BR112022010398B1 - Dispositivo de fixação para linhas subaquáticas e sistema de perfuração - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO PARA LINHAS SUBAQUÁTICAS. A presente invenção refere-se a um dispositivo de fixação (10) para fixar pelo menos um cabo (4) a um tubo de subida de perfuração (5), consistindo em um corpo de uma peça (11) de um polímero flexível, compreendendo um orifício central (L) para circundar o tubo de subida de perfuração (5) e o pelo menos um cabo (4), uma abertura (18) para possibilitar a instalação do corpo de uma peça (11) em torno do tubo de subida de perfuração (5) e o pelo menos um cabo (4), e meios de travamento (14) para apertar o dispositivo de fixação (10) em torno do tubo de subida de perfuração (5) e do pelo menos um cabo (4). A abertura (18) compreende dois rebordos (19?, 19) tendo formas complementares, a fim de formar um guia para fechar o dispositivo de fixação (10), e os meios de travamento compreendem pelo menos um parafuso (14) cruzando os rebordos (19?, 19) para apertar o dispositivo de fixação (10).

Description

[001] A presente invenção refere-se ao campo de dispositivos de fi xação, também conhecidos como "grampos". Os últimos são usados para todos os tipos de usos e preferivelmente, mas não limitante, para linhas subaquáticas usadas com sistemas de perfuração, no campo do mar.

[002] Hoje, óleo, óleo mineral natural e misturas de hidrocarbone- to são abundantemente exploradas, desse modo sendo encontrados no coração da vida de todo mundo e, consequentemente, no coração da economia mundial. Tradicionalmente, o óleo é extraído usando poços de óleo dentro de campos ou depósitos de óleo, áreas em que grandes quantidades de petróleo são enterradas, uma vez que o último é um fone de energia natural. Tais campos ou depósitos são situados em regiões produtoras de petróleo ou bacias de petróleo, locais no ou abaixo do solo, ou abaixo do fundo do mar no qual múltiplos recursos petrolíferos ou reservatórios naturais estão presentes. Alguns campos de petróleo podem se estender sobre áreas de várias centenas de quilômetros quadrados, requerendo a presença de múltiplos poços para possibilitar a exploração da zona inteira. A presença de campos de petróleo e a extração de óleo usando poços, torna possível formar reservas de petróleo. Desse modo, a exploração de qualquer jazida de petróleo para obtenção de reservas de petróleo é, em princípio, feita de duas etapas principais: primeiro, uma etapa de exploração ou prospecção, depois uma etapa de produção de petróleo.

[003] Vantajosamente, mas não limitantemente, a etapa de pro dução requer o uso de poços de petróleo. No caso de depósitos subaquáticos, tais como poços de petróleo, são usados em combinação com plataformas de petróleo, vantajosamente estacionários ou móveis. Um exemplo não limitante de tal sistema, é descrito em conexão com a figura 1.

[004] Durante as operações, a título de exemplos não limitantes de operações de instalação ou manutenção, em poços de petróleo subaquáticos, uma embarcação de perfuração ou plataforma 1 é geralmente usada. Tal plataforma 1 é, vantajosamente, mas não limitante- mente, conectada a um poço, posicionado no leito do mar SB, por um tubo oco grande 2 (também chamado "tubo ascendente marinho"), o dito tubo ascendente marinho 2 em particular tornando possível colocar mais baixo várias peças de equipamento para leito do mar, algumas vezes vários milhões de metros abaixo da superfície. A conexão entre o dito tubo oco 2 e a embarcação ou a plataforma 1, é fornecida por um acoplamento elástico 3 (também conhecido como "Junta Flexível"). Na verdade, o tubo ascendente marinho 2 é fixado ao leito do mar e submetido à diferentes condições de temperatura e pressão. A embarcação ou plataforma 1 é submetida às condições do tempo, como exemplos não limitantes, os movimentos da ondulação.

[005] Dentro do dito tubo ascendente marinho 2, um tubo oco 4 com um diâmetro pequeno (também chamado "Cano Ascendente de Perfuração" ou abreviado "DRP") e um chamado cabo umbilical 5 são abaixados, o dito cabo sendo vantajosamente acoplado ao cano ascendente de perfuração 4. Alternativamente, o dito cano ascendente de perfuração 4 e o cabo umbilical 5 podem ser abaixados diretamente para dentro do mar, sem exigir o uso de um ascendente marinho 2 como anteriormente descrito.

[006] "Cabo umbilical" refere-se a qualquer cabo, que torna pos sível fornecer consumíveis para um aparelho. No caso de depósitos subaquáticos, tal cabo umbilical 5, disposto o mais perto possível para o leito do mar SB, possibilita uma conexão entre o estabelecimento anfitrião, isto é, a plataforma 1, através da qual os necessários comandos de controle e energia, seja elétrica, hidráulica ou pneumática, é transmitida, ou mesmo vários produtos químicos são distribuídos para um poço de petróleo subaquático. Tal cabo umbilical 5 pode também ser usado em conexão com tubulações subaquáticas, prevento- res de explosão, ou qualquer sistema subaquático requerendo controle remoto. Um cabo umbilical geralmente consiste em uma montagem flexível longa de tubos, cabos, etc. contidos dentro de um envoltório protetor: em princípio, também contidos dentro do cabo umbilical estão cabos de força para transmitir comandos de controle e sinais de energia e canos de baixa ou alta pressão, para transportar fluidos hidráulicos para as válvulas de controle, e produtos químicos para ser injetados dentro do poço de petróleo. Tal cabo umbilical é chamado "cabo eletro-hidráulico". Além do mais, o cabo umbilical 5 pode também compreender outros elementos adicionais, como exemplos não limitan- tes, cabos de fibra óptica, para propósitos de monitoramento. O desenho de um cabo umbilical é modular, adaptável para cada instalação: desse modo ele depende de diversos fatores, incluindo a profundidade da água, função, condições ambientais e temperatura.

