BRPI1001933A2 - Flexible duct ring integrity protection and integrity management system - Google Patents

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BRPI1001933A2
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annular space
pressure
flexible duct
management system
reservoir
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BRPI1001933-2A
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De Mello Joia Carlos Jose Bandeira
E Souza Luiz Antonio Lobianco
De Lemos Carlos Alberto Duarte
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Petroleo Brasileiro Sa
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Abstract

SISTEMA DE PROTEçãO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES DOS DUTOS FLEXìVEIS. A presente invenção se refere a um sistema de monitoramento constante capaz de gerenciar a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1) compreendendo um reservatório (14) que deve permanecer numa posição acima do conector de topo (10), sendo que este reservatório (14) deverá possuir um sensor de pressão (15) e de nível (16), possuindo alarmes para emitir um sinal ao operador sobre qualquer mudança da pressão e altura do fluido diferente das previamente estabelecidas. Os fluidos que deverão ser injetados para dentro do espaço anular (8) devem conter pelo menos um inibidor de corrosão e um fluido fluorescente.SYSTEM FOR THE PROTECTION AND INTEGRITY MANAGEMENT OF THE FLEXIBLE DUCT ANNULARS. The present invention relates to a constant monitoring system capable of managing the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) comprising a reservoir (14) that must remain in a position above the top connector (10), being that this reservoir (14) must have a pressure sensor (15) and level (16), having alarms to send a signal to the operator about any change in pressure and height of the fluid different from those previously established. The fluids to be injected into the annular space (8) must contain at least one corrosion inhibitor and one fluorescent fluid.

Description

SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES DOS DUTOS FLEXÍVEISPROTECTION AND MANAGEMENT INTEGRITY MANAGEMENT SYSTEM OF FLEXIBLE Ducts

CAMPOS DA INVENÇÃOFIELDS OF THE INVENTION

A presente invenção encontra aplicação no âmbito das perfurações petrolíferas para proteger a integridade do espaço anular em dutos flexíveis. Mais especificamente, a presente invenção consiste num sistema que indica o momento da ocorrência de um dano na capa externa de um duto flexível ou mesmo um dano na barreira de pressão de um duto flexível.The present invention finds application in the context of oil drilling to protect annular space integrity in flexible ducts. More specifically, the present invention is a system which indicates the moment of damage to the outer shell of a flexible duct or even damage to the pressure barrier of a flexible duct.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

As grandes indústrias petrolíferas possuem uma considerável parcela de produção de óleo proveniente de reservatórios existentes no mar. Esta produção de óleo em unidades marítimas utiliza de maneira intensa os sistemas de dutos flexíveis e, através desses dutos flexíveis em associação com outros equipamentos submarinos, é possível transportar o petróleo dos poços até a plataforma. Os dutos flexíveis possuem estruturas em multicamadas de diferentes materiais que interagem entre si. Geralmente, a estrutura de um duto flexível pode consistir, por exemplo, de seis camadas conforme ilustra a Figura 1A, onde num duto flexível (1) há uma carcaça (2), que tem a finalidade de evitar o colapso do duto flexível devido à pressão hidrostática do ambiente submarino, nem sempre compensada por pressão interna; uma barreira de pressão (3), que tem a função de conter e dar vedação ao fluido interno que escoa pelo duto flexível. Visa também reduzir a permeabilidade de gases para as camadas posteriores, podendo ser formada por polímeros variados, sendo que os mais utilizados são o Nylon 11 (Poliamida 11 - PA11) e fluoreto de polivinilideno (PVDF); uma armadura de pressão (4), que possui a finalidade de sustentar as cargas devido à pressão interna, além de promover a resistência contra a pressão externa e efeitos de esmagamento da armação de tração (6); camadas anti-atrito (5) que é uma camada intermediária aplicada para diminuir a fricção entre as camadas resistentes a pressão e a tração; armaduras de tração (6), que permite a sustentação vertical do duto flexível resistindo aos esforços de tração, apresentando camadas de arames helicoidalmente distribuídas aos pares proporcionando balanceamento à torção; e uma capa externa (7), que tem a função de garantir à resistência a corrosão e a abrasão à armadura de tração (6). Ainda, de acordo com a Figura 1B, há uma região denominada espaço anular (8) que é o espaço compreendido entre a capa externa (7) e a barreira de pressão (3), e por último há o "Bore" (9) que é o centro do duto flexível (1), ou seja, região pela qual escoam os hidrocarbonetos (petróleo, óleo ou gás).The large oil industries have a considerable share of oil production from offshore reservoirs. This offshore oil production makes heavy use of flexible pipeline systems and through these flexible pipelines in combination with other subsea equipment it is possible to transport oil from the wells to the platform. Flexible ducts have multilayer structures of different materials that interact with each other. Generally, the structure of a flexible duct may consist, for example, of six layers as shown in Figure 1A, where in a flexible duct (1) there is a housing (2), which is intended to prevent collapse of the flexible duct due to hydrostatic pressure from the underwater environment, not always offset by internal pressure; a pressure barrier (3), which has the function of containing and sealing the internal fluid flowing through the flexible duct. It also aims to reduce gas permeability to the back layers, which can be formed by various polymers, the most used being Nylon 11 (Polyamide 11 - PA11) and polyvinylidene fluoride (PVDF); a pressure armature (4), which has the purpose of sustaining loads due to internal pressure, in addition to promoting resistance against external pressure and crushing effects of the traction frame (6); anti-friction layers (5) which is an intermediate layer applied to reduce friction between the pressure and tensile resistant layers; tensile reinforcement (6), which allows the vertical support of the flexible duct to resist tensile stresses, presenting layers of helically distributed wires in pairs providing balance to the twist; and an outer shell (7), which has the function of ensuring the corrosion resistance and abrasion of the tensile reinforcement (6). Also, according to Figure 1B, there is a region called annular space (8) which is the space between the outer shell (7) and the pressure barrier (3), and finally there is the "Bore" (9) which is the center of the flexible pipeline (1), ie region through which hydrocarbons (oil, oil or gas) flow.

