BRPI0715647A2 - sistema de uma bàia transferÊncia de hidrocarbonetos e um navio - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE UMA BàIA DE TRANSFERÊNCIA DE HIDROCARBONETOS E UM NAVIO. É descrito um sistema de bóia de transferência de hidrocarbonetos (2, 82) e um navio (3, 95), a bóia tendo um comprimento (H1, H2, H3) de pelo menos 50 m e uma razão comprimento para largura de pelo menos 10:1, e compreendendo um elemento de flutuabilidade submerso (5, 6, 7, 85) com um comprimento de pelo menos 30 m e situado a uma profundidade de pelo menos 10 m abaixo do nível da água, uma armação de suporte (10, 96) é conectada no topo do elemento de flutuabilidade e projeta-se acima do nível da água, a armação de suporte sustentando uma plataforma de suporte (11, 91) e um conector da bóia de amarração (36, 99, 102) para anexação a um conector do braço de amarração (21, 100) do navio, cujo conector do braço de amarração situa-se em um braço (4, 92) que projeta-se para fora do casco do navio, a bóia sendo ancorada no leito oceânico por meio de cabos de amarração (23, 24, 83, 84) que estendem-se em um ângulo com uma direção vertical, pelo menos um tubo ascendente de hidrocarbonetos (12, 13, 93, 94) sendo anexada na bóia, a armação de suporte (10, 96) é uma armação de suporte aberta, o elemento de flutuabilidade sendo conectado no leito oceânico por meio de pelo menos um tendão de tração substancialmente vertical (31, 32, 33).

Description

"SISTEMA DE UMA BÓIA DE TRANSFERÊNCIA DE HIDROCARBONETOS E UM NAVIO"

A invenção diz respeito a um sistema de bóia de transferência de hidrocarbonetos e a um navio, a bóia tendo um comprimento de pelo menos 50 m e uma razão comprimento para largura de pelo menos 10:1 e compreendendo um elemento de flutuabilidade submerso com um comprimento de pelo menos 30 m e situado a uma profundidade de pelo menos IOm abaixo do nível da água, uma armação de suporte aberta sendo conectada no topo do elemento de flutuabilidade e projetando-se acima do nível da água, a armação de suporte sustentando um conector da plataforma de suporte e de uma bóia de amarração para anexação a um conector do braço de amarração do navio, cujo conector do braço de amarração situa-se em um braço que projeta-se para fora do casco do navio, a bóia sendo ancorada no leito oceânico por meio de cabos de amarração que estendem-se em um ângulo com a direção vertical, pelo menos um tubo ascendente de hidrocarbonetos sendo anexada na bóia.

Um sistema como este é conhecido pela FR 2 560 849. O sistema de amarração que está descrito nesta publicação mostra uma pequena bóia fina na qual diversos tubos de ascensão flexíveis são anexadas. Tubos de ascensão flexíveis conectam um poço submarino na bóia. Um petroleiro é anexado no topo da bóia por meio de uma parte de conexão rotativa na extremidade de um braço transversal que projeta-se para fora da proa do navio. O sistema de amarração conhecido somente é adequado para uso em profundidades de água de algumas centenas de metros. Além disso, não são indicadas provisões para o estabelecimento rápido e fácil de acoplamento mecânico e fluídico da extremidade do braço de amarração no topo da bóia.

É um objetivo da presente invenção prover uma amarração em águas profundas desconectável e bóia de água de escoamento onde múltiplos SCRs podem ser conectados. É também um objetivo da invenção prover um sistema de amarração com excursões limitadas, que é adequado para uso em grandes profundidades de água. É um objetivo adicional da presente invenção prover um sistema de amarração com maior estabilidade e menor peso. E novamente um objetivo da presente invenção prover um sistema de amarração no qual os tubos de ascensão podem ser guiados ao longo da bóia para assumir uma trajetória que reduz as forças de dobramento e que mantém os tubos de ascensão em uma posição definida e estável. É um outro objetivo da presente invenção prover um sistema de amarração no qual conexões mecânicas e fluídicas podem ser rapidamente estabelecidas e desanexadas. Até então o sistema da presente invenção é caracterizado em

que a armação de suporte é uma armação de suporte aberta, o elemento de flutuabilidade sendo conectado no leito oceânico por meio de pelo menos um tendão de tração substancialmente vertical, o tubo ascendente tendo um comprimento de pelo menos 500 m e compreendendo uma parte do tubo ascendente de aço anexada na bóia, o tubo ascendente estendendo-se até o conector da bóia de amarração e sendo fechável por uma válvula, o tubo ascendente na sua extremidade compreendendo um elemento de conexão para anexar de forma liberável a um duto no conector do braço de amarração.