[007] O dito tubo de subida de perfuração 4 geralmente compre ende um ou diversos segmentos ou seções tubulares 4s, vantajosamente, mas não limitantemente, medindo doze metros, as seções sendo fixadas umas na outras por meio, como exemplos não limitan- tes, aparafusado, aferrolhado uns aos outros. Vantajosamente, mas não limitantemente, o tubo de subida de perfuração 4 pode servir para alojar ferramentas mecânicas diferentes, como exemplos não limitan- tes, furadeiras ou brocas de furadeiras, ou para possibilitar a injeção de produtos químicos diferentes, como exemplos não limitantes, glicol ou concreto.

[008] Durante a perfuração ou operações de manutenção, a linha de perfuração subaquática, compreendendo um tubo ascendente e/ou tubo de subida de perfuração 4 e pelo menos um cabo umbilical 5, de- ve permanecer substancialmente estacionária em relação à cabeça do poço 6.

[009] O cabo umbilical 5 é vantajosamente enrolado e/ou desen rolado usando um guincho 7, opcionalmente motorizado, o dito guincho sendo posicionado no convés da embarcação ou na plataforma 1. Como um exemplo não limitante, o tubo de subida de perfuração 4 é vantajosamente conectado à embarcação ou à plataforma 1, opcionalmente usando uma torre de atracação. A fim de limitar as forças do cabo umbilical 5 no guincho 7, e evitar qualquer fricção e/ou contato entre o cabo umbilical 5 e o tubo de subida de perfuração 4 e/ou o tu-bo ascendente marinho 2, o cabo umbilical 5 e o tubo de subida de perfuração 4 devem cooperar com, ou mesmo ser conectados a, um ao outro, opcionalmente em intervalos regulares.

[0010] O cabo umbilical 5 e o tubo de subida de perfuração 4 sen do vantajosamente inseridos dentro do tubo grande 2, a cooperação ou conexão entre o cabo umbilical 5 e o tubo de subida de perfuração 4, deve ser colocada no lugar logo antes da disposição do dito cabo 5 e o cano 4 no tubo ascendente marinho 2, vantajosamente no convés da embarcação ou plataforma 1. Tal cooperação ou conexão deve, desse modo, ser estabelecida o mais rápido possível, em um tempo mínimo, e preferivelmente por um tempo mínimo, uma vez que o cabo umbilical 5 e o tubo de subida de perfuração 4 são abaixados quase instantaneamente e continuamente.

[0011] Hoje em dia, já existem técnicas para fornecer tal coopera ção ou conexão. A solução mais difundida consiste em equipamentos ou dispositivos de fixação, também conhecidos como "grampos". Tais dispositivos de fixação são usados para aplicações diferentes, tais como, a título de exemplos não limitantes: a fixação e manutenção do cabo umbilical no tubo de subida de perfuração; uma limitação das tensões em um sistema de carrossel, possibilitando enrolamento e/ou desenrolamento do cabo umbilical; a fixação de outras peças de equipamento ou elementos, no cabo umbilical e/ou no tubo de subida de perfuração.

[0012] Tais equipamentos ou dispositivos de fixação podem ser dispostos em cada vedação das seções de tubo. Os ditos equipamentos ou dispositivos de fixação, são posicionados durante o abaixamento do cabo umbilical e do tubo de subida de perfuração, e durante o curso da montagem dos módulos do tubo de subida de perfuração.

[0013] Um primeiro exemplo de uma modalidade de um dispositivo de fixação conhecido, é descrito em conexão com a figura 2A. Um dispositivo de fixação 10 inclui um corpo de uma peça 11, opcionalmente feito de um polímero semirrígido, e fechamento não ajustável e/ou meios de travar 12. Além do mais, o dito dispositivo de fixação 10 vantajosamente tem um furo (poço) L. Ao longo de todo o documento, "furo" se refere a qualquer orifício central, recesso ou cavidade disposta no dispositivo de fixação, a fim de possibilitar a passagem, naquele lugar, de uma ou diversas linhas subaquáticas, a saber no caso de um sistema de perfuração para um ou diversos cabos umbilicais, e um ou diversos tubos de subida de perfuração. Para esta finalidade, o dispositivo de fixação 10, mais particularmente o corpo de uma peça 11, compreende um ou diversos alojamentos ou recessos, vantajosamente dois 11r’ e 11r’’, dispostos para acomodar as duas linhas subaquáticas, isto é, respectivamente um tubo de subida de perfuração 4 e um cabo umbilical 5.

[0014] Nesse momento, os dispositivos de fixação usados em par ticular têm, entre um grande número de inconvenientes, os inconvenientes a seguir: dificuldades de montagem em relação à rigidez das partes, em particular o corpo de uma peça, e consequentemente tempos e custos de instalação substanciais; uma transmissão das forças de aperto no material de polímero formando os dispositivos de fixação, a dita transmissão gerando deslizamento, isto é, uma de deformação irreversível diferida, do dito material de polímero formando os ditos dispositivos de fixação e, desta maneira, uma perda dessas forças e sobretudo uma perda de eficiência; uma fricção limitada ou coeficiente de arrastar, devido à rigidez das partes.

