BRPI0418916B1

BRPI0418916B1 - Sistema de catenária de pouco peso

Info

Publication number: BRPI0418916B1
Application number: BRPI0418916-7A
Authority: BR
Inventors: J. Bryant Michael
Original assignee: Deepflex, Inc.
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2018-03-13
Also published as: EP1784598A1; US20060034665A1; CN101566254A; CA2576875A1; EP1784598A4; CN101566254B; CA2576875C; CN101010535A; US7073978B2; NO20071136L; BRPI0418916A; WO2006022785A1; CN100498029C

Abstract

sistema de catenária de pouco peso e sistema para manter uma tubulação flexível em uma configuração de catenária substancialmente estável quando suspensa na água do mar trata-se de um sistema de catenária de pouco peso para as operações em águas profundas em que uma tubulação flexível de pouco peso tal como descrito na patente u.s. n<o>. 6.491.779 é suspensa na água do mar de uma embarcação ou de uma plataforma, e tem uma flutuação positiva ou quase positiva, e que é estabilizada ao dispor peso na proximidade ou da parte inferior da tubulação ou fixada à mesma no fundo do mar ou próximo deste, por meio do que o peso e os custos da tubulação de suporte pesada em operações "offshore" são reduzidos ou eliminados.

Description

"SISTEMA DE CATENÃRIA DE POUCO PESO» CAMPO TÉCNICO O campo da invenção é o de sistemas catenãria de tubulação flexível de pouco peso para instalações no fundo do mar.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A patente U.S. n°. 6.491.779B1 descreve uma tubulação flexível feita de materiais compósitos de pouco peso para o uso no fundo do mar. Antes da invenção da dita patente 6.491.779B1, era geralmente sabido que a tubulação relativamente pesada, geralmente de aço, para o uso no fundo do mar, formava um catenãria quando disposta na água do mar de uma embarcação na superfície das águas para o fundo do mar. Tais sistemas anteriores requerem que os usuários empreguem equipamentos caros na superfície ou em outra parte para deslocar o grande peso da tubulação de aço,. Apesar do custo de suportar o peso da tubulação na água do mar no passado, a indústria continuou a uti1izar tal tubulação pesada com os problemas resultantes do peso da tubulação.

Além disso, mangueiras não metálicas flexíveis da técnica anterior para serem utilizadas nas profundidades da água que são maiores do que aproximadamente mil pés não poderiam ter sido utilizadas na presente invenção, porque elas teriam desmoronado em uma condição inoperante fechada pela pressão do água do mar nessas profundidades.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Com a presente invenção, utilizando a tubulação flexível de pouco peso, tal como descrito na patente U.S, n°. 6.491.779, as catenárias formadas quando a tubulação é submergida de um embarcação ou plataforma têm uma flutuação positiva, ou um peso substancialmente reduzido, em comparação com a técnica anterior, o que reduz significativamente o custo para suportar a tubulação quando suspensa em usos no fundo do mar.

Desse modo, com o sistema de catenãria de pouco peso da presente invenção, uma tubulação flexível com uma fltuação ascendente da tubulação quando submersa no água do mar, algum peso é aplicado à parte inferior da tubulação flexível em uma quantidade que é suficiente para conferir resistência à flutuação da tubulação flexível, estabilizando dessa maneira a tubulação em tal configuração de catenãria.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma elevação que mostra esquematicamente uma embarcação que flutua na agua do mar com uma primeira tubulação pesada de aço ou algo do gênero no lado direito da Figura 1 suspensa pela embarcação ou outro suporte da superfície da agua do mar e formando uma catenãria convencional à medida que se estende para uma posição no fundo do mar, e também para fins de comparação, uma tubulação de pouco peso da presente invenção é mostrada no lado esquerda, a qual é flutuante ou quase flutuante quando suspensa da mesma maneira da embarcação ou de um outro suporte; a Figura 2 é uma elevação que mostra esquematicamente a configuração de catenãria da tubulação de pouco peso à qual algum peso foi adicionado para aumentar a tensão na catenãria para manter a catenãria à medida que a profundidade da água do mar se altera e a tubulação é apanhada e colocada sobre o fundo do mar; e a Figura 3 é uma elevação parcial de uma forma alternativa da tubulação de pouco peso de acordo com a patente U.S. n°. 6.491.779, e que tem o aço, o chumbo ou um material de carga pesado colocado com as colunas não metálicas enroladas de maneira helicoidal para fornecer peso para manter a configuração da catenãria na posição final no fundo do mar.