Amarrando-se a bóia no leito oceânico tanto pelo sistema de amarração lateral quanto por um ou mais tendões de tração, uma bóia estável de elevação é obtida com excursões de arfagem relativamente pequenas, que, em combinação com um tubo ascendente rígido, tal como, por exemplo, tubos de ascensão em catenária de aço (SCRs), podem ser usadas para transportar hidrocarbonetos a alta temperatura e pressão (por exemplo, 150 0C e 1.000 bar na cabeça de poço) a partir de profundidades de água superiores a 500 m, tal como 1 km ou mais sem o risco de que os tubos de ascensão empenem ou colapsem.

A possibilidade de fechamento dos tubos de ascensão acima da água no topo da bóia em combinação com o conector mecânico no navio resulta em uma capacidade de desconexão rápida no caso de condições de tempo severas ou em uma situação de emergência. Como a bóia tem uma armação de suporte superior aberta, próximo da superfície onde ocorrem movimentos de onda normais, ela é muito estável em relação à arfagem e o ângulo de arfagem pode ser mantido abaixo de 15 graus em relação à vertical. A conexão direta dos tubos de ascensão de aço na bóia fina estável resulta em menor movimento dos tubos de ascensão e, conseqüentemente, em menor fadiga.

Em uma modalidade de um sistema de amarração de acordo com a presente invenção, o conector do braço de amarração compreende um conector mecânico que tem uma mesa rotatória que gira em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical, pelo menos um elemento de recepção cônico suportado pela mesa rotatória para anexação no conector da bóia de amarração, cujo conector da bóia de amarração compreende um pilar substancialmente vertical que estende-se a partir da plataforma de suporte, a mesa rotatória suportando a tubulação com conectores nas suas extremidades para anexação no elemento de conexão na extremidade superior do tubo ascendente.

O conector cônico permite uma conexão mecânica fácil e auto- alinhada que pode ser rapidamente estabelecida e que é muito confiável. Por meio da mesa rotatória, o navio pode não somente acomodar em torno da bóia no sentido do vento, mas também a tubulação no conector do braço de amarração pode ser rotacionada para a posição de acoplamento correta tanto por meio de um motor de acionamento separado quanto manualmente pela tripulação, estabelecendo a conexão mecânica e fluídica com a bóia. A mesa rotatória é preferivelmente conectada no braço de amarração por meio de uma junta pivô universal rotacionável em torno de dois eixos geométricos perpendiculares que estendem-se transversalmente ao braço de amarração e substancialmente na direção do braço de amarração, respectivamente, para permitir inclinações do eixo geométrico da bóia de amarração em relação à vertical.

Em uma modalidade, o conector do braço de amarração sustenta um ou mais suportes rotativos de hidrocarbonetos, com uma seção do tubo de entrada estendendo-se a partir de uma parte do suporte rotativo de forma substancialmente vertical para baixo e uma seção do tubo de saída na direção do braço, para permitir acomodação do navio com o sentido do vento em torno da bóia.

O conector do braço de amarração pode compreender uma superfície de acoplamento cênica, o conector da bóia de amarração compreendendo um cilindro, na sua extremidade superior, com um anel de conexão cônico complementar à superfície de acoplamento cônica. Pelas superfícies cônicas casadas, pode-se obter uma conexão mecânica estável e autocentralizada.

O conector da bóia de amarração pode compreende um cilindro com uma extremidade superior aberta e compreendendo pelo menos dois suportes rotativos empilhados, cada suporte rotativo sendo com um anel interno conectado nos respectivos tubos de ascensão, um anel do suporte rotativo externo sendo conectado na tubulação de saída que estende-se na direção vertical até um elemento de conexão de fluxo próximo da extremidade do cilindro superior para conexão na tubulação compreendida dentro do elemento de acoplamento cônico. A pilha de suportes rotativos é protegida pelo cilindro de revestimento na bóia provendo acesso de homens para inspeção e/ou manutenção.