[0015] Um segundo exemplo de uma modalidade de um dispositi vo de fixação conhecido, é descrito em conexão com a figura 2B. Um dispositivo de fixação 10 inclui um corpo de uma peça 11, opcionalmente feito de polímero semirrígido, e fechando e/ou trancando o meio 12, opcionalmente, e também fixando meios, que podem assumir a forma de uma montagem de parafuso ou ferrolho. Além do mais, o dito dispositivo de fixação 10, vantajosamente, tem um orifício L. Nesta segunda modalidade, o orifício L consiste em um orifício ou cavidade central, vantajosamente cilíndrico, disposto no dispositivo de fixação, a fim de possibilitar a passagem, naquele lugar, de uma única linha subaquática. Tal dispositivo de fixação 10 é particularmente apropriado, por exemplo, para fixar boias em linhas submersas, mas não possibilitam a fixação e manutenção de um cabo umbilical 5 no tubo de subida de perfuração 4.

[0016] Para abordar tais inconvenientes, WO2015/162384A2 des creve novas estruturas e arranjos, designados daqui em diante como terceiro exemplo de uma modalidade de um dispositivo de fixação para linhas subaquáticas, como descrito em conexão com as Figuras 3A e 3B.

[0017] Um dispositivo de fixação 10, para as linhas subaquáticas 4 e 5, tem um orifício L. A fim de garantir a manutenção e a fixação de pelo menos duas linhas subaquáticas, o dito orifício L tem uma seção maior do que, ou igual a soma das respectivas seções das duas linhas subaquáticas 4 e 5. "Seção da linha subaquática" se refere à seção da linha subaquática, incluindo a parede externa da dita linha. O dispositivo de fixação 10 compreende um corpo de uma peça 11, disposto para circundar e articuladamente manter as linhas subaquáticas 4 e 5: o orifício L é desse modo definido, quando o dispositivo de fixação 10 está na posição fechada, isto é, o corpo de uma peça forma uma única e mesma entidade fechada. O corpo de uma peça 11 de um dispositivo de fixação 10, pode ser feito principalmente de um polímero flexível, ou um dos seus derivados, por exemplo poliuretano, em particular na forma de espuma.

[0018] Para evitar uma transmissão de forças de aperto no materi al de polímero, formando um corpo de uma peça 11, e a criação do fenômeno de deslizamento, o dispositivo de fixação 10 ainda compreende um elemento flexível 13, cooperando com o corpo de uma peça 11 ao longo de uma conexão deslizante ou incorporação. Preferivelmente, o elemento flexível 13 do dispositivo de fixação 10, consiste em uma ou mais correias. Tal elemento flexível 13 é feito de um polímero e/ou material fibroso, ou um de seus derivados, por exemplo uma poli- aramida (também conhecida como aramida), mais particularmente, mas não limitantemente, poli-parafenileno tereftalamida também conhecida como kevlarTM. Preferivelmente, como descrito em conexão com as Figuras 3A e 3B, o corpo de uma peça 11 é vantajosamente oco, e o elemento flexível 13 é inserido dentro do dito corpo de uma peça 11: o elemento flexível 13 pode, desse modo, ser "embutido" dentro do corpo de uma peça 11. Além do mais, o corpo de uma peça 11 também inclui um ou diversos orifícios ou "janelas" 11v, formadas na parede interna do corpo de uma peça 11. Tais orifícios, em particular, tornam possível tornar mais leve o corpo de uma peça 11, mas também participar na manutenção do dispositivo de fixação 10 nas linhas subaquáticas 4 e 5.

[0019] Como descrito em conexão com a figura 3B, para facilitar o posicionamento do dispositivo de fixação 10, o corpo de uma peça inclui uma abertura 18 disposta em paralelo ao eixo (A) do orifício, a dita abertura 18 definindo dois rebordos 19 opostos um ao outro. O dispositivo de fixação 10 ainda compreende meios de travamento e/ou fechamento, cooperando com os ditos rebordos, dispostos para manter a posição do dispositivo de fixação 10 ao longo dos respectivos segmentos das linhas subaquáticas 4 e 5, e circundar os ditos segmentos das ditas linhas subaquáticas 4 e 5. Tais meios de travamento e fechamento podem, vantajosamente, incluir quaisquer ferrolhos únicos, parafusos de fixação ou parafusos cativos, possibilitando uma instalação rápida e o aperto ou travamento do corpo de uma peça 11, em torno das linhas subaquáticas 4 e 5 e suas fixações. Adicionalmente, de acordo com a figura 3B, um ou diversos orifícios ou recessos 14o, dependendo do número de parafusos cativos incluídos no dispositivo de fixação, são dispostos no corpo de uma peça 11, a fim de acomodar os parafusos cativos 14. Além do mais, o elemento flexível 13 consistindo em uma alça afivelada em cada uma das suas extremidades, os meios de tra- vamento e/ou fechamento incluem duas inserções 15, vantajosamente na forma de barras cilíndricas ou em uma forma de "T", as ditas inserções 15 cooperando com as extremidades afiveladas da alça: parafu- so(s) cativos(s) 14 cooperam depois com as ditas inserções 15 para realizar a função de aperto. De acordo com a figura 3A, o(s) parafuso(s) cativo(s) 14, em sua ou sua(s) parte(s) proximal(ais), emerge(m) de uma das duas inserções, enquanto na(s) sua ou suas partes distais, isto é, os cabeçotes de parafuso, atravessando a outra inserção.

