BRPI0809644A2

BRPI0809644A2 - Métodos para lançar artigos alongados no mar

Info

Publication number: BRPI0809644A2
Application number: BRPI0809644-9A
Authority: BR
Inventors: Jean-Baptiste Pose
Original assignee: Acergy Uk Ltd
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2014-09-23
Also published as: WO2008146043A1; US20100196101A1; US8287211B2; GB0710357D0; ATE529607T1; EP2162593A1; AU2008256570A1; EP2162593B1

Description

“MÉTODOS PARA LANÇAR ARTIGOS ALONGADOS NO MAR” Este pedido diz respeito a métodos para lançar artigos alongados, tais como tubos rígidos, no mar e, em particular, a métodos para lançar tubos submarinos em profundidades além da capacidade normal da embarcação de lançamento de tubo que está sendo usada.

São conhecidos inúmeros diferentes métodos para instalar tubulação subaquática. Por exemplo, é de conhecimento instalar uma tubulação subaquática a partir de uma embarcação pelo que é conhecido como um método “lançamento J”. A tubulação é lançada pelo “lançamento J” usando uma torre de lançamento J. Uma torre como esta é um aparelho especificamente construído, compreendendo, essencialmente, uma estrutura de mastro principal, uma plataforma de trabalho, um eretor, um bloco de deslocamento e uma guia da coluna. O eretor eleva uma seção da tubulação da horizontal, no convés do navio, até uma posição perpendicular, no mastro, em que ela é suportada e soldada na tubulação. O bloco de deslocamento prende a seção da tubulação e a abaixa (uma vez conectada) mar a dentro através da mesa rotativa na embarcação e, por meio da guia da coluna, que compreende rolos internos para impedir a supercurvatura da tubulação. Assim, o tubo é abaixado verticalmente a partir da embarcação e curva na direção de uma orientação, no geral, horizontal no leito do mar, consolidando uma forma geral de “J”, ou catenária.

Para águas profundas, deve ser arranjado um ângulo pronunciado de partida da tubulação para dentro da água usando tensionadores de trilha ou outro dispositivo de tensionamento, tais como braçadeiras móveis, a fim de alinhar com a curva catenária natural da tubulação suspensa. Entretanto, à medida que a profundidade aumenta, a tração no topo exigida para prender o comprimento da catenária suspenso também aumenta. Conseqüentemente, cada embarcação de lançamento de tubo terá uma profundidade de água máxima em que ele pode operar, para um dado tipo de tubo, antes que a tração no topo fique muito grande para aquela embarcação.

Portanto, convencionalmente, para usar uma embarcação de lançamento de tubo para lançar tubos em águas mais profundas do que ela normalmente pode fazer, exige-se um investimento muito alto na modernização da embarcação e da sua capacidade de tração no topo. Alternativamente, bóias podem ser adicionadas ao tubo que está sendo lançado, mas isto aumenta mais significativamente os custos (bóias são caras), o tempo e a complexidade da instalação das bóias (na maioria das vezes elas não podem ser pré-instaladas em terra firme), o manuseio do tubo e a recuperação dos módulos de bóias uma vez lançados. Além do mais, bóias ocupam um significativo espaço de armazenamento.

Dessa maneira, será desejável habilitar o uso de uma embarcação de lançamento de tubo para lançar tubulação submarina em profundidades que normalmente estão fora das capacidades das embarcações, em função da tração no topo resultante do peso suspenso do tubo em tais profundidades, sem a necessidade de aumentar substancialmente a capacidade da tração no topo da embarcação ou de usar bóias no tubo.

Em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um método para lançar artigos alongados no mar a partir de uma embarcação a fim de formar uma estrutura substancialmente contínua, em que o comprimento de cada artigo alongado é menor que a profundidade do mar no local de lançamento, o método compreendendo:

anexar um dos ditos artigos alongados em um cabo a bordo da dita embarcação; desdobrar o dito artigo alongado de maneira tal que ele fique suspenso pela dita embarcação por meio do dito cabo substancialmente acima da extremidade da estrutura contínua na qual ele deve ser conectado;

arriar o dito cabo até que a extremidade inferior do dito artigo alongado seja abai

xada até a extremidade da estrutura contínua na qual ela deve ser conectada;

com o dito artigo alongado ainda em uma configuração substancialmente vertical e a dita extremidade da estrutura contínua substancialmente em sua configuração instalada, conectar a extremidade inferior do dito artigo alongado na dita extremidade da estrutura contínua, a dita estrutura da estrutura contínua estando em sua configuração instalada;

mover a dita embarcação na direção do lançamento; earriar o dito cabo até que o dito artigo alongado seja lançado em sua configuração instalada.