Um elemento de anexação, tal como um grampo operado hidraulicamente, pode situar-se na superfície externa do acoplador do braço cônico, o grampo tendo dispositivo de encaixe para encaixar um ressalto transversal de um anel de conexão cônico no cilindro. Os elementos de anexação puxam de forma presa o conector do braço cônico sobre o anel cônico do cilindro de anexação para prover uma conexão mecânica firme.

Pelo menos dois tubos do tubo ascendente podem estender-se verticalmente ao longo da estrutura de suporte e ao longo de pelo menos um corpo de flutuabilidade, os tubos sendo abaixo da estrutura de suporte conectados no pelo menos um corpo de flutuabilidade. Os tubos do tubo ascendente (ou tubos-I) guiam a parte superior dos tubos de ascensão ao longo da bóia para cima para a plataforma do conector ao longo de uma trajetória definida, através da zona ativa das ondas e impedem o movimento relativo dos tubos de ascensão em relação à bóia. Abaixo das extremidades inferiores dos tubos do tubo ascendente, diversos suportes transversais podem interconectar tubos de ascensão rígidos para prover rigidez lateral aos tubos de ascensão. Os suportes transversais têm partes de recebimento do tubo ascendente que, para suportes transversais inferiores, são espaçados a uma distância mútua maior que os suportes transversais superiores, de forma que os tubos de ascensão possam seguir sua inclinação natural. Esses suportes transversais inferiores também têm folgas progressivamente maiores para o tubo ascendente e agem como guias para curvar suavemente os SCRs em um certo comprimento à medida que a bóia pivota.

A bóia fina muito comprida da presente invenção pode ter um ou mais módulos de flutuabilidade conectados nos tubos de ascensão abaixo dos tubos do tubo ascendente, o módulo de flutuabilidade compreendendo uma câmara de ar que fica em comunicação aberta com o ambiente. Pelo módulo de flutuabilidade com compensação de pressão, a flutuabilidade pode ser distribuída ao longo do comprimento da bóia sem ter que reverter para tanques de flutuação reforçados muito pesados que podem suportar as altas pressões prevalecentes em maiores profundidades de água.

Na extremidade inferior da bóia, os tubos de ascensão podem ser interconectados por meio de uma estrutura de treliça, com, na sua base, um peso de lastro. O peso de lastro pode ser compreendido de lastro fixo, tal como um bloco de concreto, e pode servir para conectar a parte inferior da bóia no leito oceânico por meio de um ou mais tendões. Os tendões podem ser feitos de material sintético, e são conectados na parte da bóia inferior por meio de uma seção de corrente ajustável a fim de ajustar a tensão dos tendões mediante instalação ou quando os tendões ficam frouxos com o tempo.

Algumas modalidades do sistema de amarração de acordo com a presente invenção serão explicadas com detalhes com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos:

A figura 1 mostra uma vista lateral de uma primeira modalidade do sistema de amarração da presente invenção com módulos de flutuabilidade distribuídos ao longo do comprimento da bóia e um suporte rotativo anexado no conector do braço de amarração;

A figura 2 mostra o sistema de amarração da figura 1 no estado desconectado;

A figura 3 mostra um detalhe ampliado do conector e da extremidade superior da bóia de amarração da figura 1;

A figura 4 mostra um detalhe ampliado dos conectores de fluidos do tubo ascendente de água apresentados e um Sistema de Proteção de Pressão de Alta Integridade (HIPPS) da bóia de amarração da figura 1;

A figura 5 mostra uma vista lateral de uma segunda modalidade do sistema de amarração de acordo com a invenção com um único elemento de flutuabilidade e uma pilha de suportes rotativos conectados permanentemente na bóia;

A figura 6 mostra a parte superior do sistema de amarração da figura 5 em uma escala ampliada;

A figura 7 mostra o braço de amarração do sistema de

amarração da figura 5;

A figura 8 mostra a parte superior da bóia de amarração do

sistema de amarração da figura 5; A figura 9 mostra um detalhe ampliado do conector do braço de amarração e do conector da bóia de amarração do sistema de amarração da figura 5 no estado conectado; e

A figura 10 mostra uma vista de topo do braço de amarração e

do conector da figura 5.

