BRPI0416684B1

BRPI0416684B1 - Method of suppressing oil from a first floating structure to a downloading structure

Info

Publication number: BRPI0416684B1
Application number: BRPI0416684-1A
Authority: BR
Inventors: Wille Hein; Jan Rooduijn Erik
Original assignee: Single Buoy Moorings Inc
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2017-11-21
Also published as: BRPI0416684A; EP1687562A1; MY146483A; WO2005050083A1; AU2004291684B2; OA13326A; AU2004291684A1; CN1882801A; CN100455873C; US20070051518A1; JP2007517734A; US7666044B2

Abstract

"método de suprir óleo de uma primeira estrutura flutuante a uma estrutura de descarregamento". a invenção diz respeito a um método de suprir óleo de uma primeira estrutura flutuante a uma estrutura de descarregamento. o método compreende as etapas de: prover um duto flexível que se estende entre as duas estruturas a uma profundidade de água entre 50 m e 500 m, o duto compreendendo um material elastomérico flexível e tendo um diâmetro interno de pelo menos 600 mm e um comprimento entre 1.500 e 3.000 m, provendo pelo menos uma bomba na primeira estrutura e bombeando o óleo através do duto a uma pressão entre 5 bar e a uma vazão entre 1.000 e 50.000 m^ 3^/hora, caracterizado em: prover um único duto flexível e - prover uma espessura de parede do duto de maneira tal que, a temperaturas da água entre 2<198>c e 20<198>c, preferivelmente entre 2<198>c e 10<198>c, o óleo compreenda na primeira estrutura uma temperatura de entrada t~ e~ e na segunda estrutura uma temperatura de saída t~ s~ que seja tal que t~ e~ - t~ s~ seja menor ou igual a 15<198>c, preferivelmente menor do que 5<198>c.

Description

“MÉTODO DE SUPRIR ÓLEO DE UMA PRIMEIRA ESTRUTURA FLUTUANTE A UMA ESTRUTURA DE DESCARREGAMENTO” A invenção diz respeito a um método de suprir óleo de uma primeira estrutura flutuante a uma estrutura de descarregamento, que compreende as etapas de: prover um duto flexível que se estende entre as duas estruturas a uma profundidade de ápa entre 50 m e 500 m, o duto compreendendo um material elastomérico flexível e tendo um diâmetro interno de pelo menos 600 mm e um comprimento entre L500 e 3.000 m, e prover pelo menos uma bomba na primeira estrutura e bombear o óleo através do duto a uma pressão entre 5 bar e 30 bar e a uma vazão entre 1.000 e 50.000 m3/hora.

Tais dutos flexíveis são conhecidos pela WO 02/44607, em que uma mangueira marítima é descrita, a qual pode ter um comprimento de 2 km ou mais, que se estende entre uma plataforma de petróleo, FPSO, TLP, SP AR ou semisubmersivel, e uma bóia de descarregamento, tal como bóia de amarração por pernas de ancoragem catenária (CALM), a profundidades entre 80 e 30 metros. A mangueira conhecida consiste de segmentos elastoméricos de 12 metros com um diâmetro interno de 600 mm com flanges de acoplamento de extremidade. O duto conhecido é aplicado como um feixes de dutos paralelos para maior capacidade.

Tubos de aço rígidos são também usados para transferência do óleo bruto, e em geral têm um diâmetro de 24” (609,6 mm), de maneira tal que múltiplos dutos sejam usados em paralelo para obter capacidade suficiente. Os tubos de transferência que se estendem horizontalmente abaixo do nível da água entre a estrutura flutuante e a bóia de descarregamento são suportados por flutuadores. Por causa do peso dos tubos de aço e de sua flexibilidade limitada, esses tubos de aço são sujeitos a fadiga de metal.

Quando hidrocarbonetos, tais como óleos, são transportados pelos tubos de transferência em águas médias conhecidos» a perda de calor através desses tubos resulta em maior viscosidade dos hidrocarbonetos e menor capacidade de escoamento.

