BRPI0520284B1

BRPI0520284B1 - HYBRID RISER SYSTEM

Info

Publication number: BRPI0520284B1
Application number: BRPI0520284-1A
Authority: BR
Inventors: Slagsvold Lars
Original assignee: Ge Oil & Gas Uk Limited
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2017-07-04
Also published as: EP1817475A2; EP1817475B1; EP1817475A4; ES2729828T3; WO2006059220B1; WO2006059220A3; DK1817475T3; WO2006059220A2; BRPI0520284A2; NO20072611L

Abstract

sistema de riser híbrido. a presente invenção se refere a um sistema de riser híbrido (10), para conexão entre uma unidade flutuante (12) e uma unidade submarina (14) que se localiza no fundo do mar (18). o sistema de riser (10) compreende um conduto de material composto (22), para transportar um fluido entre as referidas unidades flutuante (12) e submarina (14), e pelo menos uma seção de tubulação terminal (20, 24), que é adaptada para ser conectada entre a unidade flutuante (12) e/ou a unidade submarina (14) e o conduto de material composto (22) a referida pelo menos uma seção de tubulação terminal (20, 24) compreende um tubo metálico ou um tubo flexível não unido.hybrid riser system. The present invention relates to a hybrid riser system (10) for connection between a floating unit (12) and an underwater unit (14) located at the bottom of the sea (18). the riser system (10) comprises a composite material conduit (22) for conveying a fluid between said floating (12) and subsea (14) units, and at least one terminal piping section (20, 24) which is adapted to be connected between the floating unit (12) and / or the subsea unit (14) and the composite material conduit (22) said at least one end pipe section (20, 24) comprises a metal pipe or a hose not attached.

Description

"SISTEMA DE RISER HÍBRIDO" Campo Técnico A presente invenção concerne um sistema de riser híbrido, para conexão entre uma unidade flutuante, tal como, uma embarcação flutuante ou uma unidade de produção de petróleo e gás e uma unidade submarina, tal como, uma instalação de poço submarina, localizada no fundo do mar. A expressão "sistema de riser" é idealizada para significar uma tubulação ou uma coluna adaptada para o transporte de fluidos, isto é, liquidos e gases ou misturas dos mesmos e, em particular, hidrocarbonetos, tais como, petróleo e/ou gás ou fluidos de injeção, tais como, metanol ou água, entre as unidades flutuante e submarina.Technical Field The present invention relates to a hybrid riser system for connection between a floating unit such as a floating vessel or an oil and gas production unit and an underwater unit such as an installation from an underwater well, located at the bottom of the sea. The term "riser system" is intended to mean a pipe or column adapted to carry fluids, i.e. liquids and gases or mixtures thereof and in particular hydrocarbons such as oil and / or gas or fluids. injection, such as methanol or water, between the floating and subsea units.