Além do petróleo (hidrocarboneto líquido e em forma de gás), o fluido produzido pode apresentar água e gases corrosivos que podem atacar os dutos flexíveis.In addition to petroleum (liquid and gas hydrocarbon), the fluid produced can have water and corrosive gases that can attack the flexible ducts.

A Figura 2 mostra um duto flexível (1) a partir de um conector (10) que faz a conexão entre a terminação do duto e a plataforma. A vida útil desses dutos flexíveis (1) pode ser abreviada devido a problemas técnicos que podem ocorrer durante a permanência dos mesmos no mar, descrevendo-se aqui como problemas técnicos 1, 2 e 3, da seguinte maneira:Figure 2 shows a flexible duct (1) from a connector (10) that connects the duct termination to the platform. The service life of these flexible ducts (1) can be shortened due to technical problems that may occur during their stay at sea, described here as technical problems 1, 2 and 3 as follows:

Problema técnico 1: o primeiro problema que pode ser encontrado durante a utilização de um duto flexível (1) seria o material da barreira de pressão (3) que, conforme descrito anteriormente pode ser de nylon, PVDF ou ainda outro tipo de polímero. Como esses polímeros não são totalmente impermeáveis, durante a operação, gases provenientes do fluido escoado, como metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), ácido sulfídrico (H2S) e vapor de água (H20(V)), permeiam (12) através da barreira de pressão (3), se acumulando no espaço anular (8), onde estão localizadas as armaduras de tração (6) e de pressão (4). A taxa de permeação do gás depende basicamente da temperatura, das pressões no "bore" (9) e no espaço anular (8), da forma das moléculas dos gases, da afinidade do gás com o polímero, e da espessura da camada polimérica da barreira de pressão (3). Para que a pressão no espaço anular (8) não aumente com o ingresso dos gases permeados (12), é utilizada uma válvula de alívio (17) instalada no conector (18) do duto flexível. Caso estas válvulas falhem, a capa externa (7) estará sujeita a deformações ou até rompimentos devido ao aumento de pressão no espaço anular (8).Technical problem 1: The first problem that may be encountered while using a flexible duct (1) would be the pressure barrier material (3) which as described above may be nylon, PVDF or some other type of polymer. As these polymers are not fully impermeable during operation, gases from the fluid flow such as methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and water vapor (H20 (V)) permeate (12 ) through the pressure barrier (3), accumulating in the annular space (8), where the tensile (6) and pressure (4) reinforcement are located. The gas permeation rate basically depends on the temperature, the bore (9) and annular space (8) pressures, the shape of the gas molecules, the gas's affinity with the polymer, and the thickness of the polymer layer. pressure barrier (3). In order that the pressure in the annular space (8) does not increase with the ingress of permeated gases (12), a relief valve (17) installed in the flexible duct connector (18) is used. Should these valves fail, the outer cap (7) will be subject to deformation or even rupture due to increased pressure in the annular space (8).

