BRPI0707548A2 - mÉtodo para lanÇar uma tubulaÇço usando um navio, e, navio para lanÇamento de tubulaÇço - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA LANÇAR UMA TUBULAÇçO USANDO UM NAVIO, E, NAVIO PARA LANÇAMENTO DE TUBULAÇçO. A presente invenção refere-se a um método para lançar uma tubulação usando um navio (1) compreendendo um guindaste (2) compreendendo as seguintes etapas de levantar uma nova seção de tubo (8) utilizando o guindaste, colocar a nova seção de tubo em uma tubulação existente (9), alinhar a nova seção de tubo em relação à tubulação existente, soldar a nova seção ao tubo existente, abaixar a nova seção unida e o tubo existente, suportar a nova seção unida de modo que o guindaste esteja livre para levantar uma outra nova seção. A invenção ainda refere-se a um vaso de lançamento de tubulação para realizar tal método.
Description
"MÉTODO PARA LANÇAR UMA TUBULAÇÃO USANDO UM NAVIO,E, NAVIO PARA LANÇAMENTO DE TUBULAÇÃO"
A presente invenção é relativa a um método para lançar umatubulação utilizando um navio e um guindaste. A invenção ainda é relativa aum navio de lançamento de tubulação.
Na indústria costa afora existe uma necessidade por tubulaçõessubmarinas. Estas tubulações submarinas podem ser fornecidas unindo juntasseções de tubo em uma posição substancialmente vertical para formar umatubulação que é abaixada a partir de um navio para um fundo submarino, porexemplo, o fundo do mar. Em tal método de lançamento de tubo, que écomumente referido como o método de lançamento-J, uma pluralidade deseções de tubo soldadas uma à outra que formam em conjunto uma parte datubulação pendem de um navio em uma direção substancialmente vertical,onde uma extremidade superior da seção de tubo a mais recentemente unidadeve ser soldada a uma extremidade inferior de uma nova seção de tubo queestá sendo alinhada acima de dita extremidade superior.
As novas seções de tubo a serem unidas à catenária da seçãode tubo que pende do navio pode estar na faixa de 24 até 120 metros. A uniãoda nova seção requer uma instalação para manter a seção de tubo durante asoldagem e para abaixar a seção de tubo conectada para tornar possível ajunção de outras seções de tubo.
Esta instalação, no método de lançamento-J tipicamente deuma torre de lançamento-J, tem grandes dimensões e requer, tipicamente, umaquantidade considerável de espaço de convés. Nem todos os navios têm esteespaço disponível e outro equipamento deve ser omitido no caso de umainstalação de lançamento de tubo, por exemplo, uma torre de lançamento-J énecessária para ter espaço de convés suficiente disponível para colocar talinstalação.
Além disto, a posição necessária da instalação de lançamentode tubo por exemplo na proa ou popa do navio pode também ser uma posiçãopreferida para outro equipamento do navio, tal como guindastes. Neste caso,pode ser desejável ter ambos, a instalação de lançamento de tubo e oguindaste, substancialmente na mesma posição no convés, o que geralmente ésomente possível trocando a instalação de lançamento de tubo e guindastequando um de ambos é necessário. A outra instalação deve ser armazenadatemporariamente em outro lugar, por exemplo, no convés do navio.
A presente invenção proporciona um método para lançar tubosno fundo do mar e um navio de lançamento de tubo configurado para lançartubos no fundo do mar.
A presente invenção proporciona um método para lançar umatubulação no fundo do mar, no qual é feito uso de um guindaste, o métodocompreendendo as etapas:
- levantar uma nova seção de tubo utilizando o guindaste,
- colocar a nova seção de tubo em uma tubulação existente,
- alinhar a nova seção de tubo em relação à tubulaçãoexistente,
- soldar a nova seção ao tubo existente,
- abaixar a nova seção unida e o tubo existente,
- suportar, por exemplo, prendendo a nova seção unida demodo que o guindaste esteja livre para levantar uma outra nova seção.