Antecedentes da Invenção Os sistemas de riser incluem um conduto através do qual diversos fluidos são transportados a partir de uma instalação submarina localizada no fundo do mar para uma plataforma ou embarcação flutuante na superfície do mar, tal como, uma instalação de produção superficial e/ou de armazenamento ou vice-versa. A embarcação ou plataforma flutuante é constantemente exposta a movimentos provocados, por exemplo, pelas ondas, ventos e correntes de superfície e submarinas. Portanto, a plataforma flutuante é continuamente submetida a forças que provocam movimentos na mesma e no sistema de riser a ela conectada. Os sistemas de riser devem ser capazes de suportar as forças exercidas sobre os mesmos sem qualquer deficiência devido à fadiga ou esforço similar. Se uma parte de um riser é submetida à fadiga ou se torna danificada ao ponto de ocorrer uma falha ou possível falha, pelo menos parte do sistema de riser tem de ser substituído, o que é dispendioso e pode ser difícil e demorado de conseguir. Quando se utilizam tubulações de riser de peso leve, por exemplo, tubulação de material composto, um peso adicional pode se fazer necessário ser adicionado à parte superior do riser que é conectada à plataforma ou embarcação flutuante, de modo a garantir que a tubulação fique sob tensão, porém, no entanto, este peso adicional atua em um modo de compressão sobre o riser, pelo que um fluxo de fluido afeta adversamente o sistema de riser, aumentando os custos de fabricação e instalação. A Patente U.S. No. 5.639.187 divulga um sistema de riser marinho que combina risers de catenária de aço com linhas de fluxo flexíveis. A expressão "catenária" significa a curva assumida por um cordel de densidade uniforme e seção transversal que é perfeitamente flexível, mas que não é capaz de ser esticado e que se pendura livremente de dois pontos fixos. Os risers de catenária de aço são curvados na direção ascendente através da água, em um percurso de catenária suave para uma bóia grande submersa, a qual, por sua vez, é amarrada no fundo do mar por meio de linhas de tendão de perna de tensão em uma profundidade abaixo da zona de turbulência da água. A bóia mantém os risers de catenária de aço rígidos, em uma posição substancialmente vertical, na água. As linhas de fluxo flexíveis (comumente chamadas de tubos de ponte) são conectadas de modo fluido aos risers de catenária de aço na bóia e se estendem ascendentemente através da zona de turbulência para a superfície.Background of the Invention Riser systems include a conduit through which various fluids are transported from an underwater seabed installation to a floating sea surface platform or vessel, such as a surface production facility and / or storage or vice versa. The boat or floating platform is constantly exposed to movements caused by, for example, surface and underwater waves, winds and currents. Therefore, the floating platform is continuously subjected to forces that cause movement in it and in the riser system connected to it. Riser systems must be able to withstand the forces exerted on them without any deficiency due to fatigue or similar effort. If a portion of a riser is fatigued or damaged to the point of failure or possible failure, at least part of the riser system must be replaced, which is expensive and can be difficult and time consuming to achieve. When using lightweight riser piping, eg composite material piping, additional weight may need to be added to the top of the riser that is attached to the platform or floating vessel to ensure the piping is under However, however, this additional weight acts in a riser compression mode, so a fluid flow adversely affects the riser system, increasing manufacturing and installation costs. U.S. Patent No. 5,639,187 discloses a marine riser system that combines steel catenary risers with flexible flow lines. The term "catenary" means the curve assumed by a string of uniform density and cross section which is perfectly flexible but not capable of being stretched freely from two fixed points. Steel catenary risers are curved upward through the water in a smooth catenary course to a large submerged float, which in turn is tied to the seabed by tension leg tendon lines. at a depth below the water turbulence zone. The float holds the rigid steel catenary risers in a substantially upright position in the water. Flexible flow lines (commonly called bridge tubes) are fluidly connected to the steel catenary risers on the float and extend upwardly through the turbulence zone to the surface.

Uma desvantagem de tal sistema é que se fazem necessários uma bóia grande e meios de aperto para suportar os risers pesados de aço. A amarração da bóia a uma predeterminada profundidade também requer um cuidadoso planejamento e engenharia, o que torna o projeto e fabricação da bóia complexos, demorado e dispendioso. Além disso, o equipamento requerido para a amarração da bóia aumenta mais ainda os custos de fabricação e instalação.A disadvantage of such a system is that a large float and clamping means are required to support heavy steel risers. Tying the float to a predetermined depth also requires careful planning and engineering, which makes the design and manufacture of the float complex, time consuming and costly. In addition, the equipment required for buoy lashing further increases manufacturing and installation costs.

Resumo da Invenção Constitui um objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de riser híbrido para conexão entre uma unidade flutuante e uma unidade submarina que se localiza no fundo do mar, cujo sistema pode suportar ou acomodar as forças exercidas sobre o mesmo devido aos movimentos, tais como, aquelas provocadas pelo movimento da unidade flutuante.Summary of the Invention It is an object of the present invention to provide a hybrid riser system for connection between a floating unit and an underwater unit located at the bottom of the sea, whose system can withstand or accommodate the forces exerted upon it by such movements. such as those caused by the movement of the floating unit.