Problema técnico 2: O segundo problema seria os danos causados na capa externa (7), principalmente rasgos, cortes e furos ocorridos durante as fases de manuseio e instalação, e danos ocorridos durante a fase de operação, como abrasão na região do ponto de ascensão da tubulação (TDP - Touch Down Point, no inglês) e na região do enrijecedor de curvatura, alagando o espaço anular (8) com a água do mar. Neste contexto, um duto com o espaço anular (8) alagado, tanto pelo ingresso de água do mar quanto pela permeação (12) de vapor de água, poderá sofrer um processo corrosivo muito elevado nos arames da armadura de tração (6), havendo a necessidade de troca deste duto antes do tempo estimado para sua vida útil.Technical problem 2: The second problem would be damage to the outer shell (7), especially tears, cuts and holes during the handling and installation phases, and damage during the operation phase, such as abrasion in the lift point region. (TDP - Touch Down Point) and bend stiffening region, flooding the annular space (8) with seawater. In this context, a duct with annular space (8) flooded by both seawater ingress and water vapor permeation (12) may undergo a very high corrosive process on the tensile reinforcement wires (6), with the need for replacement of this duct before the estimated time for its useful life.

Problema técnico 3: O terceiro problema seria o dano causado na barreira de pressão (3), contaminando o espaço anular (8) com o fluido produzido. Esta contaminação pode provocar corrosão nos arames da armadura de tração (6), diminuindo a vida útil do duto flexível (1).Technical problem 3: The third problem would be damage to the pressure barrier (3), contaminating the annular space (8) with the fluid produced. This contamination can cause corrosion of the tensile reinforcement wires (6), shortening the life of the flexible duct (1).

Diante desses problemas que podem ocorrer em um duto flexível (1), esta invenção tem como objetivo promover um sistema capaz de identificar a ocorrência de danos na capa externa (7) de um duto flexível (1) e identificar o aumento de pressão no espaço anular (8), bem como proteger a armadura de tração (6) contra corrosão provocada pelos efeitos nocivos do ingresso de água do mar. Mais especificamente, a presente invenção tem a finalidade de monitorar constantemente o espaço anular (8) contra um possível alagamento, com resposta imediata (através de sistemas de alarmes), evitando com isso a evolução de um mecanismo de falha.In view of these problems that may occur in a flexible duct (1), this invention aims to promote a system capable of identifying damage to the outer shell (7) of a flexible duct (1) and to identify the pressure increase in space. (8) as well as protecting the tensile reinforcement (6) against corrosion caused by the harmful effects of seawater ingress. More specifically, the present invention has the purpose of constantly monitoring the annular space (8) against possible flooding, with immediate response (through alarm systems), thereby preventing the evolution of a fault mechanism.

PICKSLEY et ai (2002) apresentaram no OFFSHORE TECHNOLOGY CONFERENCE um sistema para manter a integridade de um duto flexível baseada em mecanismos de falhas. Quando é detectado um dano na capa externa com ingresso da água do mar no espaço anular (relacionado ao problema técnico 2 descrito anteriormente) é liberado para dentro do espaço anular um fluido anticorrosivo que, além de ajudar a deslocar a água do mar que estava no espaço anular, ajuda a inibir a corrosão e aumentar a vida útil de um duto flexível. Este sistema ainda envolve a reparação da capa externa para impedir o ingresso da água do mar, e a instalação de uma válvula para evitar a sobrepressão da capa externa. Esta proposta difere da invenção aqui descrita principalmente em relação à possibilidade de monitorar permanentemente o espaço anular (8), com resposta imediata (através de alarme) em caso de vazamento do fluido do espaço anular (8) devido a dano na capa externa (7). Este alerta permite dar início ao processo de reparo do dano a tempo de minimizar a evolução do mecanismo de falha. Destaca-se como outra diferença, a possibilidade de impedir o ingresso de água do mar no espaço anular (8), protegendo assim as armaduras de pressão (4) e tração (6) dos efeitos de um possível processo de corrosão.PICKSLEY et al (2002) presented in OFFSHORE TECHNOLOGY CONFERENCE a system for maintaining the integrity of a flexible duct based fault mechanisms. When damage to the outer shell with seawater entering the annular space (related to technical problem 2 described above) is detected, an anti-corrosive fluid is released into the annular space which, in addition to helping to displace the seawater that was in the annular space. annular space helps inhibit corrosion and extend the life of a flexible duct. This system also involves repairing the outer shell to prevent seawater from entering, and installing a valve to prevent overcapacity of the outer shell. This proposal differs from the invention described herein mainly in that it is possible to permanently monitor annular space (8), with immediate response (by alarm) in case of leakage of annular space fluid (8) due to damage to the outer shell (7). ). This alert allows you to start the damage repair process in time to minimize the evolution of the failure mechanism. Another highlight is the possibility of preventing seawater from entering the annular space (8), thus protecting the pressure (4) and traction (6) reinforcement from the effects of a possible corrosion process.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

