeça 34 é lastrada para afundar de volta no engate com o colar 48 da guia e da ponta de encaixe 44. O colar 48 guia o segundo membro 32B da mangueira 32 à medida que desliza para baixo através do colar 48. A porção em forma de U da man- gueira 32 sob a guia e a ponta de encaixe 44 alonga-se em conformi- dade.

[118] Quando o sistema de descarga 30 da invenção foi retornado ao estado de espera desta forma, a cabeça 34 é mantida engatada no colar 48 pelo peso da mangueira 32, o restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 que pendem de a cabeça 34. Essa carga de peso e o mo- mento resultante são transferidos para a coluna do riser 16 e a boia 20 por meio da estrutura 46 da boia 20 e do reforço de curvatura 52 que está ligado à estrutura 46.

[119] A cabeça 34 é, portanto, mantida contra o movimento para fora do colar 48 devido à dinâmica da água, que em qualquer caso pode ser esperada como mínima na profundidade típica da boia 20. O laço em forma de U da mangueira 32 pendurado sob a boia 20 é ainda mais profundo na água e, portanto, ainda menos provável de ser perturbado significativamente pela dinâmica da água que prevalece mais perto da superfície 12.

[120] A linha de mensageiro 40 permanece conectada à cabeça 34 e à linha flutuante 36 que permanece suportada pelo par de boias de captação 38 na superfície 12, pronta para ser localizada e recolhida por um petroleiro 10 novamente no início de outra operação de descarga.

[121] Voltando finalmente às Figuras 12 e 13, estes desenhos mostram como o sistema de descarga 30 da invenção pode ser usado com uma coluna de riser rígida 16. Mais uma vez, números semelhantes são usados para características semelhantes. Aqui, a coluna de riser rígida 16 é mostrada em pé de uma instalação de processamento e ar- mazenamento submarina 28 que serve como uma base de riser.

[122] Um grande tanque de flutuação 74 fornece a força de eleva- ção aumentada que é necessária para transmitir a tensão necessária para suportar uma coluna de riser rígida 16. Forças de tensão mais altas na coluna de riser rígida 16 não têm qualquer efeito negativo no sistema de descarga 30.

[123] Será notado que, neste exemplo, a guia e a ponta de encaixe 44 e o contrapeso 50 estão posicionados perto do topo do tanque de flutuação 74, acima do seu centro de flutuação. Isto está em contraste com a ponta 44 e o contrapeso 50 estando perto do fundo da boia 20 que é usada para apoiar a coluna flexível do riser 16 na modalidade anterior. A posição elevada da ponta 44 e do contrapeso 50 em relação ao centro de flutuabilidade neutraliza uma tendência de quaisquer mo- mentos desequilibrados para inclinar o tanque de flutuação 74 em rela- ção à coluna do riser 16.

[124] Muitas variações são possíveis dentro do conceito inventivo. Por exemplo, em princípio, seria possível que uma guia e ponta de en- caixe 44 e um contrapeso 50 fossem elevados acima da parte inferior de uma boia 20 que é usada para suportar uma coluna do riser flexível

16. Também pode ser possível excluir o contrapeso 50 em algumas mo- dalidades.

[125] No estado de espera, a cabeça 34 da mangueira 32 pode ser mantida engatada com o colar 48 por formações interligadas, tais como dedos voltados para dentro em torno do colar, além do efeito do peso da mangueira 32, o restritor de curvatura 56 e o peso maciço 58 que pendem da cabeça 34.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura do riser submarino para descarregar hidrocarbo- netos, caracterizada pelo fato de que compreende: uma coluna do riser; um boia subterrânea que suporta a coluna do riser; e um sistema de descarga para conduzir hidrocarbonetos da coluna do riser a uma navio-tanque de superfície, este sistema é carac- terizado pelo fato de que compreende: uma mangueira flexível suspendendo da estrutura de riser em um formato de U tendo primeiro e segundo membros, uma extremi- dade superior do primeiro membro se comunicando fluidamente com a coluna do riser e uma extremidade superior do segundo membro termi- nando em uma cabeça de tração para conectar a mangueira ao navio- tanque; pelo menos um peso maciço agindo em uma curva inferior da mangueira entre o primeiro e o segundo membro para manter a ten- são no primeiro e no segundo membro em que a mangueira é movível ao longo de seu comprimento em relação ao ou a cada peso; e um suporte subsuperfície fixado à estrutura de riser, o su- porte sendo disposto para segurar a cabeça de tração contra a dita ten- são no segundo membro da mangueira quando o sistema está em um estado de espera.

2. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 1, carac- terizada pelo fato de que o suporte é deslocado lateralmente de um eixo central longitudinal da coluna do riser.

3. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 2, carac- terizada pelo fato de que o suporte é balanceado distante de um lado da estrutura de riser.

4. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 2 ou rei- vindicação 3, ainda caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um contrapeso posicionado a um lado do eixo central longitudinal oposto ao suporte.

5. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o suporte é disposto para guiar o segundo membro da mangueira quando a cabeça de tração é desen- gatada do suporte.

6. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 5, carac- terizada pelo fato de que o suporte deslizavelmente circunda o segundo membro da mangueira quando a cabeça de tração é desengatada do suporte.

7. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo membro da mangueira ficam em um plano substancialmente vertical.

8. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo membro da mangueira são substancialmente paralelos entre si.

9. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo membro da mangueira são substancialmente paralelos ao riser.

10. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo membro da mangueira são substancialmente coplanares com o riser.

11. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o ou cada peso maciço é supor- tado por um berço que abrange a curva inferior da mangueira, o berço definindo um caminho ao longo do qual a mangueira pode mover com relação ao berço.

12. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o ou cada peso maciço é pen- durado da mangueira por um ou mais rolos que ficam sobre a curva inferior da mangueira.

13. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o peso maciço age sobre a man- gueira por um restritor de curva que limita o raio de curvatura da curva inferior da mangueira.

14. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 13, ca- racterizada pelo fato de que o restritor de curva tem um raio limitante definido por uma matriz de rolos em um lado superior da curva inferior da mangueira.

15. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que a cabeça de tração compreende uma formação de engate afilando para baixo que complementa uma for- mação de engate estreitando para baixo do suporte.

16. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 15, ca- racterizada pelo fato de que a formação de engate afilando para baixo da cabeça de tração é um reforçador de curva que circunda a man- gueira.

17. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que a cabeça de tração compreende pelo menos um elemento de flutuação que transmite flutuabilidade po- sitiva na cabeça de tração.

18. Estrutura de riser, de acordo com a reivindicação 17, ca- racterizada pelo fato de que a flutuabilidade negativa do segundo mem- bro da mangueira e do ou cada peso maciço agindo na cabeça de tração excede a flutuabilidade positiva da cabeça de tração.

19. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que a boia subterrânea segura o ri- ser verticalmente e sob tensão.

20. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o suporte é fixado à boia da estrutura de riser.

21. Estrutura de riser, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o suporte é disposto em um nível acima de um centro de flutuabilidade da boia.

22. Estrutura de riser, de acordo com quaisquer reivindica- ções 1 a 20, caracterizada pelo fato de que o suporte é disposto a um nível abaixo de um centro de flutuabilidade da boia.

23. Método para descarregar hidrocarbonetos a um navio- tanque de superfície de uma estrutura do riser submarino suportada por flutuabilidade, caracterizado pelo fato de que compreende: transmitir tensão no primeiro e no segundo membro de uma mangueira flexível que pendura da estrutura de riser em um formato de U, uma extremidade superior do primeiro membro fluidamente se comu- nicando com uma coluna do riser da estrutura de riser e uma extremi- dade superior do segundo membro terminando em uma cabeça de tra- ção para conectar a mangueira ao navio-tanque; suspender pelo menos um peso maciço de uma curva infe- rior da mangueira em formato de U para transmitir a dita tensão nos ditos membros da mangueira; segurar a cabeça de tração contra a dita tensão no segundo membro da mangueira, quando a cabeça de tração é subterrânea em um estado de espera; e mover a mangueira ao longo de seu comprimento em relação ao ou a cada peso maciço.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende segurar a cabeça de tração deslocado lateralmente de um eixo central longitudinal da coluna do riser.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende aplicar um momento de contrapeso à es- trutura de riser à lado do eixo central longitudinal oposto à cabeça de tração.

26. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que compreende guiar o movimento para cima do segundo membro da mangueira contra a dita tensão quando a cabeça de tração está sendo elevada em direção ao navio-tanque.

27. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que compreende limitar um raio de curva- tura da mangueira a uma curva inferior do formato de U.

28. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo fato de que o empuxo flutuante da cabeça de tração é excedido pela dita tensão no segundo membro da mangueira.

29. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que compreende engatar a cabeça de tração com um suporte fixado com relação ao riser, o dito engate sendo promovido pela dita tensão no segundo membro da mangueira.

30. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 30, caracterizado pelo fato de que compreende encurtar o primeiro membro da mangueira e estender o segundo membro da mangueira en- quanto eleva a cabeça de tração em direção ao navio-tanque.

31. Método, de acordo com quaisquer reivindicações 23 a 30, caracterizado pelo fato de que compreende encurtar uma porção em formato de U da mangueira suspendendo de a estrutura de riser en- quanto eleva a cabeça de tração em direção ao navio-tanque.

32. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que compreende manter uma porção em formato de U da mangueira suspendendo da estrutura de riser quando a cabeça de tra- ção foi conectada ao navio-tanque.

33. Método, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que compreende suavizar os movimentos da mangueira acionados pelo movimento do navio-tanque.