Tal objetivo é alcançado através de um sistema de riser que inclui um conduto de material composto flexível para transporte de um fluido, isto é, líquido ou gás, entre as referidas unidades flutuante e submarina. 0 termo "conduto de material composto" se refere a um tubo aglutinado, tendo um forro interno e uma bainha protetora externa e, opcionalmente, pelo menos uma camada de reforço, tal como o descrito no Pedido de Patente Internacional WO 99/67561. Este documento WO 99/67561 descreve um riser flexivel compreendendo um material composto. 0 riser compreende um forro interno de material termoplástico e um componente intermediário de múltiplas camadas de polímero reforçado, e um forro termoplástico externo. 0 forro interno é continuamente unido ao componente de múltiplas camadas intermediário, o qual, por sua vez, é continuamente unido ao forro externo. 0 sistema de riser da invenção também compreende pelo menos uma seção de tubulação que é adaptada para ser conectada entre as unidades flutuante e/ou submarina e o conduto composto. A dita pelo menos uma seção terminal de tubulação, compreende um tubo metálico, isto é, um tubo feito de metal ou que contém metal ou um tubo flexível não unido. 0 sistema de riser é adaptado para assumir uma configuração submissa, quando instalado. 0 termo "não unido" é idealizado de significar um tubo que consiste de uma pluralidade de camadas, compreendendo, por exemplo, um metal ou polímero, que não são unidas entre si, sendo, portanto, livres para se movimentarem independentemente entre si. Um tubo flexível não unido ou tubo metálico proporciona uma seção terminal de tubo com aumento de resistência e peso, fazendo com que a mesma não se desvie de direção nem se curve como um conduto de material composto e, dessa forma, elimina a necessidade de proporcionar um sistema de riser com peso ■adicional. 0 sistema de riser híbrido, de acordo com a invenção, apresenta uma seção de conduto de material composto leve e quase flutuante, o que implica em menos impacto de carga sobre a unidade flutuante. Pelo menos uma extremidade do sistema de riser, isto é, a extremidade que está conectada à unidade flutuante, e/ou a extremidade que está conectada à unidade submarina, é provida de uma seção de tubulação que pode melhor suportar ou acomodar as forças exercidas sobre o sistema de riser na vizinhança da unidade flutuante e/ou unidade submarina quando o riser é desviado de direção e curvado ao máximo. 0 sistema de riser da invenção reduz a tensão de topo, a curvatura decorrente do contato inferior, a compressão decorrente do contato inferior e a tensão decorrente da sustentação posterior, sendo adequado para uso em altas pressões hidrostáticas, em águas profundas e ultra-profundas.Such an objective is achieved by a riser system that includes a flexible composite material conduit for conveying a fluid, i.e. liquid or gas, between said floating and subsea units. The term "composite material conduit" refers to a bonded tube having an inner liner and an outer protective sheath and optionally at least one reinforcement layer, as described in International Patent Application WO 99/67561. This WO 99/67561 describes a flexible riser comprising a composite material. The riser comprises an inner liner of thermoplastic material and an intermediate multilayer component of reinforced polymer, and an outer thermoplastic liner. The inner liner is continuously joined to the intermediate multilayer component, which in turn is continuously joined to the outer liner. The riser system of the invention also comprises at least one section of tubing which is adapted to be connected between the floating and / or subsea units and the composite conduit. Said at least one pipe end section comprises a metal pipe, i.e. a pipe made of metal or containing metal or an unjoined flexible pipe. The riser system is adapted to assume a submissive configuration when installed. The term "unbound" is intended to mean a tube consisting of a plurality of layers comprising, for example, a metal or polymer, which are not joined together and are therefore free to move independently of one another. An unjoined flexible tube or metal tube provides a strengthened and weighted tube end section so that it does not deflect or bend like a conduit of composite material and thus eliminates the need to provide an additional weight riser system. The hybrid riser system according to the invention has a conduit section of light and almost floating composite material, which implies less load impact on the floating unit. At least one end of the riser system, that is, the end that is connected to the floating unit, and / or the end that is connected to the underwater unit, is provided with a tubing section that can best withstand or accommodate the forces exerted on it. the riser system in the vicinity of the floating unit and / or underwater unit when the riser is deflected and bent to its maximum. The riser system of the invention reduces top tension, lower contact curvature, lower contact compression and back lift tension, and is suitable for use in high hydrostatic pressures in deep and ultra-deep water.