[0020] Embora tal terceira modalidade de um dispositivo de fixa ção pode abordar muitos inconvenientes de outras soluções conhecidas, o dito dispositivo de fixação também tem alguns inconvenientes, em relação mais particularmente e não limitantemente: - o posicionamento e o alinhamento do dispositivo de fixação nas linhas subaquáticas; - a centralização das linhas subaquáticas no tubo ascendente marinho.

[0021] A presente invenção torna possível abordar a grande maio ria dos inconvenientes levantados pelas soluções conhecidas, e fornece um melhoramento da terceira modalidade, em que o travamento e/ou o fechamento do dispositivo de fixação é facilitado.

[0022] A invenção fornece um dispositivo de fixação para fixar, pe lo menos, um cabo a um tubo de subida de perfuração, consistindo em um corpo de uma peça de um polímero flexível, compreendendo um orifício central para circundar o tubo de subida de perfuração e o pelo menos um cabo, uma abertura para possibilitar a instalação do corpo de uma peça em torno do tubo de subida de perfuração e do pelo menos um cabo, e meios de travamento para apertar o dispositivo de fixação em torno do tubo de subida de perfuração, e do pelo menos um cabo. A abertura compreende dois rebordos que têm formas complementares para formar um guia, para fechar o dispositivo de fixação, e os meios de travamento compreendem, pelo menos, um parafuso cruzando os rebordos para clarear o dispositivo de fixação.

[0023] Em uma modalidade preferida, os rebordos podem definir uma ranhura de alinhamento, um dos rebordos correspondendo um membro fêmea, e outro rebordo correspondendo um membro macho, a ranhura de alinhamento possibilitando um posicionamento correto dos meios de travamento, e um deslizamento dos rebordos durante o fechamento do dispositivo de fixação.

[0024] Preferencialmente, os rebordos são partes moldadas do corpo de uma peça.

[0025] Em uma variante, um dos rebordos pode compreender um poço artesiano contendo um cilindro, que é rosqueado para receber o parafuso, o poço artesiano incluindo uma abertura para possibilitar a rotação do cilindro, quando o parafuso está engajado dentro do dito cilindro. O outro rebordo pode compreender uma abertura, que tem uma espessura maior do que o diâmetro da haste do parafuso, e menor do que o cabeçote do parafuso.

[0026] Para possibilitar uma centralização dentro do tubo ascen dente marinho, o dispositivo de fixação pode compreender saliências posicionadas em uma superfície externa do corpo de uma peça, a superfície externa sendo oposta ao furo central. As extremidades das saliências podem ser sensivelmente alinhadas em um círculo, para centralizar o dispositivo de fixação dentro do tubo ascendente marinho.

[0027] A invenção também fornece um sistema de perfuração con sistindo em uma plataforma ou uma embarcação, e compreendendo um tubo de subida de perfuração e pelo menos um cabo umbilical, no qual o tubo de subida de perfuração e, pelo menos, um cabo umbilical são fixados juntos por um ou mais dispositivos de fixação como previamente definido.

[0028] Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, quando vistas junto com os desenhos em anexo para o presente relatório descritivo, em que:

[0029] A FIG.1 mostra uma plataforma de petróleo que necessita de dispositivos de fixação,

[0030] A FIG.2A mostra uma primeira modalidade de um dispositi vo de fixação de acordo com a técnica anterior,

[0031] A FIG.2B mostra uma segunda modalidade de um dispositi vo de fixação de acordo com a técnica anterior,

[0032] A FIG.3A e a FIG.3B mostram uma terceira modalidade de um dispositivo de fixação de acordo com técnica anterior,

[0033] A FIG.4A até a FIG.4E mostram uma modalidade preferida de um dispositivo de fixação de acordo com a invenção, a. A FIG.5 mostra uma modalidade melhorada do dispositivo de fixação da FIG.3.

[0034] Um exemplo preferido, mas não limitante, de um dispositivo de fixação, de acordo com a invenção, é descrito em conexão com as figuras 4A a 4E. Tal modalidade preferida é um melhoramento da terceira modalidade da técnica anterior, anteriormente detalhada em relação às figuras 3A e 3B. Consequentemente, as mesmas referências são usadas nas figuras 4A a 4E, para designar as mesmas características ou características análogas, que são descritas nas figuras 3A e 3B.

[0035] Um dispositivo de fixação 10 para as linhas subaquáticas 4 e 5, de acordo com a invenção, tem um orifício L. Para garantir a manutenção e fixação de pelo menos duas linhas subaquáticas, o orifício L tem uma seção maior do que, ou igual a soma das respectivas seções das duas linhas subaquáticas 4 e 5. "Seção de uma linha subaquática" se refere a uma seção da linha subaquática, que inclui a parede externa da dita linha. As ditas respectivas seções das linhas subaquáticas podem vantajosamente ser quadradas, circulares, oblongas, ou ter quaisquer outras seções que podem ser adaptadas para uma linha subaquática, ou mesmo, em alguns casos, diversas linhas subaquáticas. A invenção tem sido descrita durante o seu uso em conexão com a manutenção e fixação de um cabo umbilical e um tubo de subida de perfuração, isto é, vantajosamente duas linhas subaquáticas, associadas com poços em depósitos ou campos de óleo. Eles podem também ser implementados para todos os tipos de linhas subaquáticas, que requerem funções de estabilização e proteção. Deverá também ser possível considerar o dispositivo de fixação, mantendo e fixando mais do que duas linhas subaquáticas. A invenção não pode ser limitada ao número ou tipo de linhas subaquáticas, mantidas pelo dispositivo de fixação de acordo com a invenção.