A presente invenção visa manter a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1) utilizando-se sensores de pressão (15) e de nível (16) acoplados a um reservatório (14), que tem a função de injetar fluidos de base não aquosas de modo a preencher totalmente o espaço anular (8) de um duto flexível (1). O sensor de pressão (15) serve para controlar a pressão do fluido no interior do espaço anular (8) de modo a não oferecer riscos de danos à estrutura de um duto flexível (1). A pressão no espaço anular (8) impede o ingresso de água do mar quando houver dano na sua capa externa (7). Os sensores de nível (16) instalados no reservatório (14) visam detectar dano na capa externa (7) ou na barreira de pressão (3) de um duto flexível (1) através de monitoramento constante realizado pelo operador no local, utilizando-se um alarme quando houver modificação do nível do reservatório.The present invention aims to maintain the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) by using pressure (15) and level (16) sensors coupled to a reservoir (14), which has the function of injecting fluids. non-aqueous base plates to completely fill the annular space (8) of a flexible duct (1). The pressure sensor (15) serves to control the pressure of the fluid within the annular space (8) so as not to pose a risk of damage to the structure of a flexible duct (1). Pressure in the annular space (8) prevents seawater from entering when damage to its outer shell (7). Level sensors (16) installed in the reservoir (14) aim to detect damage to the outer shell (7) or pressure barrier (3) of a flexible duct (1) through constant on-site monitoring by the operator using an alarm when reservoir level changes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Com o intuito de tornar mais clara a presente invenção são relacionadas as Figuras 1 (A e B) e 2 durante a parte de fundamentos da invenção e a Figura 3 na parte de descrição detalhada da invenção, sendo as mesmas identificadas como:In order to clarify the present invention Figures 1 (A and B) and 2 are related during the fundamental part of the invention and Figure 3 in the detailed description part of the invention, the same being identified as:

- Figura 1A e 1B - Representação de um duto flexível.- Figure 1A and 1B - Representation of a flexible duct.

- Figura 2 - Representação de duto flexível a partir de um conector de topo que faz a conexão entre a terminação do duto e a plataforma.- Figure 2 - Flexible duct representation from a top connector that connects the duct termination to the platform.

- Figura 3 - Representação esquemática do sistema de proteção e gerenciamento de anulares de um duto flexível.- Figure 3 - Schematic representation of the flexible duct protection and ring management system.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

O sistema de monitoramento constante capaz de verificar a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1) consiste basicamente em injetar fluidos não aquosos de modo a preencher todo o espaço anular (8) do duto flexível (1). Estes fluidos ficam armazenados dentro de um reservatório (14) que deve permanecer numa posição acima do conector de topo (10) e em local de fácil acesso, de modo a facilitar a visualização do nível e volume destes fluidos não aquosos. Este reservatório (14) ainda deverá conter um sensor de pressão (15) e de nível (16) que deve emitir um sinal ao operador sobre qualquer mudança fora da faixa de pressão e nível do fluido, previamente estabelecidas.The constant monitoring system capable of checking the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) basically consists of injecting non-aqueous fluids to fill the entire annular space (8) of the flexible duct (1). These fluids are stored within a reservoir (14) which should remain in a position above the top connector (10) and in an easily accessible location for easy viewing of the level and volume of these non-aqueous fluids. This reservoir (14) shall further contain a pressure (15) and level (16) sensor that shall signal the operator of any changes outside the previously established pressure range and fluid level.