Agora, em sua configuração instalada, a “extremidade superior” do dito artigo alongado forma a extremidade da estrutura contínua na qual o próximo elemento alongado deve ser conectado, e o método pode ser repetido.

Os termos “extremidade superior” e “extremidade inferior” do dito artigo alongado significam, respectivamente, a extremidade superior e a extremidade inferior do artigo alongado quando suspenso em uma configuração vertical, como na etapa de desdobramento.

A etapa de conexão principal refere-se a fazer a conexão física ou estrutural principal entre o artigo alongado e a estrutura contínua. A conexão da tubulação de fluxo real pode ser necessária em um estágio posterior para permitir que o fluido realmente escoe através da conexão.

A patente U.S. 6.149.347 divulga um método para lançar tubo em seções menores que a profundidade do mar a fim de aumentar a velocidade de produção em comparação 30 com o lançamento J. Entretanto, isto não permite a possibilidade de uma nova seção ser anexada na extremidade da tubulação depois que a extremidade da tubulação for lançada em sua posição instalada no leito do mar. Em vez disto, a extremidade da tubulação na qual a nova seção está sendo anexada precisa ser mantida para cima, afastada do piso, em um segundo cabo, para que esta extremidade fique em uma configuração vertical. Isto é consi35 deravelmente mais lento e mais complicado do que o método exposto.

A dita etapa de conexão pode ser feita com a dita extremidade da estrutura contínua disposta no leito do mar. O dito método pode ser realizado em um local em que a profundidade do mar é de maneira tal que a tensão gerada na dita embarcação pela suspensão de um tubo que estende-se a partir da dita embarcação até o leito do mar exceda a tensão máxima a qual a embarcação é projetada para suportar, a embarcação, portanto, sendo incapaz de usar técnicas de lançamento J convencionais em uma profundidade como esta.

A dita etapa de conexão pode compreender abaixar o dito artigo alongado no interior de um conector que permite que o dito artigo alongado se mova de uma configuração substancialmente vertical, quando ele é conectado pela primeira vez na extremidade da dita estrutura contínua, até uma configuração substancialmente horizontal quando lançado na sua posição instalada. Um conector como este pode ser um conector de encaixe, giro e horizontalização. O dito elemento alongado pode ser fornecido com dispositivo de conexão adequado em cada extremidade antes do desdobramento. Um ROV pode ser usado para completar a conexão, uma vez que o dito artigo alongado esteja na sua posição instalada.

O dito artigo alongado pode ser fabricado a bordo da dita embarcação antes da a nexação em um cabo e/ou desdobramento. Em uma modalidade da invenção, a dita fabricação é feita ao mesmo tempo em que um artigo alongado previamente fabricado está sendo lançado de acordo com o método exposto.

O dito método pode compreender adicionalmente fabricar inúmeros artigos alongados de antemão ao lançamento e armazená-los na dita embarcação. Os ditos inúmeros artigos alongados podem ser armazenados suspensos da dita embarcação.

Os ditos artigos alongados podem ser erguidos até uma orientação vertical e abaixados a partir da embarcação mar a dentro em uma torre de lançamento de tubo, tal como aquela usada no lançamento J, antes de serem suspensos pelo dito cabo e abaixados no leito do mar por ele.

O dito cabo pode ser parte de um guincho de Abandono e Recuperação (A&R). O dito guincho pode fazer parte de uma estrutura de guindaste.

DESCRICÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Modalidades da invenção serão agora descritas, a título de exemplo somente, pela referência aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 mostra uma embarcação lançando tubulação, de acordo com uma modalidade da invenção;

As figuras 2a-2c mostram três diferentes estágios do desdobramento de uma coluna de tubos, de acordo com uma modalidade da invenção; e

As figuras 3a-3d mostram quatro diferentes estágios da conexão da coluna na tubulação, de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRICÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Para lançar tubo em profundidades nas quais não é possível manter todo o peso da catenária a partir da superfície, em função de as trações no topo resultantes encontradas estarem além da capacidade operacional da embarcação, é proposto desdobrar o tubo em seções (colunas) usando um guincho ou guindaste. Cada coluna deve ser curta o suficiente para estar nas capacidades de manipulação da embarcação e, portanto, será menor do que a profundidade do mar no local de instalação.