Utilizando um guindaste para manter uma extremidadesuperior da nova seção de tubo, uma ou mais destas ações pode ser realizadasem a necessidade por equipamento separado para manter a nova seção detubo e/ou a tubulação existente. Por exemplo, uma torre, tal como uma torrede lançamento-J, para sustentar a nova seção de tubo durante alinhamento esoldagem, pode ser omitida. Também, um bloco de fixação superior, outensionador, pode não ser mais necessário quando a tarefa destas partes éassumida pelo guindaste. Assim, utilizando o guindaste para uma ou maisações, sistemas separados e relativamente caros para estas ações podem seromitidos, e espaço no convés é mantido livre para outras finalidades. Emparticular, o guindaste pode ser posicionado em uma posição preferida, umavez que a presença de uma torre completa de lançamento-J não é maisnecessária.
Em uma configuração, o guindaste é utilizado para manter anova seção de tubo durante a etapa de soldagem. O guindaste pode sustentar anova seção de tubo durante a união desta seção de tubo com uma outra seçãode tubo, em particular, a seção de tubo superior de uma catenária de seções detubo previamente unidas juntas para formar uma tubulação a ser lançada nofundo do mar.
Em uma configuração, o guindaste é utilizado para abaixar atubulação que inclui a nova seção soldada. Depois da soldagem, o guindastepode manter a extremidade superior da seção de tubo recentemente unida. Atubulação existente pode ser mantida por um dispositivo de fixação arranjadono navio. Para abaixar a tubulação para tornar possível a junção de uma novaseção de tubo, a tubulação pode ser abaixada utilizando o guindaste. Oguindaste pode abaixar a extremidade superior da seção de tubo recentementeunida depois que o dispositivo de fixação tenha retirado a força de fixação, demodo que movimento da tubulação em relação ao dispositivo de fixação épossível.
Quando o guindaste tenha abaixado a tubulação para a posiçãodesejada, o dispositivo de fixação pode fixar a extremidade superior da seçãode tubo recentemente unida sustentando com isto a tubulação. Daí em diante oguindaste pode liberar a tubulação e está livre para ser utilizado para umaoutra ação, por exemplo, pegar uma nova seção de tubo a ser unida àtubulação.
Em uma configuração, o guindaste pode ser utilizado paraabandono e recuperação da tubulação. No caso que é desejado abandonar atubulação, por exemplo, devido a condições meteorológicas, a tubulação podeser abandonada utilizando o guindaste. Isto pode ser vantajoso em particularna presente invenção, quando o guindaste pode manter a tubulação duranteuma parte considerável do procedimento de lançamento de tubo. Quando oguindaste já mantém a tubulação, o abandono pode ser realizado de umamaneira eficiente. Quando o lançamento de tubo pode ser continuado, porexemplo, quando as condições meteorológicas melhoraram, a tubulação podeser recuperada pelo guindaste.
Em uma configuração o guindaste pode ser utilizado paratransferir a tubulação completada do navio de lançamento de tubo para sualocalização final, suspensa em uma instalação de produção e/ou dearmazenagem. Isto pode ser vantajoso na presente invenção quando oguindaste já pode ser conectado à tubulação durante completação dasatividades de lançamento de tubo.
Em uma configuração, o guindaste mantém a extremidadesuperior de uma nova seção de tubo a partir do momento em que a seção detubo é levantada de sua localização de armazenagem no convés, até que sejafixada no grampo de suspensão depois de ser soldada à tubulação existente.
Em uma configuração, todas as ações acima mencionadas sãorealizadas pelo guindaste. Contudo, também é possível que algumas destasações sejam realizadas por outros dispositivos.