[0036] O dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, tam bém compreende um corpo de uma peça 11, disposto para circundar e manter conjuntamente as linhas subaquáticas 4 e 5: o orifício L desse modo é definido quando o dispositivo de fixação 10 está na posição fechada, isto é, o corpo de uma peça forma uma única e mesma entidade fechada, situação em particular descrita em conexão com as figuras 4A a 4E. O corpo de uma peça 11 de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, pode principalmente ser feito de um polímero flexível ou um dos seus derivados, por exemplo uma forma de poliuretano para aliviar. O poliuretano também tem, particularmente, interessantes propriedades de deformação de plástico, uma vez que o poliuretano é considerado um material maleável. Na verdade, a maleabilidade pode ser definida como a capacidade de um material, e em particular polímeros, para deformar plasticamente, sem alcançar um ponto quebrando e, consequentemente, uma deformação irreversível. Além disso, o dispositivo de fixação 10 feito de um polímero flexível ou um dos seus derivados, mais particularmente poliuretano, pode ser designado para fornecer a capacidade de flutuabilidade em densidade de fluido igual àquela da água ou mais alta. Em adição, o polímero de poliuretano tem a capacidade de resistir a certos níveis de concentração de perfuração, lama & fluidos de acabamento, resistência a impactos mecânicos e corrosão. Na verdade, durante a instalação do dispositivo de fixação nas linhas subaquáticas por um operador, o dispositivo de fixação 10 pode não ser apropriadamente fixado às linhas subaquáticas 4, 5 no tubo ascendente marinho 2, levando à queda do dito dispositivo de fixação 10, e a perda do último dentro do tubo ascendente marinho 2 potencialmente preenchido com água. Usando um dispositivo de fixação flutuante, evita a tal perda do dispositivo de fixação no tubo ascendente marinho 2, o dispositivo de fixação flutuante trazendo de volta para a borda do tubo ascendente marinho na superfície da água, graças à composição do dispositivo de fixação.

[0037] Em princípio, no campo longe da terra, mais particularmen te sistemas de óleo, linhas subaquáticas 4 e 5, tais como, a título de exemplos não limitantes, como previamente descrito, os cabos umbilicais e os tubos de subida de perfuração de um sistema de óleo, de acordo com a figura 1, vantajosamente tem seções substancialmente circulares. De acordo com a primeira e a segunda modalidades, como descrito em conexão com as figuras 4A e 4B, o orifício L, que tem um dispositivo de fixação 10 de acordo com a invenção, pode ter uma seção adaptada para ajustar a seção de cada uma das linhas subaquáticas: o orifício L poderá definir dois setores. Tal seção ovoide é particularmente apropriada para circundar e manter duas linhas subaquáticas 4 e 5. Neste caso, o orifício L define dois setores circulares dos quais os respectivos raios r’ e r’’ são substancialmente iguais ao respectivo raio das paredes externas das linhas subaquáticas 4 e 5. Dependendo do tipo de linhas subaquáticas que um dispositivo de fixação 10 de acordo com a invenção procura manter, os raios r’ e r’’ podem ser iguais ou diferentes. O corpo de uma peça 11 pode, desse modo, ser vantajosamente adaptado com base nas linhas subaquáticas. Para este fim, de acordo com a figura 4C, o corpo de uma peça 11 de um dispositivo 10, de acordo com a invenção, pode compreender um primeiro "primário" através do orifício 11r’ compreendendo um primeiro raio r’ e um segundo através do orifício 11r’’ compreendendo um segundo raio r’’. O primeiro orifício 11r’ pode vantajosamente servir como um alojamento para o tubo de subida de perfuração 4, enquanto o se-gundo orifício 11r’’ pode servir para alojar o cabo umbilical 5.

[0038] Para evitar uma transmissão de forças de aperto no materi al de polímero, fazendo o corpo de uma peça 11 e a criação do fenômeno de deslizamento, o dispositivo de fixação 10 ainda compreende um elemento flexível 13 (não ilustrado nas figuras 4A a 4E, mas ilus- trado na figura 3A), cooperando com o corpo de uma peça 11 ao longo de uma conexão deslizando ou incorporando. Preferivelmente, o elemento flexível 13, do dispositivo de fixação 10, consiste em uma correia de reforço. Entretanto, a invenção não pode estar limitada à presença de uma única correia: alternativamente, ou adicionalmente, uma pluralidade de correias ou quaisquer meios equivalentes podem ser fornecidos, dispostos para desempenhar a mesma função. "Correia" se refere a qualquer faixa, vantajosamente, mas não limitantemente, larga e plana, feita de um material apropriado para realizar uma função flexível, disposta para manter as linhas subaquáticas juntas. Tal elemento ou correia é feito de um polímero e/ou material fibroso, ou um dos seus derivados, por exemplo uma poliaramida (também conhecida como aramida), mais particularmente, mas não limitantemente, poli- parafenileno tereftalamida também conhecida como kevlarTM. Devido às suas propriedades, tal elemento possibilita uma grande diminuição, ou mesmo uma eliminação do fenômeno de deslizamento, dessa maneira garantindo a preservação das forças de aperto. Preferivelmente, como descrito em conexão com as Figuras 4A a 4E, o corpo de uma peça 11 é vantajosamente oco, e o elemento flexível 13 é inserido dentro do dito corpo de uma peça 11: o elemento flexível 13 pode desse modo ser "incorporado" dentro do corpo de uma peça 11. Além do mais, o corpo de uma peça 11 também inclui um ou diversos orifícios ou "janelas" 11v, formadas na parede interna do corpo de uma peça 11. Tais orifícios, em particular, tornam possível clarear o corpo de uma peça 11.