Consequentemente, é um objetivo da presente invenção fornecer um método de transferência de hidrocarbonetos através de um, dito entre duas estruturas flutuantes que pode operar a baixas pressões de bombeamento e que permite transferência eficiente de óleo bruto em volumes relativamente grandes. É um outro objetivo da presente invenção fornecer um método de transferência de hidrocarbonetos por meio de um duto de baixo peso, que seja menos sujeito da problemas de fadiga e que possa ser facilmente instalado.

Até aqui, o método de acordo com a invenção é caracterizado por: - prover um único duto flexível; e - prover uma espessura de parede do duto de maneira tal que, a temperaturas da água entre 2°C e 20°C, preferivelmente entre 2°C e 10°C, o óleo compreenda, na primeira estrutura, um temperatura de entrada Te e, na segunda estrutura, uma temperatura de saída Ts que é de maneira tal que Te -Ts seja menor ou igual a 15°C, preferivelmente menor do que 5°C.

Provendo-se um único duto de grande diâmetro, em vez de um feixe de duios, a área superficial do duto, e consequentemente a perda de calor resultante pela superfície dos dutos, é reduzida. Provendo-se uma espessura de parede suficiente, por exemplo, provendo uma espessura de parede de material elastomérico entre 3 cm e 7 cm, ou provendo uma camada isolante em tomo do duto, tal como uma camada de material de poliestireno, de uma espessura entre 2 cm e 10 cm, a perda de calor pelo duto é reduzida, e o óleo bruto pode ser bombeado a uma viscosidade baixa e substancialmente constante, tal como entre 40 cP a 40°C e 8 cP a 50°C, a baixas pressões de bombeamento.

Preferivelmente, o coeficiente de transferência de calor do duto de transferência de média profundidade é entre 0,1 e 0,5 W/mK. Em particular, a temperaturas de água entre 4°C e 10°C, o baixo coeficiente de transferência de calor resulte em uma menor perda de calor no comprimento do duto de transferência, e uma viscosidade baixa substancialmente constante do óleo bruto por todo o comprimento do duto de transferência.

Em uma modalidade preferida, o material isolante pode compreender uma espuma isolante, tendo flutuabilidade, de maneira tal que o duto de transferência tenha, por exemplo, flutuabilidade substancialmente neutra, Um revestimento de redução de atrito pode ser incluído no duto de transferência, tal como uma camada de nitrila, para obter baixas pressões de bombeamento..

Uma modalidade do método de acordo com a presente invenção será explicada com detalhes com referência aos desenhos anexos.

Nos desenhos; A figura 1 mostra uma vista geral esquemática de uma mangueira de transferência flexível de águas médias de acordo com a presente invenção.

As figuras 2a-2d mostra diferentes configurações da mangueira de transferência da presente invenção, e A figura 3 mostra uma seção transversal longitudinal de uma mangueira de transferência da presente invenção. A figura l mostra uma mangueira de transferência de média proftmdidade flexível 1, que é desdobrada de um navio de suprimento posicionado dinamicamente 2. A mangueira de transferência 1 é conectada a uma bóia de descarregamento CALM 3 por meio de um cabo de tração 4, conectado a um guindaste 5 na bóia. Enrolando-se o cabo de tração 4 no guindaste, uma cabeça de conexão 6 na seção da mangueira inundada 7 pode ser puxada para o conector 8 e travada nele na base da bóia 3, A mangueira flexível 1 tem um comprimento entre 1,500 m e 3.000 m, e se estende a uma profundidade entre 50 m e 500 m abaixo do nível da água 10. A extremidade da mangueira 1 no lado do navio de suprimento 2 é conectada a uma estrutura flutuante 12, tal como um FPSO, uma TLD (Plataforma por Pernas de tração), SPAR ou semisubmersível, tal como mostrado nas figuras 2a-2d. Na estrutura flutuante 12, a mangueira 1 é conectada a uma unidade de bomba 13, que é conectada com um duto de entrada 14 em um tanque 15 ou outra fonte de suprimento de óleo. A figura 2a mostra uma configuração de catenária simples da mangueira flexível 1, a figura 2b uma configuração de onda, a figura 2c uma configuração híbrida com pesos de tensão 16, 17 e a figura 2d uma configuração amarrada com cabo, na qual a mangueira 1 é conectada no leito do mar 17 por meio de tendões 18.