Os fluidos que deverão ser injetados para dentro do espaço anular (8) devem compreender pelo menos um inibidor de corrosão e um fluido fluorescente, sendo que a pressão desses fluidos deve ser controlada constantemente pelos sensores de pressão (15), pois qualquer sobrepressão poderá causar danos na capa externa (7). Os fluidos aplicados deverão, quando misturados, apresentar densidade menor que da água de produção.Fluids to be injected into the annular space (8) must comprise at least one corrosion inhibitor and one fluorescent fluid, and the pressure of these fluids must be constantly controlled by the pressure sensors (15), as any overpressure may cause damage to the outer cover (7). The applied fluids should, when mixed, have lower density than the production water.

A pressão interna exercida por esses fluidos no espaço anular (8) deverá ser superior a pressão externa exercida pela água do mar de modo que em caso de rompimento da capa externa (7), o fluido fluorescente migre para o mar, facilitando o processo de identificação do local do dano via inspeção por veículo de operação remota, do inglês "ROV". Assim, que houver um dano na capa externa (7) este sistema é capaz de detectá-lo, pois haverá variação do sensor de nível (16) do reservatório (14) que ativará um alarme junto ao operador.The internal pressure exerted by these fluids in the annular space (8) should be greater than the external pressure exerted by seawater so that in case of rupture of the outer shell (7), the fluorescent fluid migrates to the sea, facilitating the process of Identification of damage location via remote vehicle inspection, ROV. Thus, if there is damage to the outer shell (7) this system is able to detect it, as there will be variation of the level sensor (16) of the reservoir (14) that will trigger an alarm with the operator.

De maneira a tornar a invenção de forma mais clara, a seguir são descritos a utilização de cada componente do sistema:In order to make the invention more clear, the following describes the use of each system component:

Fluidos:Fluids:

Os fluidos devem ser inertes, de base não aquosa para minimizar o processo corrosivo, incluindo um inibidor de corrosão e um fluido fluorescente. O inibidor de corrosão visa proteger os componentes metálicos existentes nos dutos flexíveis (1) e o fluido fluorescente permite o processo de identificação do local do dano, já que o mesmo migra para o mar.Fluids should be inert, non-aqueous based to minimize the corrosive process, including a corrosion inhibitor and a fluorescent fluid. The corrosion inhibitor aims to protect the metal components in the flexible ducts (1) and the fluorescent fluid allows the process of identifying the site of damage as it migrates to the sea.

Sensores de pressão (15):Pressure Sensors (15):

Visam detectar eventuais alterações na faixa de pressão no espaço anular (8) de um duto flexível (1) e transmitir um sinal padrão para um instrumento receptor remoto que fica localizado na sala de controle. Há alarmes associados a estes sensores de pressão (15) que sinalizarão ao operador uma eventual queda abaixo do limite inferior da faixa de pressão; cuja causa poderá vir a ser o rompimento da capa externa (7), ou aumento acima do limite superior da faixa de pressão que poderá indicar, por exemplo, dano na barreira de pressão (3) (através do problema técnico 3), ou mau funcionamento da válvula de alívio (17) localizada no conector de fundo (18) (através do problema técnico 1). O alarme de sobrepressão no espaço anular (8) tem por objetivo permitir uma ação local a tempo de evitar a ruptura da capa externa (7).They aim to detect any changes in the pressure range in the annular space (8) of a flexible duct (1) and to transmit a standard signal to a remote receiver instrument located in the control room. There are alarms associated with these pressure sensors (15) which will signal to the operator any fall below the lower limit of the pressure range; the cause of which may be the rupture of the outer shell (7), or increase above the upper limit of the pressure range which may indicate, for example, damage to the pressure barrier (3) (through technical problem 3), or poor relief valve (17) located at the bottom connector (18) (through technical problem 1). The annular space overpressure alarm (8) is intended to allow local action in time to prevent rupture of the outer shell (7).