A invenção fornece um navio de lançamento de tubo quecompreende:
um guindaste,
uma estrutura de instalação de tubulação,
um grampo de suspensão para manter uma tubulação existente,
e
uma estação de soldagem,no qual o guindaste é adaptado para realizar uma ou mais das seguintes ações:- levantar e carregar uma nova seção de tubo na estrutura deinstalação de tubulação,
- manter a nova seção de tubo durante soldagem, e
- abaixar a tubulação, inclusive a nova seção soldada.
O guindaste é colocado no navio, preferivelmente, de maneirarelativamente próxima à localização onde uma tubulação é suspensa do navio,de modo que o guindaste pode assumir ações que, em navios de lançamentode tubo convencionais, são realizadas por uma torre de lançamento de tubo,em particular uma torre de lançamento-J. O lançamento de tubo épreferivelmente realizado de acordo com o método de lançamento-J, no qualnovas e seções de tubo são unidas à tubulação existente em uma posiçãosubstancialmente vertical ou próxima à vertical.
Em uma configuração alternativa, o guindaste a ser utilizadopara lançar tubos pode ser arranjado em um outro navio. A ausência de umatorre de lançamento de tubo torna possível a colocação de outro equipamentono convés do navio de lançamento de tubo, uma vez que este espaço não étomado pelo guindaste no outro navio.
A estrutura de instalação de tubulação é uma estrutura que éconfigurada para estabilizar ou guiar no mínimo uma parte da nova seção detubo. Além disto, a estrutura da instalação de tubulação pode carregar uma oumais unidades de equipamento para lançar tubos tal como um grampo desuspensão e/ou uma estação de soldagem. Em uma configuração as dimensõesda estrutura da instalação de tubulação são substancialmente menores do queuma torre de lançamento de tubo convencional, pelo que, em particular adimensão vertical da estrutura de instalação de tubo, pode ser menor do que ocomprimento de uma seção de tubo a ser unida à tubulação existente.
A estrutura da instalação de tubulação pode, por exemplo,carregar a estação de soldagem , o grampo de suspensão e/ou um dispositivode alinhamento para alinhar uma extremidade inferior de uma nova seção detubo com a extremidade superior da tubulação existente antes de juntar estasextremidades por meio de qualquer tipo adequado de soldagem ou um outrométodo de junção, para juntar a seção de tubo e a tubulação.
Em uma configuração, a estrutura da instalação de tubulaçãopode se inclinável, de modo que o ângulo de uma seção de tubo a serconectada à tubulação existente pode ser ajustado e colocada alinhada com aorientação da tubulação existente. Em uma configuração alternativa outrosdispositivos, tal como aguilhão, são fornecidos para ajustar o ângulo datubulação a partir, por exemplo, de uma posição substancialmente vertical naestrutura da instalação de tubo para um ângulo alinhado com a catenária nofundo do mar.
A estrutura de instalação de tubulação pode compreender umou mais roletes ou outros dispositivos guia para estabilizar e/ou guiar aposição da seção de tubo.
A estação de soldagem é fornecida para tornar possível asoldagem de uma extremidade de uma nova seção de tubo à tubulaçãoexistente. A soldagem pode ser qualquer processo de solda conhecido natécnica.
Em uma configuração, o navio pode compreender umdispositivo de alinhamento para alinhar a nova seção com a tubulaçãoexistente. Com tal dispositivo de alinhamento pode-se tornar mais fácilalinhar a nova seção de tubo mantida por um guindaste em relação àextremidade superior da tubulação existente que pode ser mantida pelogrampo de sustentação.
Em uma configuração, o guindaste é configurado paraabandono e recuperação da tubulação. Uma vez que o guindaste é adaptadopara manter uma extremidade de uma seção de tubo, o guindaste pode serutilizado no caso em que procedimento de abandono e recuperação sejadesejado, por exemplo, provocado por condições de mau tempo. O guindastepode ser utilizado para lançar a tubulação no fundo do mar ou pegá-la dofundo do mar.