MELHOR MODO PARA PRATICAR A INVENÇÃO

Na Figura 1 dos desenhos, uma embarcação ou uma plataforma 10 é apresentada suportando uma tubulação 12 ou 14 para a produção de serviço "doce" ou "amarga", incluindo os serviços de exportação e de inj eção. Os fluidos transportados incluem óleo, gás, água e compostos químicos de inj eção. A tubulação 12 é uma tubulação ou um tubo umbilical convencional feito de aço e não é flutuante. A indústria offshore gastou milhões de dólares para conferir flutuação a tal tubulação convencional porque cada unidade de peso suspensa na água requer a flutuação de um sistema de flutuação, o qual dita, por sua vez, o tamanho e o custo dos sistemas.

Tal como também mostrado na Figura 1, a tubulação 14 é uma tubulação flexível de pouco peso que é totalmente não metálica ou substancialmente não metálica, e é flutuante quando suspensa como uma catenãria na superfície da agua do mar da superfície S da água do mar suportada de uma embarcação ou de uma plataforma 10. Desse modo, tal como mostrado na Figura 1, a tubulação de pouco peso tende a ser instável quando afetada por correntes de água ou por outras forças geralmente em direções laterais. No entanto, a flutuação da tubulação de pouco peso quando estabilizada pela adição de peso tem uma vantagem principal de reduzir ou até mesmo eliminar os problemas e os custos de suspensão de tubulação pesada na água do mar para operações offshore. A tubulação não metálica compôsita tubular foi descrita per se nas patentes U.S. n°. 5.261.462 e 5.43 5.8 67, mas pelo que se sabe até o presente, tal tubulação não foi feita em comprimentos longos antes da invenção descrita na patente U.S. n°. 6.4 91.779 inventada por Michael J. Bryant, onde a tubulação flexível é suspensa de uma embarcação ou de uma plataforma e ao longo de um leito do mar em uma configuração de catenária. Portanto, embora a tubulação descrita por Donald H. Wolfe nas patentes identificadas acima possa ser considerada de "pouco peso", ela não resolveu os problemas da presente invenção. A tubulação compósita flexível da patente U.S. n°. 6.491.779 inventada por Michael J. Bryant e tal como usada na presente invenção resolveu o problema dos custos de suportar os comprimentos longos da tubulação usada em tais configurações de catenãria para operações offshore. 0 termo "tubulação de pouco peso" tal como aqui empregado significa a tubulação feita de materiais substancialmente não metálicos compósitos e nos comprimentos que são suficientemente longos para as operações no fundo do mar em que a tubulação forma uma catenãria da superfície da agua do mar ao fundo do mar. A presente invenção é especialmente apropriada para ser utilizada em grandes profundidades de mais do que mil pés.

Quando uma tubulação de pouco peso tal como descrito na patente U.S. n° . 6.4 91.779 é suspensa em uma configuração de catenãria da superfície S da água do mar, a tubulação é normalmente mais leve do que o água do mar quando transporta gãs e, em tal caso, que pode ser determinado, para os modos estático e dinâmico com um software conhecido, a tubulação deve flutuar em uma direção ascendente tal como ilustrado esquematicamente pela tubulação 14 na Figura 1. Se a tubulação de pouco peso for mais pesada do que a agua do mar ela vai ficar pendurada em uma curva descendente tal como ilustrado pela tubulação 12 na Figura 1.