A figura 1 mostra uma embarcação 100 lançando colunas de tubulação 110, como proposto. Essencialmente, a embarcação é dividida em três estações, uma estação de produção de coluna A, uma estação de armazenamento de coluna B e uma estação de desdobramento de coluna C. A estação de produção de coluna compreende uma torre de lançamento J 120, a partir da qual, normalmente, o tubo será desdobrado usando o método de lançamento J em profundidades na capacidade da embarcação. A estação de armazenamento de coluna compreende dispositivo a partir do qual colunas fabricadas podem ser suspensas antes do desdobramento, tais como pendentes pré-suspensos anexados na fuselagem lateral. A estação de desdobramento de coluna compreende um guindaste “Clyde” 140 com guincho de abandono e recuperação (A & R) ou outro dispositivo de içamento adequado associado.

O método de lançamento proposto é como segue: primeiramente, cada coluna 110 é fabricada no convés e erguida verticalmente usando o eretor da torre de lançamento J 120, as extremidades de topo e de base da coluna 110 com respectivas partes de um conector de tubulação 160a, 160b anexadas. O tipo de conector usado neste exemplo é um conector de encaixe, giro e horizontalização.

À medida que cada coluna é completada, ela é conectada no equipamento de A&R (abandono e recuperação) da torre de lançamento J 120 e na extremidade inferior do pendente, este tendo sido recuperado até o convés para permitir a conexão. Então, ela é abaixada pela torre de lançamento J para o interior do mar. À medida que a cabeça da coluna desce água a baixo, a carga é naturalmente transferida do sistema do equipamento da torre de lançamento J 120 para o pendente e, portanto, para o sistema de armazenamento de coluna B, onde ela permanece suspensa pela embarcação.

Então, um ROV pode auxiliar na desconexão do cabo A & R do pendente / cabeça da coluna.

Quando uma coluna está pronta para ser desdobrada a partir da seção de armazenamento de coluna B1 o cabo 180 do guincho ou guindaste 140 é anexado na extremidade superior do pendente da coluna e seu peso é transferido para o guincho. Agora, a coluna

110 está pronta para ser desdobrada no leito do mar pelo guincho.

As figuras 2a até 2c mostram as etapas de desdobramento com mais detalhes:

A figura 2a mostra a situação imediatamente depois que o guincho tomou o peso da coluna 110, em que ela está suspensa por meio do cabo 180. A embarcação 100 está em posição de maneira tal que a coluna 110 seja presa acima da extremidade da tubulação na qual ela deve ser conectada. Certamente, esta extremidade da tubulação será o topo da última coluna desdobrada(a menos que a coluna que está sendo desdobrada seja a primeira) e, portanto, a terminação de topo de encaixe, giro e horizontalização 160a anexada a ela.

À medida que o guincho arria seu cabo 180, a coluna 110 (e sua terminação de base de encaixe, giro e horizontalização 160b) é abaixada até a terminação de topo de encaixe, giro e horizontalização 160a no leito do mar. Então, a extremidade inferior da coluna 110 é abaixada (“estocada”) no interior de um receptáculo na terminação de topo de encaixe, 10 giro e horizontalização 160b, até que a coluna 100 seja presa no local e conectada na tubulação.

A figura 2b mostra o próximo estágio da desdobramento. Neste estágio, a embarcação 100 move-se na superfície na direção que é a direção na qual a tubulação deve ser lançada. A coluna 110 pode rotacionar da vertical na direção da horizontal da tubulação no leito do mar em função da articulação do conector de encaixe, giro e horizontalização 160.

A figura 2c mostra o estágio final de desdobramento, em que o guincho é arriado, abaixando a coluna 110 até que ela fique disposta substancialmente horizontal no leito do mar, em sua posição instalada. Agora, o cabo pode ser desconectado, e a próxima coluna pode ser desdobrada.

As figuras 3a até 3d mostram as etapas de conexão com mais detalhes:

A figura 3a mostra a extremidade de base da coluna 110, com sua terminação de base de encaixe, giro e horizontalização 160b anexada, à medida que ela está sendo abaixada para o interior do receptáculo 310 da terminação de topo de encaixe, giro e horizontalização 160a no leito do mar.

A figura 3b mostra a extremidade de base da coluna 110 uma vez que a terminação

de base de encaixe, giro e horizontalização 160b foi abaixada no interior do receptáculo 310 da terminação de topo 160a do conector de encaixe, giro e horizontalização 160 e está conectada nele.

A figura 3c mostra a situação em que a embarcação 130 começa a se mover na direção do lançamento. A terminação de base de encaixe, giro e horizontalização 160b compreende uma articulação 300 ao redor da qual sua parte de topo (e, portanto, a coluna 110) pode rotacionar. Portanto, a coluna, à medida que ela é abaixada até o leito do mar, pode se mover da sua configuração vertical inicial para sua configuração horizontal instalada.