Em uma configuração, o guindaste é configurado paratransferir a tubulação completa do navio de lançamento de tubo para umalocalização de suspensão em uma instalação de produção e/ou dearmazenagem.
Outras características e vantagens do método e do navio delançamento de tubo de acordo com a invenção, são mais explicadas nosdesenhos anexos nos quais:
A figura 1 mostra uma configuração da invenção de acordocom um primeiro método;
A figura 2 mostra uma configuração da invenção de acordocom um segundo método;
As figuras 3a-3e mostram etapas diferentes de um método paralançar tubos de acordo com uma configuração da invenção; e
A figura 4 mostra o navio de lançamento de tubo da figura 1utilizado para um procedimento de abandono ou transferência.
A figura 1 mostra um navio de lançamento de tubo 1 de acordocom a invenção. O navio 1 é configurado para lançar tubos no fundo do mar.O navio 1 compreende um guindaste 2, uma estrutura de instalação detubulação 3, uma estação de soldagem 4 e um grampo de suspensão 5.
O guindaste 2 é configurado para levantar seções de tubo aserem unidas na tubulação a partir de, por exemplo, uma localização dearmazenagem no convés em uma posição substancialmente vertical para aestrutura de instalação de tubulação, para posicionar uma extremidade inferiorda seção de tubo na vizinhança da extremidade superior da tubulaçãoexistente. A tubulação existente forma uma catenária com o fundo do mar, ecompreende um número de seções de tubo previamente unidas umas àsoutras. A tubulação existente 9 pode ser mantida pelo grampo de sustentação5.
A estrutura da instalação de tubulação 3 é fornecida para guiare estabilizar a seção de tubo 8. A estrutura da instalação de tubulação 3 podecarregar a estação de soldagem 4 e o grampo de suspensão 5. A estrutura deinstalação de tubulação 3 também pode carregar equipamento adicionalnecessário para lançamento de tubo, tais como dispositivos de alinhamento,estações de inspeção de soldagem e estação de revestimento de junta decampo, e tais. Todos os equipamentos acima podem também ser montadosdiretamente no navio, ou em uma outra construção.
A estrutura de instalação de tubulação 3 é inclinável ao redorde um eixo horizontal para tornar possível que a inclinação da estrutura deinstalação de tubulação 3 seja adaptada para o ângulo de partida da catenáriaaté o fundo do mar. Este ângulo de partida α é determinado pelo peso verticalda tubulação 9 suspensa do grampo de suspensão 5 e do empuxo horizontalexercido sobre a tubulação 9 pelo navio de lançamento de tubo 1. Uma vezque a estrutura da instalação de tubulação é inclinável o aguilhão 6 pode seromitido nesta configuração.
O guindaste 2 compreende uma estralheira 7 que tem umgrampo de manipulação de tubo para fixar uma extremidade superior de umaseção de tubo 8. Com este grampo de manipulação de tubo uma extremidadede uma seção de tubo 8 pode ser fixada para levantar a seção de tubo até umalocalização ou posição desejada. O guindaste 2 também pode ser utilizadopara sustentar a seção de tubo durante a soldagem da nova seção de tubo 8 àtubulação existente 9.
O guindaste também pode ser utilizado para o levantamento deoutros objetos a serem levantados.
As seções de tubo 8 podem, por exemplo, ter 120 metros decomprimento, preferível mente 48 a 96 metros. Tipicamente, a estrutura deinstalação de tubo 3 é menor e pode ter uma altura de 5 a 40 metros,preferivelmente 10 a 25 metros.
A figura 2 mostra uma configuração alternativa de um métodode lançamento de tubo de acordo com a invenção. Nesta configuração aestrutura de instalação de tubulação 3 não é inclinada e pode mesmo não serinclinável. Em aguilhão 6 é utilizado para suportar a curva de transição datubulação da estrutura de instalação de tubulação orientada vertical 3 para oângulo de partida α da catenária para o fundo do mar.