A figura 1 mostra o sistema de transferência de hidrocarbonetos 1 compreendendo uma bóia de amarração 2 e um navio 3 com um braço de amarração 4. A bóia de amarração 2 compreende diversos elementos flutuantes submersos 5, 6, 7 e uma estrutura de suporte de treliça que sustenta uma plataforma de suporte 11. Tubos de ascensão de aço 12, 13 são guiados de um poço submarino para uma plataforma de suporte 11. As partes superiores dos tubos de ascensão 12, 13 são guiadas pelos tubos do tubo ascendente, ou "tubos-I" 14, 15. Os tubos de ascensão cada qual terminam próximas da plataforma de suporte do tubo ascendente 11 em uma válvula 16, 17, fechando cada tubo ascendente. O braço 4 no navio 3 sustenta na sua extremidade um conector 21 para conectar mecanicamente na extremidade superior da bóia e prover uma conexão fluídica entre os tubos de ascensão 12, 13 e a tubulação que estende-se através do conector 21 e do braço 4 até o navio 3.

A bóia 2 compreende cabos de amarração lateral 23, 24, cada qual estendendo-se em um ângulo de cerca de 45 graus e anexando a bóia no leito oceânico. Os cabos de amarração lateral limitam os movimentos de arfagem e surto da bóia 2 e impedem que os tubos de ascensão rígidos 12, 13 assumam uma posição muito vertical, que faria com que ela fraturasse próximo à parte curva do tubo ascendente perto do leito oceânico. Os cabos de amarração lateral 23, 24 podem ser compreendidos da parte curva do tubo ascendente próximo do leito oceânico. Os cabos de amarração lateral 23, 24 podem ser compreendidos de cabos de aço ou poliéster multitrançados e podem ter seções de cadeia superiores 25, 26 para reajuste da tensão nos cabos de amarração lateral mediante estiramento. As partes inferiores dos cabos de amarração lateral próximos do leito oceânico são feitos de seções de corrente para evitar danos nos cabos de amarração pelo contato com areia e rochas.

A estrutura aberta combinada do suporte de treliça 10 na zona ativa de ondas, os cabos de amarração lateral 23, 24 e a distribuição da flutuabilidade abaixo da linha de água resultam em uma bóia muito estável 2 e em menores movimentos induzidos por ondas da bóia 2 e os tubos de ascensão suportados 12, 13. Em condições de amarração regular em estados de pequenos oceanos, a arfagem da bóia 2 é limitada a menos que 15 graus ou menos que 10 graus em relação à vertical, o que resulta em menor fadiga dos tubos de ascensão de aço rígidos 12, 13.

Na extremidade inferior 27 da bóia 2, um peso de lastro 28 é anexado por meio de uma extremidade de treliça inferior 29. Diversos tendões de tração 31, 32, 33 são conectados na extremidade inferior por meio de conectores 30 e seções de corrente superiores ajustáveis. Os tendões podem compreender cabos de metal, cabos de poliéster tracionados com seções de corrente, como são bem conhecidos na técnica. Se os cabos forem usados, eles podem ser terminados com correntes ou cepos em catenária pesada próximos ao piso oceânico. O peso e/ou comprimentos dessas correntes ou cepos distribuídos determinariam, em grande parte, a rigidez vertical desses cabos quase verticais.

A altura Hl da bóia e do conector do braço de amarração anexado 21 pode compreender, por exemplo, 24 m, ao passo que o comprimento L pelo qual o braço 4 projeta-se além do casco 8 do navio 3 pode ser 30 m. A estrutura de suporte de treliça 10 estende-se, por exemplo, m abaixo do nível da água, de maneira tal que, mesmo durante severas tempestades, a estrutura aberta impeça que movimentos de onda transfiram movimentos dinâmicos significativos para os tubos de ascensão. A altura H3 da seção da bóia inferior pode ser 120 m, ao passo que a largura W pode ser 12 m.