[0039] Como descrito em conexão com a figura 4B, para facilitar o posicionamento do dispositivo de fixação 10, o corpo de uma peça inclui uma abertura 18, a dita abertura 18 definindo dois rebordos 19 opostos um ao outro. De acordo com esta alternativa vantajosa, o corpo de uma peça 11 é descrito como "corpo de uma peça aberto". Tal alternativa é particularmente apropriada para facilitar o posicionamento de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, sobre as linhas subaquáticas.

[0040] Para realizar esta função de fixação e aperto otimamente, o dispositivo de fixação 10 deve ser capaz de ser ajustado, de maneira a circundar os respectivos segmentos das linhas subaquáticas 4 e 5. Para esta finalidade, o dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, ainda compreende travar e/ou fechar os meios que cooperam com os ditos rebordos, dispostos para manter a posição do dispositivo de fixação 10 ao longo dos respectivos segmentos das linhas subaquáticas 4 e 5, e circundar os ditos segmentos das ditas linhas subaquáticas 4 e 5. Tais meios de travar e/ou fechar tornam possível manter a posição de um dispositivo de fixação 10, de acordo coma invenção, ao longo dos respectivos segmentos das linhas subaquáticas 4 e 5, e circundar os ditos segmentos das ditas linhas subaquáticas 4 e 5. Os ditos meios de travar e/ou fechar também garantem a coesão do dispositivo de fixação 10 em torno das linhas subaquáticas 4 e 5, na chamada posição fechada.

[0041] Entretanto, como descrito com a terceira modalidade co nhecida do dispositivo de fixação, ilustrado em conexão com as Figuras 3A e 3B, o arranjo da tal abertura 18 e os rebordos 19 paralelos ao eixo (A) do poço podem levantar alguns inconvenientes, quando o operador instalando o dispositivo de fixação no local, pode ter dificuldades para apropriadamente posicionar os rebordos e os meios de travar e/ou fechar.

[0042] Para simplificar a instalação de um dispositivo de fixação de acordo com a invenção, como descrito na Figuras 4A e 4B, a abertura 18 pode definir ou incorporar uma ranhura de alinhamento definida por dois rebordos 19’,19’’. As dimensões e a forma dos dois rebordos 19’,19’’ são determinadas e dispostas para ser complementares, e ajustadas durante a montagem e o intertravamento dos dois rebordos 19’,19’’ na chamada posição fechada. A existência de tal ranhura de alinhamento possibilita o posicionamento correto para os meios de travar e/ou fechar, a ser torcido durante o fechamento e a torção do dispositivo de fixação. De acordo com a modalidade descrita em conexão com as Figuras 4D e 4E, um primeiro rebordo 19’ define um membro feminino, e um segundo rebordo 19’’ define um membro masculino, tais primeiro e segundo rebordos 19’,19’’ sendo dispostos para ser ajustados por deslizamento quando montados.

[0043] Tais meios de travamento e/ou fechamento podem vantajo samente incluir quaisquer ferrolhos únicos, parafusos de fixação ou parafusos cativos 14, possibilitando o travamento ou fechamento do corpo de uma peça 11 em torno das linhas subaquáticas 4 e 5 e suas fixações. Vantajosamente, mas não limitantemente, para garantir a longevidade de um dispositivo de fixação 10 de acordo com a invenção, os meios de travamento e/ou fechamento podem ser feios por aço galvanizado, aço estrutural padrão, aço Nikaflex®, bronze e/ou aço inoxidável. Os meios de travamento e/ou fechamento 14 feitos de peças metálicas do dispositivo de fixação 10, mais particularmente podem ser projetados para resistir a fragilidade do hidrogênio. Entre todos os exemplos de travamento e/ou fechamento anteriormente mencionados, os parafusos cativos 14 têm muitas vantagens, uma vez que eles tornam possível obter uma função de parafuso cativo, de modo a limitar o número de peças a ser manuseadas durante as operações. Na verdade, durante as operações de montagem, um parafuso 14 pode facilmente escapar das mãos de um operador, que pode ter sérias consequências, em particular envolvendo a segurança do dito operador e/ou diminuindo a montagem e/ou posicionando o processo do dito dispositivo de fixação 10. Tais parafusos cativos 14 podem ser vantajosamente integrados dentro do corpo de uma peça 11. Adicionalmen- te, de acordo com a figura 4B, um ou diversos orifícios ou recessos 14o, dependendo do número de parafusos cativos incluídos no dispositivo de fixação, são dispostos no corpo de uma peça 11, a fim de acomodar os parafusos cativos 14. O parafuso cativo pode também ser projetado para ser substituível, caso ele deteriore no decorrer do tempo, e como tal dando ao corpo de uma peça 11 um uso de média de vida prolongada.