De acordo com uma modalidade da invenção, a dita pelo menos uma seção terminal de tubulação é disposta como sendo negativamente flutuante.According to one embodiment of the invention, said at least one pipe end section is arranged as negatively floating.

De acordo com outra modalidade da invenção, o conduto de material composto é constituído por um único conduto contínuo, isto é, o conduto de material composto é conectado a pelo menos uma seção terminal de tubulação, porém, não existem outras conexões ao longo da extensão do riser.According to another embodiment of the invention, the composite material conduit is comprised of a single continuous conduit, i.e. the composite material conduit is connected to at least one pipe end section, but there are no other connections along the length. from the riser.

De acordo com outra modalidade da invenção, o sistema de riser possui uma seção de conduto de material composto leve e quase flutuante, de modo a assumir uma flutuação neutra ou ligeiramente negativa.According to another embodiment of the invention, the riser system has a conduit section of light and almost floating composite material so as to assume neutral or slightly negative fluctuation.

De acordo com outras modalidades da invenção, o riser é adaptado para assumir uma configuração submissa quando instalado, isto é, uma forma suspensa livre (catenária) , uma forma de S pouco acentuado (Lazy) ou de onda ou uma forma de S acentuado (Steep) ou de onda.According to other embodiments of the invention, the riser is adapted to assume a submissive configuration when installed, that is, a free suspended (catenary) shape, a slight S-shape (Lazy) or waveform or an accented S-shape ( Steep) or wave.

De acordo com outra modalidade da invenção, o conduto de material composto compreende um tubo aglutinado, tendo um forro interno e uma bainha protetora externa e, opcionalmente, pelo menos uma camada de reforço.According to another embodiment of the invention, the composite material conduit comprises a bonded tube having an inner liner and an outer protective sheath and optionally at least one reinforcement layer.

De acordo com outra modalidade da invenção, as extremidades superiores e/ou inferiores da seção de conduto de material composto são terminadas em um conector de interface de material composto-material metálico.According to another embodiment of the invention, the upper and / or lower ends of the composite material conduit section are terminated in a composite material-metallic interface connector.

De acordo com uma adicional modalidade da invenção, o conduto de material composto é suficientemente flexível para ser embobinado em uma bobina com um raio de cubo de roda de cerca de 4.500-8.500 mm.According to a further embodiment of the invention, the composite material duct is flexible enough to be wound into a coil with a wheel hub radius of about 4,500-8,500 mm.

De acordo com uma modalidade da invenção, o conduto de material composto e a dita pelo menos uma seção terminal de tubulação, apresentam um diâmetro interno na faixa de cerca de 10-40 cm (4-16 polegadas).According to one embodiment of the invention, the composite material conduit and said at least one pipe end section have an internal diameter in the range of about 10-40 cm (4-16 inches).

De acordo com uma modalidade da invenção, o comprimento da seção terminal de tubulação que é conectado à unidade flutuante é de aproximadamente 50-600 metros. De acordo com outra modalidade, o comprimento da seção terminal de tubulação que é conectado à unidade submarina é de aproximadamente 50—100 metros.According to one embodiment of the invention, the length of the pipe end section that is connected to the floating unit is approximately 50-600 meters. According to another embodiment, the length of the pipe end section that is connected to the subsea unit is approximately 50—100 meters.