Pelo menos os módulos de flutuabilidade inferiores 6, 7 são preferivelmente formados por tanques de pressão equilibrados, que compreendem câmaras de ar em comunicação aberta com o ambiente. Isto impede a necessidade de uma construção pesada e reforçada para os tanques para suportar a pressão de água a maiores profundidades.

A bóia 2 compreende distribuída ao longo de seu comprimento diversas placas de amortecimento 18, 19 e 20 que podem ser conectadas no tubo-I do tubo ascendente ou envolver os tubos de ascensão inferiores por meio de guias de dobramento elastoméricas. As placas de amortecimento limitam os movimentos de elevação da bóia. As guias de dobramento inferiores têm furos progressivamente maiores que envolvem os tubos de ascensão. Essas guias, portanto, agem para espalhar suavemente o dobramento do tubo ascendente por um maior comprimento, de maneira a não causar nenhuma tensão inaceitável no tubo ascendente onde a bóia pivota para seus ângulos de projeto.

A figura 2 mostra a posição do braço de amarração 4 e do conector do braço 21 durante a anexação do conector 21 no conector da bóia 36, que compreende três ou mais pilares 37, 38 que estendem-se para cima da plataforma de conexão 11 para cooperar com as guias de penetração 39, 40 no conector 21. Um cabo 41 é anexado no conector da bóia 36 e é guiado por meio de uma roldana 42 para um guindaste 43 no navio 3. Puxando o cabo 41, o braço 4, que é equilibrado por um contrapeso 45 em uma direção ascendente, é puxado para baixo e pivota em torno do eixo geométrico pivô 46 até que as guias de penetração 39, 40 deslizem sobre os pilares 37, 38 para estabelecer uma conexão mecânica. Durante esta operação, as válvulas 16, 17 no topo da plataforma de suporte 11 são fechadas. Depois da conexão das extremidades superiores do tubo ascendente em dutos de fluido no conector 21, as válvulas podem ser abertas e o cabo 41 é desconectado. A figura 3 mostra um conector do braço de amarração 21 e o conector de bóia 36 em uma escala ampliada. Os tubos de ascensão 12, 13 estão com suas extremidades superiores anexadas na plataforma de suporte 11, e estão fechadas pelas válvulas 16, 17. A tubulação de conexão 48, 49 estende-se verticalmente para cima, e é provida com conectores de extremidade 50, 51 para anexação de uma maneira hermética a fluido nos conectores complementares 52, 53 da tubulação que conecta na pilha de suportes rotativos ou em um dispositivo rotativo 54. Os suportes rotativos de fluido na pilha de suportes rotativos 54 são contidos em um alojamento 60 do conector do braço de amarração 21. Cada suporte rotativo compreende um anel interno, anexado a um duto vertical 55, 56 e um anel externo, conectado rotacionalmente no anel interno, anexado em dutos horizontais 57, 58; cada anel compreendendo uma câmara de fluido. Os anéis internos e dutos verticais associados 55, 56 são rotacionalmente estacionários, ao passo que os dutos horizontais 57, 58 e anéis dos suportes rotativos externos podem girar juntos com o braço 4 mediante acomodação do navio 13 de acordo com a direção do vento em torno da bóia 2. As guias de penetração 39, 40 e grampos 62, 63 que podem encaixar fixamente nos pilares 37, 38 são conectados no alojamento 60 do conector 21 por meio de um mancai de guinada 65 para girar o alojamento 60, os anéis de suporte rotativo externos e dutos associados 57, 58 em torno do eixo geométrico vertical 67. Um motor de acionamento 68 é provido para rotacionar a guinada da parte inferior do conector 21 em relação ao alojamento 60 em torno do eixo geométrico 57 para alinhar os dutos verticais 55, 56 no conector 21 com a tubulação 48, 49 na bóia 2 antes do estabelecimento de conexão mecânica e fluídica.