[0044] Enquanto as linhas subaquáticas e o dispositivo de fixação estão sendo instalados ou desinstalados no tubo ascendente marinho 2, durante a perfuração no mar e operações de recuperação, eles podem bater e prender o tubo ascendente marinho, ou quaisquer outros elementos que podem ser um obstáculo. Tais prisão e batida podem criar corrosão das linhas subaquáticas e causar alguns danos mecânicos ou funcionais, até as falhas de tais linhas subaquáticas. Por este motivo, é necessário proteger e centralizar as linhas subaquáticas dentro do tubo ascendente marinho 2. Vantajosamente, mas não limitantemente, a fim de realizar uma função de centralização e/ou de proteção dentro do tubo ascendente marinho, um dispositivo de fixação, de acordo com a invenção, pode incluir um ou mais asas (abas) ou saliências externas 20, posicionadas na superfície de fora do dispositivo de fixação 10, e feitas de um polímero flexível ou seus derivados. Preferivelmente, para facilitar a fabricação, as asas ou saliências externas 20 podem ser feitas do mesmo polímero como o corpo de uma peça, preferivelmente, mas não limitantemente, de poliuretano. Tais asas ou saliências 20, mais particularmente as formas e dimensões delas, são dispostas para possibilitar o dispositivo de fixação, e consequentemente as linhas subaquáticas, serem centralizadas e protegidas, evitando qualquer prisão ou corrosão no mar durante as operações de perfuração e recuperação. De acordo com as Figuras 4A a 4E, o dispositivo de fixação pode incluir cinco asas externas 20, todas posicionadas em torno da superfície externa do dito dispositivo de fixação. A forma das cinco asas externas 20 pode ser qualquer forma e preferivelmente em forma de pirâmide, para reduzir a quantidade de material necessário para a manufatura do dispositivo de fixação. Entretanto, as extremidades das asas 20 são sensivelmente alinhadas em um círculo para centralizar o dispositivo de fixação 10 dentro de um tubo ascendente marinho 2. A invenção não pode ser limitada ao número ou forma das asas externas, incluídas no dispositivo de fixação de acordo com a invenção.

[0045] Uma modalidade alternativa da invenção é descrita na figu ra 5. A modalidade alternativa difere principalmente da modalidade preferida, por uma variante dos meios de travar e/ou fechar. Nesta modalidade alternativa, o rebordo 19’ compreende um poço artesiano perpendicular em direção à abertura para receber um cilindro 21. O cilindro 21 é rosqueado para receber o parafuso 14. Os rebordos 19’ e 19” compreendem as respectivas aberturas 14’ e 14” tendo uma espessura maior do que o diâmetro do parafuso 14, a fim de possibilitar o parafuso 14 passar através das ditas aberturas 14’ e 14”. Em uma posição aberta dos meios de travar e/ou fechar, o parafuso 14 é engajado no cilindro 21, que é virado para ter o parafuso 14 perpendicular ao corpo de uma peça 11. Para fechar o dispositivo de fixação 10, os dois rebordos 19’ e 19” são engajados juntos, depois o parafuso 14 pode ser movido pela rotação do cilindro 21 dentro da abertura 14”. Para garantir o travamento, a abertura 14” deve ser menor do que o cabeçote do parafuso 14, a fim de possibilitar o rosqueamento do parafuso 14 causar o fechamento dos rebordos 19’ e 19’, e consequentemente o aperto do dispositivo de fixação 10. Tais meios de travamento e/ou fechamento possibilitam uma manipulação mais fácil pelos operadores. Preferivelmente, o cilindro 21 pode cooperar com o elemento de reforço flexível 13, como a inserção 15 da figura 3A.

[0046] Alternativamente ou adicionalmente, um dispositivo de fixa- ção 10, de acordo com a invenção, pode compreender meios de tra- vamento. Tais meios de travamento possibilitam o manuseio mais fácil de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção. Como um exemplo não limitante, os meios de travamento de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, compreendem um entalhe 16. Os ditos entalhes principalmente podem também atuar como entalhes flexíveis, para a abertura e o fechamento no corpo de uma peça 11, durante a instalação das operações de remoção. Elas podem vantajo-samente ser formadas na parede externa do corpo de uma peça 11 de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção. A invenção não pode ser limitada à presença de um único entalhe: ela pode ser considerada ter uma pluralidade de entalhes 16, formados na parede externa do corpo de uma peça 11. Preferivelmente, mas não limitan- temente, os meios de travamento consistem em dois entalhes 16, vantajosamente, mas não limitantemente, posicionados simetricamente no corpo de uma peça 11 em relação um ao outro: em combinação com os materiais ou polímeros fibrosos, a presença dos dois entalhes 16 possibilita a criação de articulações elásticas, simplificando o posicionamento de um dispositivo de fixação 10 de acordo com a invenção.