A figura 3d mostra a coluna 110 em sua posição instalada. A coluna 110 está substancialmente horizontal no leito do mar (embora, como mostrado, seu nível real caia do conector elevado até o próprio leito do mar), e se elevará até o próximo conector. Agora, a tubulação principal é conectada na coluna recém-instalada na conexão 320. Agora, um veículo remotamente operado (ROV) 330 pode operar os controles do conector para completar a conexão.

Os exemplos expostos são somente para ilustração, e modificações e melhorias podem ser incorporadas sem fugir do espírito e do escopo da invenção. Por exemplo, podem ser usados outros tipos de conectores em relação àqueles descritos.

Claims

1. Método para lançar artigos alongados a partir de uma embarcação no mar a fim de formar uma estrutura substancialmente contínua, em que o comprimento de cada artigo alongado é menor que a profundidade do mar no local de lançamento, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende: anexar um dos ditos artigos alongados em um cabo a bordo da dita embarcação; desdobrar o dito artigo alongado de maneira tal que ele fique suspenso pela dita embarcação por meio do dito cabo substancialmente acima da extremidade da estrutura contínua na qual ele deve ser conectado; arriar o dito cabo até que a extremidade inferior do dito artigo alongado seja abaixada até a extremidade da estrutura contínua na qual ele deve ser conectado; com o dito artigo alongado ainda em uma configuração substancialmente vertical e a dita extremidade da estrutura contínua substancialmente em sua configuração instalada, conectar a extremidade inferior do dito artigo alongado na dita extremidade da estrutura contínua; mover a dita embarcação na direção do lançamento; e arriar o dito cabo até que o dito artigo alongado seja lançado em sua configuração instalada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de conexão é feita com a dita extremidade da estrutura contínua disposta no leito do mar.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito método é realizado em um local em que a profundidade do mar é de maneira tal que a tensão gerada na dita embarcação, pela suspensão de um tubo que se estende da dita embarcação até o leito do mar, exceda a tensão máxima a qual a embarcação é projetada para suportar, a embarcação, portanto, não podendo usar as técnicas convencionais de lançamento J em uma profundidade como esta.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de conexão compreende abaixar o dito artigo alongado ao interior de um conector que permite que o dito artigo alongado se mova de uma configuração substancialmente vertical, quando ele é primeiro conectado na extremidade da dita estrutura contínua, para uma configuração substancialmente horizontal quando lançado em sua posição instalada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que um conector como este é um conector de encaixe, giro e horizontalização.

6. Método, de acordo com as reivindicações 4 e 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito elemento alongado é provido com dispositivo de conexão adequado em cada extremidade antes do desdobramento.

7. Metodo, de acordo com as reivindicagoes 4, 5 e 6，CARACTERIZADO pelo fato de que um ROV e usado para completar a conexao uma vez que o dito artigo alongado esta em sua p0si5a0 instalada.

8. Metodo, de acordo com qualquer uma das reivindica50es anteriores, GARACTERlZADO pelo fato de que 0 dito artigo alongado e fabricado a bordo da dita em-barcagao antes da anexa5a0 em um cabo e/ou desdobramento.

9. Metodo, de acordo com a reivindica5a0 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita fabrica5a0 e feita ao mesmo tempo em que um artigo alongado previamente fabricado esta sendo Iangado de acordo com 0 metodo exposto.

10. Metodol de acordo com as reivindicaQoes 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente fabricar inumeros artigos alongados de antemao ao Ian-gamento e armazenamento dos mesmos na dita embarca9a0.

11. Metodo, de acordo com a reivindica5a0 10, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos inumeros artigos alongados sao armazenados suspensos da dita embarca5a0.

12. Metodo, de acordo com qualquer uma das reivindicagoes anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos artigos alongados sao erguidos ate uma orien-ta5a0 vertical e abaixados da embarcagao mar a dentro em uma torre de lan5ament0 de tubo, tal como aquela usada no lan5ament0 J, antes de serem suspensos pelo dito cabo e abaixados ate 0 Ieito do mar por ele.

13. Metodo, de acordo com qualquer uma das reivindicagoes anteriores, CARACTERlZADO pelo fato de que 0 dito cabo e parte de um guincho de Abandono e Re-cupera9a0 (A & R).

14. Metodo1 de acordo com a reivindicagao 13，CARACTERIZADO pelo fato de que 0 dito guincho forma parte de uma estrutura de guincho.

15. Metodo, de acordo com as reivindica50es anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que e substancialmente como descrito em rela5a0 aos desenhos anexos.