A figura 4 mostra um detalhe ampliado da conexão do tubo do tubo ascendente 14 na plataforma de suporte 11 por meio de um flange de suporte dividido 70. O tubo ascendente 13 que é contido no tubo-I 14 é com uma extremidade superior suportada no tubo-I do tubo ascendente 14 por meio de um flange do tubo ascendente de produção 71. A tubulação de conexão 49 conecta a extremidade superior do tubo ascendente na válvula 16, que pode compreender uma válvula tipo HIPPS (Sistema de Proteção de Pressão de Alta Integridade) do tipo descrito em US7044156. A válvula 16 está em comunicação fluídica com um coletor de produção 710, que pode compreender um duto de anel que tem seções de duto transversais 72 com um flange de conexão 73 que conecta de forma liberável no conector do tubo hidráulico 52 que, por sua vez, é anexado no duto 55 do suporte rotativo 54. Os grampos 62, 63 são, por exemplo, formados de um conector estrutural tipo VETCO H-4. Os grampos 62, 63 são usados para anexar na estrutura de treliça 10.

Na modalidade do sistema de amarração da figura 5, o elemento de flutuabilidade 85 da bóia 82 é compreendido de um único corpo, no qual os tubos de ascensão em catenária de aço 93, 94 são conectadas próximas à base. A conexão dos tubos de ascensão 93, 94 na bóia 85 é feita usando, por exemplo, juntas flexíveis esféricas elastoméricas ou juntas de tensão de metal projetadas para ser conectadas em sistemas flutuantes com ângulos pivô limitados. A pequena arfagem da bóia 82 torna o uso dessa guia de junta aceitável. Acima do ponto de anexação, os tubos de ascensão fixos por mancai são direcionados para cima para um eixo central na bóia. Os tubos de ascensão podem então ser roteados para cima através das pernas verticais de treliça 96 ou independentemente para cima através do centro da treliça. Uma vez que esses tubos de ascensão atingem a plataforma 91 eles podem ser roteadas através de um sistema HIPPS para a tubulação da estrutura superior. Pernas de amarração transversais 83, 84 e tendões verticais, ou amarras 86, 87, conectam o elemento de flutuabilidade 85 no leito oceânico. A plataforma de suporte 91 na estrutura de suporte de treliça 96 sustenta um conector mecânico e uma pilha de suportes rotativos, que, nesta modalidade, permanece com a bóia mediante desconexão do braço de amarração 92 do navio 95.

Conforme pode-se ver pela figura 6, uma pilha de suportes rotativos 98 situa-se substancialmente dentro de um alojamento cilíndrico 99 na plataforma de suporte 91. O alojamento cilíndrico 99 na sua extremidade superior suporta o mancai de acomodação de acordo com a direção do vento 132 mediante o que um cilindro rotativo 102 com um flange de conexão cônico externo é anexado. Um conector cônico 100 é anexado na extremidade do braço 92 por meio de uma junta universal de maneira a poder pivotar em torno de um eixo geométrico que é perpendicular ao plano do desenho e em torno de um eixo geométrico 104 que estende-se no geral em uma direção do comprimento do braço 92. O conector cônico 100 encaixa no flange de conexão cônico externo do cilindro rotativo 102 para estabelecer uma conexão mecânica. Os conectores de fluido para conectar a pilha de suportes rotativos 98 nos dutos flexíveis 103 no braço 92 são acomodados no conector do braço de amarração 100 próximos à borda superior do alojamento da pilha de suportes do cilindro 102. No estado conectado, o braço 92 pode pivotar em torno do ponto pivô 105 quando um mecanismo de travamento do braço 106 na extremidade traseira do braço for liberado.

Na figura 7, o braço 92 e o conector do braço 100 estão mostrados no estado desconectado. O conector 100 é puxado de volta por meio de um cabo de tração 107 em direção à popa do navio 95. O braço 92 é pivotado para cima em torno do ponto pivô 105 pelo contrapeso 101, ao passo que a extremidade traseira do braço 92 é travada na posição pelo mecanismo de travamento 106 na extremidade do poste 108. A figura 8 mostra o alojamento da pilha de suportes rotativos