De acordo com uma adicional modalidade da invenção, o comprimento do conduto de material composto é de cerca de 1.000-1.500 metros ou mais.According to a further embodiment of the invention, the conduit length of composite material is about 1,000-1,500 meters or more.

De acordo com uma outra modalidade da invenção, a unidade flutuante é uma unidade de produção ou de armazenamento ou uma plataforma ou embarcação e a unidade submarina é uma instalação de poço submarino, pelo que o sistema de riser é adaptado para o transporte de fluidos, em particular, de hidrocarbonetos, tal como, petróleo e/ou gás, ou de fluidos de injeção, como metanol ou água, entre as unidades flutuante e submarina.According to another embodiment of the invention, the floating unit is a production or storage unit or a platform or vessel and the underwater unit is an underwater well installation, whereby the riser system is adapted for fluid transport, in particular hydrocarbons such as oil and / or gas, or injection fluids such as methanol or water between the floating and subsea units.

Descrição Detalhada dos Desenhos A presente invenção será, doravante, ainda explicada por meio de exemplos não-limitativos, tomando-se como referências as figuras anexas, em que: - a figura 1 representa uma vista esquemática de um riser de acordo com uma modalidade da invenção, conectado entre uma embarcação de produção e uma instalação submarina; - a figura 2 mostra um conector para conectar uma seção terminal de tubulação de um riser à seção de conduto central de material composto do riser; e - a figura 3 representa uma seção transversal do conduto central de material composto de um riser, de acordo com uma modalidade da invenção, tomada ao longo da linha A-A, da figura 2.Detailed Description of the Drawings The present invention will hereinafter be further explained by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying figures, in which: - Figure 1 is a schematic view of a riser according to one embodiment of the invention. invention, connected between a production vessel and an underwater facility; Figure 2 shows a connector for connecting a pipe end section of a riser to the central conduit section of riser composite material; and Figure 3 is a cross-section of the central conduit of riser material according to one embodiment of the invention taken along line A-A of Figure 2.

Deverá ser observado que os desenhos não foram feitos em escala e que as dimensões de certas características foram exageradas para mostrar uma maior clareza.It should be noted that the drawings were not made to scale and that the dimensions of certain features were exaggerated to show greater clarity.

Descrição Detalhada das Modalidades A figura mostra um sistema de riser (10) para conexão entre uma unidade flutuante (12) e uma unidade submarina (14), localizada no fundo do mar (18). A unidade flutuante (12) é no exemplo ilustrado uma unidade de produção flutuante para processamento de fluido de poço, por exemplo, mediante remoção de gás e água de uma instalação de poço submarino (14), e transporte do fluido para uma tubulação de descarga ou despejo em outra embarcação, tal como, um navio petroleiro, pelo que o sistema de riser (10) transporta fluido da unidade submarina (14) para a unidade flutuante (12). A unidade de produção flutuante (12) pode, alternativamente, ou também, possuir equipamento para injetar água ou gás no poço submarino (14) para fins de produção, pelo que o riser (10) transporta fluido da unidade flutuante (12) para a unidade submarina (14) .Detailed Description of the Modalities The figure shows a riser system (10) for connection between a floating unit (12) and an underwater unit (14), located at the bottom of the sea (18). The floating unit (12) is in the illustrated example a floating production unit for well fluid processing, for example by removing gas and water from an underwater well installation (14), and transporting the fluid to a discharge pipe. or dumping into another vessel, such as an oil tanker, whereby the riser system (10) carries fluid from the underwater unit (14) to the floating unit (12). The floating production unit (12) may alternatively also have equipment to inject water or gas into the subsea well (14) for production purposes, whereby the riser (10) carries fluid from the floating unit (12) to the underwater unit (14).