Reservatórios (14):Reservoirs (14):

São responsáveis pelo armazenamento de todo fluido a ser utilizado para preenchimento e pressurização do espaço anular (8) e deve ser confeccionado em material transparente para facilitar a visualização do nível dos fluidos. Em caso de danos capa externa (7) haverá o impedimento do ingresso da água do mar no espaço anular (8), devido à reposição contínua do fluido, permitindo identificar o momento de rompimento da capa externa (7) através da migração do fluido fluorescente para a água do mar. Será usado um reservatório (14) com volume conhecido, cujo sensor de nível (16) irá informar a quantidade de fluido que será liberado para o mar (através do problema técnico 2). Os fluidos mantidos neste reservatório (14) serão mantidos numa determinada faixa de pressão de tal forma que, conjugada à coluna hidrostática do espaço anular (8), não promova a abertura da válvula de alívio (17) e nem dano na capa externa (7), mas que seja suficiente para evitar a entrada de água do mar no espaço anular (8) em caso de dano na capa externa (7).They are responsible for storing all fluid to be used for filling and pressurizing the annular space (8) and should be made of transparent material to facilitate the visualization of fluid level. In case of damage to the outer shell (7), seawater will be prevented from entering the annular space (8) due to continuous fluid replacement, allowing the identification of the moment of rupture of the outer shell (7) through the migration of the fluorescent fluid. to sea water. A reservoir (14) of known volume will be used whose level sensor (16) will report the amount of fluid to be released into the sea (through technical problem 2). The fluids held in this reservoir (14) will be kept within a certain pressure range such that, in conjunction with the annular space hydrostatic column (8), it will not promote the opening of the relief valve (17) or damage to the outer shell (7). ), but sufficient to prevent seawater from entering the annular space (8) in case of damage to the outer shell (7).

Sensores de nível (16):Level Sensors (16):

Associados a um alarme, tem por objetivo emitir um sinal ao operador alertando-o sobre a redução da altura de fluido no reservatório a um nível abaixo do mínimo estabelecido, o que pode ser indicativo de dano na capa externa (7), devendo, assim, ser investigado. O sistema de proteção visa manter a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1) em duas formas aqui determinadas como concepção 1 e 2, respectivamente.Associated with an alarm, its purpose is to send a signal to the operator alerting him of the reduction of the fluid height in the reservoir to a level below the minimum established, which may be indicative of damage to the external cover (7), and should therefore , be investigated. The protection system is intended to maintain the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) in two forms herein designated as design 1 and 2, respectively.

Concepção 1: Visa manter a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1), utilizando-se os sensores de pressão (15). O sistema visa manter o espaço anular (8) pressurizado com os fluidos durante todo o tempo. A pressão deverá ser calculada de modo a não oferecer riscos de danos à estrutura de um duto flexível (1), além de impedir o ingresso de água do mar no espaço anular (8) quando houver danos na sua capa externa (7). Este sistema pode ser usado em único duto flexível (1) ou ligado a vários dutos flexíveis. Neste caso, na saída do reservatório (14) ter-se há a distribuição dos fluidos (11) para os espaços anulares (8) que será efetuada através de "tubings" (tubos de pequenos diâmetros) independentes conectados aos conectores de topo (10) dos dutos flexíveis (1). A cada linha de pressurização estará conectado um sensor de pressão (15) acoplado a um alarme. Os sensores de pressão (15) estarão ligados a um sistema supervisório na sala de controle central e deverão acionar o alarme em caso de detecção de eventuais danos na capa externa (7).Design 1: Aims to maintain the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) using pressure sensors (15). The system aims to keep the annular space (8) pressurized with the fluids at all times. The pressure shall be calculated in such a way that it does not pose a risk of damage to the structure of a flexible duct (1) and prevents seawater from entering the annular space (8) when damage to its outer shell (7). This system can be used in single flexible duct (1) or connected to multiple flexible ducts. In this case, at the outlet of the reservoir (14) there will be the distribution of fluids (11) to the annular spaces (8) which will be effected through independent tubings connected to the top connectors (10). ) of flexible ducts (1). Each pressure line will be connected with a pressure sensor (15) coupled to an alarm. The pressure sensors (15) will be connected to a supervisory system in the central control room and should trigger the alarm if any damage to the outer cover (7) is detected.