Com referência às figuras 3a-3e será discutida umaconfiguração de um método de lançamento de tubo de acordo com ainvenção.
Na figura 3a está mostrado como uma nova seção de tubo 8 aser unida a tubulação existente é movida com sua extremidade inferior nosentido da extremidade superior da seção de tubo superior da tubulaçãoexistente 9 como indicado com a seta A. A tubulação existente 9 é fixada emum grampo de suspensão 5 que, neste caso, está localizado junto àextremidade inferior da estrutura de instalação de tubulação 3. A seção detubo 8 é mantida de acordo com a invenção pelo guindaste 2.
Uma segunda etapa do carregamento da nova seção de tuboestá mostrada na figura 3b. A nova seção de tubo é estabilizada fechando umaparte da estrutura da instalação de tubulação, de modo que a seção de tubo éconfinada dentro de um espaço. A estrutura da instalação de tubulação 3compreende uma quantidade de roletes 10 para guiar a seção de tubo 8 paratornar possível neste espaço o movimento vertical da seção de tubo.
Na figura 3c está mostrado que a nova seção de tubo 8 éabaixada (seta B) por meio do guindaste 2 no sentido da extremidade superiorda tubulação existente 9 mantida no grampo de suspensão 5, e colocada emum dispositivo de alinhamento 11, por exemplo, uma assim chamadaferramenta de alinhamento externa. A nova seção 8 é ainda abaixada nodispositivo de alinhamento 11, o topo da nova seção sendo preferivelmentemantido pelo guindaste 2, e alinhada de modo que a extremidade inferior danova seção 8 é colocada de maneira substancialmente exata na extremidadesuperior da tubulação existente 9 para tornar a soldagem possível. A precisãodo dispositivo de alinhamento 11 pode tipicamente se situar dentro de umafaixa de milímetros. O dispositivo de alinhamento 11 pode posicionar aextremidade inferior da nova seção em relação à extremidade superior datubulação existente por meio de translação e rotação.
Em uma próxima etapa, mostrada na figura 3 d, a nova seção 8é soldada à tubulação existente na estação de soldagem 4. Qualquer técnica desoldagem adequada pode ser utilizada para unir a extremidade inferior daseção de tubo 8 à extremidade superior da tubulação existente 9. Qualqueroutra técnica para unir a seção de tubo 8 à tubulação existente 9 pode tambémser utilizada. Durante a soldagem, a seção de tubo 8 pode ser mantida peloguindaste e/ou pela estrutura de instalação de tubulação. O dispositivo dealinhamento pode ser removido da seção de tubo 8 quando a soldagem tenhasido suficientemente acabada.
Depois da soldagem, a solda pode ser inspecionada comexame não destrutivo (NDE). Também aqui a extremidade superior da novaseção de tubo pode ser mantida pelo guindaste.
Na figura 3e está mostrado como depois da inspeção da solda asolda pode ser revestida em uma estação de revestimento 12. Uma vez que aestação de revestimento 12 está localizada mais baixo do que a estação desoldagem 4, ou grampo de suspensão 5 é aberto e a tubulação existente 9 e aseção de tubo recentemente unida 8 são abaixadas (seta C) preferível mentepelo guindaste para trazer a solda substancialmente para a altura da estação derevestimento 12.
Quando o processo de revestimento está completado, oguindaste 12 que sustenta a extremidade superior da seção de tubo 8, podeabaixar a tubulação existente 9, inclusive a nova seção 8, até que aextremidade, superior da nova seção esteja aproximadamente localizada naposição da extremidade superior da tubulação existente durante a soldagem.Nesta posição abaixada, o grampo de suspensão pode ser fechado, de modoque a tubulação existente e a nova seção sejam mantidas pelo grampo desuspensão.