Um riser (10) compreende uma seção de tubulação terminal superior metálica (20), tal como, uma tubulação de aço contínua soldada ou rosqueada, uma seção de conduto central de material composto (22) e uma seção de tubulação terminal inferior metálica (24). A seção de tubulação terminal superior (20) possui um comprimento de aproximadamente 50 a 600 metros, sendo negativamente flutuante. Alternativamente, uma parte ou toda a seção de tubulação terminal superior (20) e/ou seção de tubulação terminal inferior (24) podem ser formadas a partir de um tubo flexível não unido. A seção de tubulação terminal inferior (24) se conecta a uma instalação submarina (14) no fundo do mar (18), tal como, um manifold ou árvore de produção/injeção, numa localização desviada horizontalmente da embarcação de produção (12) . O riser (10) é construído para assumir uma configuração submissa quando instalado. Conforme mostrado na figura 1, o riser instalado (10) assume uma configuração de onda pouco acentuada (Lazy). O movimento da unidade flutuante é acomodado pela flexibilidade da seção de tubulação terminal superior, isto é, o tubo flexível não unido ou tubo metálico. Meios de tensionamento não são necessários para manter tensão no riser (10) . A tensão é obtida através da seção de tubulação terminal superior (20) e um efeito de flutuação é opcionalmente aplicado à seção de conduto central de material composto (22), a fim de evitar a compressão na coluna do riser (10). A seção de conduto central de material composto (22) constitui a maior parte do comprimento do riser (10), sendo maior que a seção de tubulação terminal superior (20) ou seção de tubulação terminal inferior (24) . Por exemplo, a distância da embarcação (12) para uma instalação submarina (14) pode ser de 2.000 metros, onde a seção de conduto central de material composto é de comprimento de 1.500 metros ou mais. A seção de conduto central de material composto (22) é preferivelmente neutra ou ligeiramente negativa quanto à flutuação. A seção de tubulação terminal inferior (24) é utilizada em ambientes onde se necessita de flexibilidade para conectar a extremidade inferior do riser (10) a uma instalação submarina (14), ou onde a compressão decorrente de contato inferior pode ocorrer. Em alguns ambientes, a seção de conduto central de material composto (22) pode ser conectada diretamente à instalação submarina (14). A seção de tubulação terminal inferior (24) pode incluir uma junta de tensionamento cônica metálica, se necessário. A seção de tubulação terminal inferior pode também compreender um tubo flexível não unido do tipo descrito acima. A seção de tubulação terminal inferior (24) pode também compreender um tubo de aço contínuo tendo uma estrutura similar à seção de tubulação terminal superior (20). Conforme mostrado na figura 1, uma vez que o riser (10) apresenta uma configuração submissa, uma porção da seção de tubulação terminal inferior (24) irá, provavelmente, se dispor sobre o fundo do mar (18). A seção de tubulação terminal inferior (24) é também muito mais curta que o comprimento da seção de conduto central de material composto (22) . Assim, por exemplo, a seção de tubulação terminal inferior é preferivelmente de comprimento de cerca de 50 a 100 metros. A seção ou cada seção de tubulação terminal (20, 24) pode ser conectada ao conduto de material composto (22) na instalação terrestre e ser armazenada em uma bobina para fins de instalação ou a(s) seção (ões) de tubulação pode(m) ser enrolada(s) em uma bobina separada e conectada(s) ao conduto de material composto durante a instalação. Este último método seria mais adequado quando a(s) seção(ões) de tubulação compreender(em) um tubo metálico. A figura 2 mostra um conector tipo flange (26) , por exemplo, feito de metal para conectar um conduto de material composto (22) a uma seção de tubulação terminal superior (20) e/ou a uma seção de tubulação terminal inferior (24). 0 conector (26) é preso por uma pluralidade de parafusos (28). 0 conector tipo flange (26) pode ser do tipo padrão API. Alternativamente, uma flange mais compacta pode ser usada, como também uma junta flexível, dependendo do ambiente. A seção de tubulação terminal superior (20) apresenta uma conexão flutuadora convencional, por exemplo, acoplando o riser (10)à unidade de produção flutuante (12). A conexão flutuadora pode incluir uma junta flexível ou uma conexão de flange com um dispositivo de reforço curvo. A figura 3 mostra uma seção transversal da seção de conduto central de material composto do sistema de riser (bainha protetora externa, não mostrado). De acordo com uma modalidade da invenção, o conduto (22) apresenta um forro interno impermeável a fluido (30), tendo um diâmetro interno que, tipicamente, varia de cerca de 15 a 30 cm (6 a 12 polegadas) , o qual é contínuo e se estende da sua extremidade superior (20) para a sua extremidade inferior (24). O forro interno (30) pode ser formado de um material termoplástico convencional, tal como, poliamidas, fluoreto de polivinilideno (PVDF), sulfeto de polifenileno (PPS) ou éter-cetona poliéter (PEEK), preferivelmente, tendo uma espessura entre 4 e 7 mm. Uma fita reforçada de fibra termoplástica (32), tal como, fibra de carbono ou fibra de vidro, é embrulhada em volta do forro (30) em diversos ângulos, dependendo das cargas e do ambiente. A