Concepção 2: Visa manter a integridade do espaço anular (8) de um duto flexível (1), utilizando-se sensores de nível (16). O sensor de nível (16) é instalado no reservatório (14) que está acima do topo de um conector (10) de cada duto flexível (1). Sendo assim, o fluido não aquoso a ser utilizado deverá preencher todo o espaço anular (8) do duto flexível (1) e parte deste reservatório (14), de modo que o monitoramento do sensor de nível (16) seja realizado pelo operador no local, através de um alarme caso ocorra à modificação do nível do reservatório (14) abaixo ou acima do estabelecido.Design 2: Aims to maintain the integrity of the annular space (8) of a flexible duct (1) by using level sensors (16). The level sensor (16) is installed in the reservoir (14) which is above the top of a connector (10) of each flexible duct (1). Therefore, the non-aqueous fluid to be used should fill the entire annular space (8) of the flexible duct (1) and part of this reservoir (14), so that the level sensor monitoring (16) is performed by the operator on the alarm, if the reservoir level (14) changes below or above the established level.

A inspeção de danos na capa externa (7) de um duto flexível (1) poderá ocorrer por mergulho raso no caso de profundidade até 30 metros de lâmina d'água ou por veículo de inspeção remota, do inglês "ROV" para profundidades maiores.Inspection of damage to the outer shell (7) of a flexible duct (1) may occur by shallow diving at depths up to 30 meters deep or by remote inspection vehicle "ROV" for greater depths.

No caso de inspeção por "ROV", esta consistirá na identificação visual da origem do vazamento, através do contraste entre o fluido fluorescente e a água do mar. O fluido no espaço anular (8) será mantido a uma pressão máxima de 2 bar no topo do conector (10) para não danificar capa externa (7) do duto flexível (1).In the case of inspection by "ROV", this will consist in the visual identification of the source of the leak through the contrast between the fluorescent fluid and seawater. The fluid in the annular space (8) will be maintained at a maximum pressure of 2 bar at the top of the connector (10) so as not to damage the outer cover (7) of the flexible duct (1).

Claims (8)

1. SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ESPAÇOS ANULARES, caracterizado por compreender um reservatório (14) contendo fluidos a serem injetados no espaço anular (8) de um duto flexível (1), sendo que este reservatório (14) deverá possuir um sensor de pressão (15) e de nível (16).1. ANNULAR SPACE INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM, characterized in that it comprises a reservoir (14) containing fluids to be injected into the annular space (8) of a flexible duct (1), and that reservoir (14) shall have a pressure sensor (15) and level sensor (16). 2. SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reservatório (14) estar posicionado acima do conector de topo (10) e confeccionado por um material transparente.RING INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM according to claim 1, characterized in that said reservoir (14) is positioned above the top connector (10) and is made of a transparent material. 3. SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por o referido sensor de pressão (15) apresentar alarmes que sinalizam quando há mudança abaixo do limite inferior ou acima do limite superior da faixa de pressão previamente estabelecida.RUBBER INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM according to claims 1 and 2, characterized in that said pressure sensor (15) has alarms that indicate when there is a change below the lower limit or above the upper range limit. pressure previously established. 4. SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por o referido sensor de nível (16) apresentar alarmes que sinalizam quando há mudança abaixo do limite inferior ou acima do limite superior da faixa previamente estabelecida do nível do reservatório (14).RING INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM according to claims 1 and 2, characterized in that said level sensor (16) has alarms that indicate when there is a change below the lower limit or above the upper limit of the range previously reservoir level (14). 5. SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos fluidos serem inertes, de base não aquosa, apresentarem densidade menor do que da água de produção e compreenderem pelo menos um inibidor de corrosão e um fluido fluorescente.RUBBER INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM according to claim 1, characterized in that said fluids are inert, non-aqueous based, have lower density than the production water and comprise at least one corrosion inhibitor and a fluorescent fluid. 6.6 SISTEMA DE PROTEÇÃO E GERENCIAMENTO DE INTEGRIDADE DOS ANULARES, de acordo com as reivindicações 1, e 5, caracterizado por os referidos fluidos exercerem uma pressão interna RUBBER INTEGRITY PROTECTION AND MANAGEMENT SYSTEM according to claims 1 and 5, characterized in that said fluids exert an internal pressure no espaço anular (8) superior a pressão externa exercida pela água do mar na capa externa (7).in the annular space (8) greater than the external pressure exerted by seawater on the outer shell (7).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021108878A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras System and method for reducing pressure and drainage in the annulus of flexible lines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021108878A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras System and method for reducing pressure and drainage in the annulus of flexible lines

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