cilíndricos 99 com o mancai de suporte 132 e o cilindro 102 com o flange de acoplamento cônico. Conforme pode-se ver pela figura 9, os anéis internos dos suportes rotativos na pilha de suportes rotativos são conectados nos tubos de ascensão por meio de um coletor de entrada IlOe válvula 88. Por meio dos anéis externos rotativos dos suportes rotativos, os hidrocarbonetos são transferidos para os dutos 111, 112, 113, estendendo-se verticalmente para cima até os conectores 115, 116, 117. O conector 100 é suportado na extremidade do braço 92 por meio do cilindro 102 no mancai 132 de maneira tal a ficar rotacionável em torno do eixo geométrico vertical 109, juntamente com os anéis do suporte rotativo externos, os dutos 111, 112, 113, os conectores 115, 116, 117, a tubulação 127, 128, 129 no conector 110 e a plataforma 114. Depois do contato da superfície de acoplamento cônica do conector 100 com o flange cônico, os braços de travamento hidráulico 120, 121 na superfície externa do conector 110 giram os prendedores 122, 123 sobre um ressalto transversal 125 do flange 102 para travar o conector 100 sobre o flange cônico. Depois do estabelecimento da conexão mecânica, os conectores 115, 116 e 117 são atuados para conectar a tubulação de saída nos suportes rotativos na pilha de suportes rotativos 98 na tubulação 126, 127, 128 no conector 100, cuja tubulação está em conexão fluídica com mangueiras flexíveis 103 no braço 92.

É possível girar o suporte rotativo externo na bóia usando um motor de acionamento 134 conectado no mancai 132. Uma vez que a conexão de amarração esteja presa, o motor girará a parte rotativa da bóia 102 para alinhar a tubulação do suporte rotativo com a tubulação no conector 100. Quando as tubulações estiverem alinhadas, pinos de travamento na parte rotativa 102 são hidraulicamente ativados e interconectados e travam a parte fixa 99 na parte rotativa 102 uma na outra. Subseqüentemente, os elementos de conexão dos tubos de ascensão de ambas as partes são conectados de maneira a estabelecer um caminho de fluido sem vazamentos depois do HIPPS.

A figura 10 mostra uma vista de topo do braço 92, que pode compreender uma armação Y, que sustenta na sua extremidade a junta universal 131, na qual o conector 100 é suportado de maneira tal que ele possa pivotar em torno dos eixos geométricos perpendiculares 104, 130.

Claims (15)

1. Sistema de uma bóia de transferência de hidrocarbonetos (2, 82) e um navio (3, 95), a bóia tendo um comprimento (Hl, H2, H3) de pelo menos 50 me e uma razão comprimento para largura de pelo menos 10:1, e compreendendo um elemento de flutuabilidade submerso (5, 6, 7, 85) com um comprimento de pelo menos 30 m e situado a uma profundidade de pelo menos 10 m abaixo do nível da água, uma armação de suporte (10, 96) estando conectada no topo do elemento de flutuabilidade e projetando-se acima do nível da água, a armação de suporte sustentando uma plataforma de suporte (11, 91) e um conector da bóia de amarração (36, 99, 102) para anexação a um conector do braço de amarração (21, 100) do navio, cujo conector do braço de amarração (21, 100) situa-se em um braço (4, 92) que projeta-se para fora do casco do navio (8, 95), a bóia sendo ancorada no leito oceânico por meio de cabos de amarração (23, 24, 83, 84) que estendem-se em um ângulo com uma direção vertical, pelo menos um tubo ascendente de hidrocarbonetos (12, 13, 93, 94) sendo anexada na bóia, caracterizado pelo fato de que a armação de suporte (10, 96) é uma armação de suporte aberta, o elemento de flutuabilidade sendo conectado no leito oceânico por meio de pelo menos um tendão de tração substancialmente vertical (31, 32, 33, 86, 87), o tubo ascendente (12, 13, 93, 94) tendo um comprimento de pelo menos 500 m e compreendendo uma parte do tubo ascendente de aço anexado na bóia, o tubo ascendente estendendo-se para cima até o conector da bóia de amarração (36, 99, 102) e sendo fechável por uma válvula (16, 17, 88), o tubo ascendente na sua extremidade compreendendo um elemento de conexão (50, 51, 115, 116, 117) para anexar de forma liberável a um duto (55, 56, 126, 127, 128) no conector do braço de amarração (21, 100).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conector do braço de amarração (21, 100) compreende um conector mecânico que tem uma mesa rotativa (65, 132) rotacionável em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical (67, 109), pelo menos um elemento de recepção cônico (39, 40, 100) sustentado pela mesa rotativa (65, 132) para anexar no conector da bóia de amarração, cujo conector da bóia de amarração compreende um pilar substancialmente vertical (37, 38, 99) que estende-se a partir da plataforma de suporte (11, 91), a mesa rotativa sustentando a tubulação (55, 56, 126, 127, 128) com conectores (52, 53, 115, 116, 118) nas suas extremidades para anexar no elemento de conexão (50, 51, 115, 116, 117) na extremidade superior do tubo ascendente.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os tubos de ascensão (93, 94, 12, 13) estendem- se até a plataforma de suporte (11, 91) acima do nível da água, em que as extremidades superiores do tubo ascendente são conectadas a uma válvula (16, 88) que está em comunicação fluídica com a tubulação superior conectada no navio (3, 95), cuja válvula (16, 88) compreende um sistema HIPPS que protege a tubulação superior de surtos de pressão que podem deslocar para cima nos tubos de ascensão.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que um motor de acionamento (134) é conectado no mancai da mesa rotativa (132) de maneira a alinhar as extremidades dos tubos da tubulação da mesa rotativa (132) com as extremidades do tubo ascendente superiores depois que o braço de amarração é conectado.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a mesa rotativa (65, 132) é conectada no braço de amarração (4, 92) por meio de um primeiro eixo geométrico pivô (130) que estende-se de forma substancialmente transversal à direção vertical e ao comprimento do braço, e um segundo eixo geométrico pivô (104) que estende-se no geral na direção do comprimento do braço.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conector do braço de amarração (21, 100) compreende um alojamento (60) que sustenta pelo menos um suporte rotativo (54), que tem uma seção de tubo de entrada (55, 56) que estende-se em uma direção substancialmente vertical para conectar no elemento de conexão do tubo ascendente (50, 51), e uma seção de tubo de saída (57, 58) que estende-se a partir do suporte rotativo (54) na direção do braço (4).

7. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conector do braço de amarração (100) compreende uma superfície de acoplamento cônica, o conector da bóia de amarração compreendendo um cilindro (99) com, na sua extremidade superior, um elemento rotativo que tem um anel de conexão cônico (102) complementar à superfície de acoplamento cônica.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o cilindro (99) tem um topo aberto e compreende pelo menos dois suportes rotativos empilhados (98), cada suporte rotativo sendo com um anel interno conectado a um respectivo tubo ascendente, um anel do suporte rotativo externo sendo conectado na tubulação de saída (111, 112, 113) que estende-se na direção vertical até um elemento de conexão do tubo ascendente (115, 116, 117) próximo à extremidade do cilindro superior para conexão na tubulação (126, 127, 128) compreendida dentro do conector do braço de amarração (100).

9. Sistema de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que um elemento de anexação (120, 121) situa-se na superfície externa do conector do braço cônico (100) com dispositivo de encaixe (122, 123) para encaixar sob um ressalto transversal (125) do anel de conexão cônico (102).

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois tubos do tubo ascendente (12, 13) estendem-se verticalmente ao longo da estrutura de suporte e ao longo de pelo menos um corpo de flutuabilidade (5, 6, 7), os tubos sendo, abaixo da estrutura de suporte (10), conectados no pelo menos um corpo de flutuabilidade (5, 6, 7).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, abaixo das extremidades inferiores dos tubos do tubo ascendente (14, 15), diversos suportes transversais (18, 19, 20) interconectam os tubos de ascensão rígidos (12, 13).

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os suportes transversais (18, 19, 20) têm partes de recebimento do tubo ascendente que, para suportes transversais inferiores, são espaçados a uma maior distância mútua do que para os suportes transversais superiores, e os suportes inferiores construídos de maneira a guiar e/ou dobrar os tubos de ascensão.

13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que um módulo de flutuabilidade (5, 6, 7) é conectado nos tubos de ascensão (12, 13), o módulo de flutuabilidade compreendendo uma câmara de ar que fica em comunicação aberta com o ambiente.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que, na extremidade inferior da bóia, os tubos de ascensão são interconectados por meio de uma estrutura de treliça (29), com, na sua base, um peso de lastro (28).

15. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 14, caracterizado pelo fato de que os tendões (31, 32, 33) são feitos de metal ou material sintético, e são conectados a uma parte de conexão inferior por meio de uma seção de corrente ajustável.