invenção, logicamente, não é de nenhum modo limitada às modalidades preferidas descritas acima. Ao contrário, diversas possibilidades de modificações da mesma se tornarão evidentes para um especialista versado na técnica, sem que seja afastada a idéia básica da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.A riser (10) comprises a metal upper end pipe section (20), such as a welded or threaded continuous steel pipe, a composite material central conduit section (22), and a metallic lower end pipe section (24). ). The upper terminal piping section (20) has a length of approximately 50 to 600 meters and is negatively floating. Alternatively, a portion or all of the upper end pipe section (20) and / or lower end pipe section (24) may be formed from an unjoined flexible pipe. The lower end piping section (24) connects to an underwater seabed installation (14) (18), such as a manifold or production / injection tree, at a horizontally offset location from the production vessel (12). The riser (10) is built to assume a submissive configuration when installed. As shown in figure 1, the installed riser (10) assumes a slight wave configuration (Lazy). The movement of the floating unit is accommodated by the flexibility of the upper end pipe section, that is, the unjoined flexible pipe or metal pipe. Tensioning means are not required to maintain tension on the riser (10). The tension is obtained through the upper end pipe section (20) and a fluctuation effect is optionally applied to the central conduit section of composite material (22) to avoid compression on the riser column (10). The central conduit section of composite material (22) constitutes most of the riser length (10), being larger than the upper end piping section (20) or lower end piping section (24). For example, the distance from vessel 12 to an underwater installation 14 may be 2,000 meters, where the central conduit section of composite material is 1,500 meters or more in length. The central conduit section of composite material (22) is preferably neutral or slightly negative in flotation. The lower end piping section (24) is used in environments where flexibility is required to connect the lower end of the riser (10) to an underwater installation (14), or where lower contact compression may occur. In some environments, the central conduit section of composite material (22) may be connected directly to the subsea installation (14). The lower end pipe section (24) may include a metallic tapered tensioning joint, if required. The lower end pipe section may also comprise an unjoined flexible pipe of the type described above. The lower end pipe section (24) may also comprise a continuous steel tube having a structure similar to the upper end pipe section (20). As shown in Figure 1, since the riser (10) has a submissive configuration, a portion of the lower end piping section (24) is likely to be arranged over the seabed (18). The lower end pipe section (24) is also much shorter than the length of the central conduit section of composite material (22). Thus, for example, the lower end pipe section is preferably about 50 to 100 meters long. The section or each end pipe section (20, 24) may be connected to the composite material conduit (22) in the ground installation and may be stored in a coil for installation purposes or the pipe section (s) may ( m) be wound into a separate coil and connected to the composite material conduit during installation. This latter method would be most suitable when the pipe section (s) comprise a metal pipe. Figure 2 shows a flange-type connector (26), for example made of metal for connecting a composite material conduit (22) to an upper end pipe section (20) and / or a lower end pipe section (24). ). The connector (26) is secured by a plurality of screws (28). The flange connector (26) can be of standard API type. Alternatively, a more compact flange may be used as well as a flexible joint depending on the environment. The upper end piping section (20) has a conventional float connection, for example by coupling the riser (10) to the floating production unit (12). The float connection may include a flexible joint or a flange connection with a curved reinforcement device. Figure 3 shows a cross section of the central duct section of riser system composite material (outer protective sheath, not shown). According to one embodiment of the invention, the conduit 22 has a fluid impermeable inner liner 30 having an internal diameter typically ranging from about 15 to 30 cm (6 to 12 inches) which is continuous and extends from its upper end (20) to its lower end (24). The inner liner (30) may be formed of a conventional thermoplastic material, such as polyamides, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyphenylene sulfide (PPS) or polyether ether ketone (PEEK), preferably having a thickness of between 4 and 4 µm. 7 mm. A thermoplastic fiber reinforced tape (32) such as carbon fiber or fiberglass is wrapped around the liner (30) at various angles, depending on the loads and the environment. Of course, the invention is by no means limited to the preferred embodiments described above. On the contrary, various possibilities for modifications thereof will become apparent to one skilled in the art without departing from the basic idea of the invention as defined by the appended claims.