Para melhor estabilizar a tubulação de pouco peso nas situações dinâmicas onde as correntes do mar e outras forças agem na tubulação, uma tensão é criada na catenãria de pouco peso mediante a aplicação de algum peso â tubulação na proximidade da extremidade inferior da catenãria da tubulação. O peso pode ser adicionado à tubulação de pouco peso até a extensão determinada para mantê-la em uma configuração de catenãria estável. Por exemplo, um ou mais pesos 16 podem ser distribuídos em conjunto ou separadamente ao longo da parte inferior da tubulação 20, perto da parte da tubulação que é apoiada no fundo do mar, e/ou de preferência imediatamente acima do fundo do mar B. Os pesos são fixados à tubulação 20 e a tubulação é abaixada então na água do mar W da superfície da água do mar S para se estender ao longo do fundo do mar B para terminais ou um outro equipamento submerso {não mostrado). Uma tensão é criada na tubulação 20 para obter a configuração de catenãria tal como mostrado na Figura 2 dos desenhos para estabilizar a tubulação durante o uso na água do mar S, A Figura 3 mostra uma parte de uma tubulação de pouco peso feita de acordo com a patente U.S. n°. 6.491.779, a qual é aqui incorporada, e que é feita essencialmente de componentes não metálicos compósitos tais como um condutor tubular 30, reforços contra a pressão e a desmontagem 32, uma extrusão de membrana 33, reforços contra a tensão 34, e um revestimento exterior 36. Para obter o peso para superar toda ou parte da tendência da tubulação de pouco peso a ser flutuada para cima ou movida para cima pelas correntes 50 ou outras forças, o aço, o chumbo ou um material pesado 40 podem ser fios colocados ou formados de maneira helicoidal com as colunas não metálicas 34 no processo de manufatura. A apresentação e a descrição acima da invenção são ilustrativas e explanatórias da mesma, e várias mudanças nos detalhes do aparelho e da construção ilustrados e no método de manufatura podem ser feitas sem que se desvie do caráter da invenção.

REIVINDICAÇÕES EMENDADAS

[Recebido pelo International Bureau em 07 de dezembro de 2005 (07.12.05); As reivindicações originais 1 a 8 são substituídas pelas novas reivindicações 1 a 10 (02 páginas)]

Claims

1. Sistema de catenãria de pouco peso, caracterizado pelo fato de compreender: a. uma tubulação flexível de pouco peso que tem uma flutuação ascendente ou quase ascendente quando submersa na água do mar que forma uma configuração de catenária que fica pendurada sob tensão em uma curva descendente na proximidade do fundo do mar para a área na ou perto da superfície superior da água do mar; e b. algum peso fixado na proximidade da parte inferior da tubulação, sendo que a quantidade de peso é suficiente para conferir resistência à flutuação da tubulação flexível e com tensão na tubulação para estabilizar e manter a configuração de catenária do deslocamento causado pela força lateral e outras forças no fundo do mar.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tubulação flexível de pouco peso é substancialmente totalmente não metálica.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso é distribuído ao longo da parte inferior da tubulação na proximidade do fundo do mar.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso é um fio de metal colocado em um envoltório helicoidal adjacente a colunas não metálicas.

5. Sistema para manter uma tubulação flexível em uma configuração de catenária substancialmente estável quando suspensa na água do mar, caracterizado pelo fato de compreender: (a) a suspensão de uma tubulação flexível que tem uma flutuação positiva ou quase positiva quando disposta como uma catenãria na água do mar que fica pendurada em tensão em uma curva descendente na proximidade da água do mar do leito do mar ou próximo deste para a área na superfície superior da água do mar ou próxima desta; (b) a aplicação de um peso na proximidade da extremidade inferior da dita catenária para conferir resistência suficiente à flutuação da tubulação para estabilizar a catenária; e (c) a manutenção da tensão na tubulação para estabilizar e manter a configuração de catenãria contra o deslocamento por forças laterais e outras no fundo do mar,

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tubulação flexível de pouco peso é substancialmente totalmente não metálica.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o peso é distribuído ao longo da parte inferior da tubulação na proximidade do fundo do mar.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o peso é um fio de metal colocado em um envoltório helicoidal adjacentes a colunas não metálicas.

9. Sistema de catenãria de pouco peso, caracterizado pelo fato de compreender: (a) uma tubulação flexível de pouco peso que tem uma flutuação ascendente ou quase ascendente quando submersa na água do mar em uma configuração de catenãria; (b) algum peso fixado na proximidade da parte inferior da tubulação, sendo que a quantidade de peso é suficiente para conferir resistência à flutuação da tubulação flexível para estabilizar a configuração de catenãria; (c) em que o peso é um fio de metal colocado em um envoltório helicoidal adjacente a colunas não metálicas.

10. Sistema para manter uma tubulação flexível em uma configuração de catenãria substancialmente estável quando suspensa na água do mar, caracterizado pelo fato de compreender: (a) a suspensão de uma tubulação flexível que tem uma flutuação positiva ou quase positiva quando disposta como um catenãria na água do mar; (b) a aplicação de um peso na proximidade da extremidade inferior da dita catenãria para conferir resistência suficiente à flutuação da tubulação para estabilizar a catenãria;(c) em que o peso é um fio de metal colocado em um envoltório helicoidal adjacente a colunas não metálicas.