[0047] Além do mais, alternativamente ou adicionalmente, um dis positivo de fixação 10 de acordo com a invenção compreende duas chanfraduras 17, também conhecidas como bordas cônicas, formadas nas faces superior e inferior do corpo de uma peça 11. "Chanfradura" se refere a qualquer superfície pequena formada por uma borda inclinada, vantajosamente formada na face superior ou inferior do corpo de uma peça 11 de um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção. Tais chanfraduras tornam possível evitar um dispositivo de fixação 10, de acordo com a invenção, compreender outras estruturas externas que podem estar presentes no ambiente do dito dispositivo, como também minimizar o perfil hidrodinâmico do dito dispositivo, a fim de evitar o aparecimento de forças de arrastar, e para desviar e ajudar a centralizar as linhas subaquáticas.

[0048] Além do mais, a invenção fornece um tubo ascendente ma rinho oco 2, incluindo duas linhas subaquáticas 4 e 5 dentro dele. Pre-ferivelmente, as ditas linhas subaquáticas podem vantajosamente, mas não limitantemente, ser um cabo umbilical 5 e um tubo de subida de perfuração 4, como anteriormente descrito. Para diminuir os custos e o tempo de instalação, as ditas linhas dentro do tubo ascendente marinho 2, e o dito tubo ascendente marinho, compreendem pelo menos um dispositivo de fixação 10 de acordo com a invenção, o dito dispositivo 10 circundando as linhas subaquáticas 4 e 5.

[0049] A invenção também fornece um sistema de perfuração com preendo uma plataforma 1, as linhas subaquáticas 4 e 5 cooperando com a dita plataforma 1, e um poço de óleo 6 cooperando com as ditas linhas subaquáticas 4 e 5. Para diminuir os custos da instalação e o tempo do dito sistema, o dito sistema compreende pelo menos um dispositivo de fixação de acordo com a invenção, circundando os respectivos segmentos das ditas linhas subaquáticas. Preferivelmente, as ditas linhas subaquáticas podem vantajosamente, mas não limitantemente, ser um cabo umbilical 5 e um tubo de subida de perfuração 4, como anteriormente descrito. A dita plataforma de petróleo pode vantajosamente ser estacionária ou móvel, ou ainda constituir uma unidade de flutuação, isto é, uma embarcação de perfuração. A invenção não pode ser limitada ao tipo de plataforma compreendida pelo dito sistema.

[0050] A modalidade da invenção mostra um dispositivo de fixa ção, para fixar um cabo umbilical 5 a um tubo de subida de perfuração 4. A pessoa versada na técnica pode facilmente compreender que a forma do orifício L pode ser trocada e adaptada, a fim de possibilitar o aperto de mais do que um cabo umbilical 5, para o tubo de subida de perfuração 4. A pessoa versada na técnica pode também compreender que o cabo umbilical 5 pode ser de tipos diferentes, por exemplo, um cabo elétrico, uma mangueira hidráulica ou eletro-hidráulica, ou qualquer outro tipo de tubo que pode se articular ao tubo de subida de perfuração 4.

Claims (6)

1. Dispositivo de fixação (10) para fixar pelo menos um cabo (4) a um tubo de subida de perfuração (5), consistindo em um corpo de uma peça (11) de um polímero flexível, caracterizado pelo fato de que compreende o orifício central (L) para circundar o tubo de subida de perfuração (5) e o pelo menos um cabo (4), uma abertura (18) para possibilitar a instalação do corpo de uma peça (11) em torno do tubo de subida de perfuração (5), e o pelo menos um cabo (4), e meios de travamento (14) para apertar o dispositivo de fixação (10) em torno do tubo de subida de perfuração (5) e o pelo menos um cabo (4), em que a abertura (18) compreende dois rebordos (19’, 19”) tendo formas complementares para formar um guia para fechar o dispositivo de fixação (10), e os meios de travamento compreendem, pelo menos, um parafuso (14) cruzando os rebordos (19’, 19”) para apertar o dispositivo de fixação (10).

2. Dispositivo de fixação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os rebordos (19’, 19”) definem uma ranhura de alinhamento, um dos rebordos (19’) correspondendo a um membro feminino, e o outro rebordo (19”) correspondendo a um membro masculino, a ranhura de alinhamento possibilitando um posicionamento correto dos meios de travamento (14) e um deslizamento dos rebordos durante o fechamento do dispositivo de fixação (10).

3. Dispositivo de fixação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os rebordos (19’, 19”) são partes moldadas do corpo de uma peça (11).

4. Dispositivo de fixação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um dos rebordos (19’) compreende um poço artesiano contendo um cilindro (21) que é rosqueado para receber um parafuso (14), o poço artesiano incluindo uma abertura (14’) para possibilitar a rotação do cilindro (21), quando o parafuso (14) é engajado dentro do dito cilindro (21), e em que outro rebordo (19”) compreende uma abertura (14”) que tem uma espessura maior do que o diâmetro da haste do parafuso (14) e menor do que o cabeçote do parafuso (14).

5. Dispositivo de fixação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende saliências posicionadas em uma superfície externa do corpo de uma peça (11), a superfície externa sendo oposta ao orifício central (L), e em que as extremidades das saliências são sensivelmente alinhadas em um círculo, para centralizar o dispositivo de fixação dentro de um tubo ascendente marinho (2).

6. Sistema de perfuração consistindo em uma plataforma (1) ou uma embarcação e compreendendo um tubo de subida de perfuração (4) e pelo menos um cabo umbilical (5), caracterizado pelo fato de que o tubo de subida de perfuração (4) e o pelo menos um cabo umbilical (5) são afixados juntos, por um ou mais dispositivos de fixação, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

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