Hidrocarbonetos, tal como óleo bruto, são supridos à bóia de descanregamento 3 a uma vazão, por exemplo, de 50.000 barris por hora e uma pressão de bombeamento da bomba de 13 a 18 bar. No duto, a temperatura do óleo pode ser 40°C e sua viscosidade será cerca de 40 cP. A temperatura da água a uma profundidade de 200 m será cerca de 140°C. O isolamento da temperatura da mangueira, flexível 3, que pode ser formado de borracha, tal como descrito na WO 02/44607, cujo pedido está aqui incorporado pela referência, é tal que a diferença de temperatura entre a temperatura de saída Ts do óleo bruto na bóia 3 e a temperatura de entrada Tc do óleo na estrutura flutuante 12 não seja mais do que 15°C, preferivelmente menor do que 5°C. A temperatura de entrada Te pode ser entre 30°C e 70°C, A baixa perda de calor resulta em uma viscosidade substancíalmente constante no comprimento da mangueira 3 e, consequentemente, melhor escoamento de hidrocarbonetos.

Conforme mostrado nas figuras 2a-2d, cada vez uma única mangueira flexível 3 se estender da primeira estrutura flutuante 12 até a bóia de descarregamento 3, Múltiplas bóias de transferência 3 podem ser usadas, a distâncias diferentes da estrutura flutuante, cada vez unia única mangueira flexível de grande diâmetro de acordo com a presente invenção se estendendo da estrutura flutuante até uma respectiva bóia de descarregamento.

Conforme mostrado na figura 3, a mangueira 3 pode compreender uma camada externa 20 de borracha isolante ou poliestireno, de uma espessura de pelo menos 2 cm. Preferivelmente, a camada 20 é um material flutuante, A mangueira 2 tem uma parede 21, por exemplo, de borracha reforçada com aço de espessura de parede entre 0,5 cm e 1,5 cm. A superfície interna da parede 21 pode ser provida com um revestimento com características de baixo atrito, tal como o revestimento de material de nitrila. O diâmetro interno Di da mangueira 3 é entre 500 mm e 800 mm, o dispositivo externo De da parte da mangueira interna é entre 100 mm e 200 mm e o diâmetro externo D0 é entre 600 mm e 1.000 mm.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método de suprir óleo de uma primeira estrutura flutuante a uma estrutura de descarregamento, compreendendo as etapas de: - prover um duto flexível que se estende entre as duas estruturas a uma profundidade de água entre 50 m e 500 m, o duto compreendendo um material elastomérico flexível e tendo um diâmetro interno de pelo menos 600 mm e um comprimento entre 1.500 e 3.000 m, e - prover pelo menos uma bomba na primeira estrutura e bombear o óleo através do duto a uma pressão entre 5 bar e 30 bar e a uma vazão entre 1.000 e 50.000 m3/hora. caracterizado pelo fato de que compreende: - prover um único duto flexível; e - prover uma espessura de parede do duto de maneira tal que, a temperatura da água entre 2°C e 20*C, preferivelmente entre 2°C e 10°C, o óleo compreenda na primeira estrutura uma temperatura de entrada Te e na segunda estrutura uma temperatura de saída Ts tal que Te - Ts seja menor ou igual a 15°C, preferivelmente menor do que 5°C.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende prover uma parede com um coeficiente de transferência de calor menor do que 10 W/mK. preferivelmente entre 0,1 e 1 W/mK.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de prover um material isolante em tomo do duto que tem uma flutuabilidade.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de prover uma camada de redução de atrito na parede interna do duto.