Assim, por exemplo, a referida pelo menos uma seção de tubulação terminal pode ser integralmente formada com o conduto de material composto, ao invés de conectar a referida pelo menos uma seção de tubulação terminal ao conduto de material composto.Thus, for example, said at least one end pipe section may be integrally formed with the composite material conduit, rather than connecting said at least one end pipe section to the composite material conduit.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Hybrid riser system (10) for connection between a floating unit (12) and an underwater unit (14) located at the bottom of the sea (18), characterized in that it comprises a flexible conduit of composite material (22). ), for conveying a fluid between said floating (12) and subsea (14) units, and at least one terminal tubing section (20, 24), which is adapted to be connected between the floating unit (12) and / or the subsea unit (14) and the composite material conduit (22), wherein said at least one end pipe section (20, 24) comprises a metal tube or an unjoined flexible tube, and wherein the riser system It is adapted to assume a flexible submissive configuration when installed.

Riser system according to claim 1, characterized in that said at least one section of terminal pipe (20, 24) is arranged to be negatively floating.

Riser system according to claim 1 or 2, characterized in that the composite material conduit (22) is comprised of a single continuous composite material conduit.

Riser system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the conduit section of composite material (22) is of neutral or negative fluctuation.

Riser system according to claim 1, characterized in that said submissive configuration is a free suspended configuration.

Riser system according to claim 1, characterized in that said submissive configuration is a low-steep S-shape or low-steep waveform configuration.

Riser system according to claim 1, characterized in that said submissive configuration is a very sharp S-shape or very sharp waveform configuration.

Riser system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the composite material conduit (22) comprises a bonded tube having an inner liner (30) and an outer protective sheath and, optionally, at least one reinforcing layer (32).

Riser system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the upper and / or lower ends of the composite material conduit section (22) terminate at a composite material / material interface connector. metallic.

Riser system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the composite material conduit (22) is sufficiently flexible to be wound into a coil with a wheel hub radius of about 4,500. - 8,500 mm.

Riser system according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the composite material conduit (22) and said at least one end pipe section (20, 24) have an inner diameter which ranges from about 10 to 40 cm.

Riser system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the length of the terminal piping section (20) which is connected to the floating unit (12) is approximately 50 to 600 meters.

Riser system according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the length of the terminal piping section (24) which is connected to the subsea unit is approximately 50 to 100 meters.