Daí em diante o guindaste 2 pode liberar a extremidadesuperior da nova seção, de modo que o guindaste está livre para levantar umaoutra nova seção que pode ser colocada na tubulação mantida pelo grampo desustentação, de acordo com as etapas descritas aqui acima para a primeiranova seção.
Durante o processo de lançamento de tubo como descritoacima, também é possível que estruturas em linha sejam arranjadas natubulação e abaixadas junto com a tubulação.
Quando o guindaste é utilizado para manter uma extremidadesuperior da seção de tubo 8 através de todo o processo de lançamento de tubo,uma torre de lançamento-J. completa pode ser omitida, inclusive equipamentopara abaixar a tubulação e a seção de tubo recentemente unida.
A combinação do guindaste 2 e estrutura de instalação detubulação 3 requer menos espaço de convés do que um guindaste e uma torrede lançamento-J convencional. Como resultado, o guindaste 2 pode serposicionado em uma posição mais preferida para outras operações sem que aestrutura de instalação de tubulação interfira substancialmente com taisoperações, o que poderia ser o caso quando uma torre de lançamento-Jconvencional esteja presente.
Na figura 4 está mostrado como o guindaste 2 do navio 1 delançamento de tubo pode ser utilizado para abandonar e/ou recuperar umatubulação 20. A mesma figura 4 pode ser utilizada para mostrar como umatubulação completada é transferida do navio 1 de lançamento de tubo parauma instalação de produção e/ou de armazenagem (não mostrado). Atubulação 20 é mantida por um cabo 21 do guindaste 2. A tubulação 20 émantida por uma estralheira 22. O tubo pode ser fornecido com uma cabeçade transferência de abandono/recuperação ou tubo de subida 23.
Claims (14)
1. Método para lançar uma tubulação usando um navio quecompreende um guindaste, caracterizado pelo fato de compreender as etapasde:- levantar uma nova seção de tubo utilizando o guindaste,- colocar a nova seção de tubo em uma tubulação existente,- alinhar a nova seção de tubo em relação à tubulaçãoexistente,- soldar a nova seção ao tubo existente,- abaixar a nova seção unida e o tubo existente,- suportar, a nova seção unida de modo que o guindaste estejalivre para levantar uma outra nova seção.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de dito guindaste sustentar a nova seção de tubo durante a etapa desoldar.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de dito guindaste ser utilizado para abaixar a nova seção conectada e atubulação existente.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de dito guindaste ser ainda utilizado para abandono e/ou recuperação datubulação.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de dito guindaste ser ainda utilizado para transferência da tubulaçãocompletada do navio de lançamento de tubulação para sua localização finalsuspensa em uma instalação de produção e/ou de armazenagem.
6. Navio para lançamento de tubulação, caracterizado pelo fatode compreender:um guindaste,uma estrutura de instalação de tubulação,um grampo de suspensão para manter uma tubulação existente, euma estação de soldagem,no qual o guindaste é adaptado para realizar uma ou mais das seguintes ações:- levantar e carregar uma nova seção de tubo na estrutura deinstalação de tubulação,- manter a nova seção de tubo durante soldagem, e- abaixar a tubulação, inclusive a nova seção soldada.
7. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o guindaste ser adaptado para manter a nova seção de tubo durante asoldagem.
8. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o guindaste ser adaptado para abandono e recuperação da tubulação.
9. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o guindaste ser adaptado para transferência da tubulação completadado navio de lançamento de tubulação para sua localização de suspensão finalem uma instalação de produção e/ou de armazenagem.
10. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de a estrutura de instalação de tubulação ser inclinável.
11. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o navio incluir um aguilhão.
12. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o navio incluir um dispositivo de alinhamento para alinhar a novaseção com a tubulação existente.
13. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o guindaste compreender um grampo de manipulação de tubo parasustentar a extremidade superior de uma seção de tubo.
14. Navio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de a estrutura de instalação de tubulação compreender um ou mais roletespara guiar a seção de tubo.
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