BRPI1009001B1

BRPI1009001B1 - método para conectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão a uma parte inferior da coluna de ascenção e método para desconectar as mesmas

Info

Publication number: BRPI1009001B1
Application number: BRPI1009001A
Authority: BR
Inventors: Lawrence Varley Mark; Johnson Emmanuel Cox Wilfred
Original assignee: Subsea 7 Ltd
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2019-12-24
Also published as: GB0904494D0; WO2010105953A3; WO2010105953A2; EP2408994B1; GB2468653B; GB2468653A; US20120145407A1; US8813851B2; AU2010224998B2; BRPI1009001A2; EP2408994A2; AU2010224998A1

Abstract

método para conectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão a uma parte inferior da coluna de ascenção e método para desconectar as mesmas é descrito um método para conectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão (15) com uma parte inferior da coluna de ascensão (3) via uma montagem superior da coluna de ascensão (2) suportando uma terminação inferior da coluna de ascensão (4), compreendendo: segurar uma ligação de cabo (18) junto a um conector da coluna de ascensão (16) na extremidade inferior da parte superior flexível da coluna de ascensão (15); operar um dispositivo de guincho (9a, 9b) na montagem superior da coluna de ascensão (2) para içar a ligação de cabo (18) e puxar o conector da coluna de ascensão (16) para uma posição de atracação na montagem superior da coluna de ascensão (2); e acoplar o conector da coluna de ascensão (16) com a terminação inferior da coluna de ascensão (4). um método correspondente para desconectar a parte flexível da coluna de ascensão (15) também é descrito, bem como um método para montar o mecanismo de guinchar em um embarcadouro submerso (5).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTODO PARA CONECTAR UMA PARTE SUPERIOR FLEXÍVEL

DA COLUNA DE ASCENSÃO A UMA PARTE INFERIOR DA

COLUNA DE ASCENÇÃO E MÉTODO PARA DESCONECTAR AS

MESMAS”.

[0001] A presente invenção se relaciona com métodos para conectar uma parte de coluna de ascensão superior flexível junto a uma parte de coluna de ascensão inferior de uma coluna de ascensão híbrida via uma montagem de coluna de ascensão superior.

[0002] Os fundamentos da perfuração de coluna de ascensão são descritos e ilustrados em “D/V Chikyu, Riser Operations and Future of Scientific Ocen Drilling” publicado em Oceanography, Vol. 19, No 4, Dezembro de 2006. Aqui, é descrito que a perfuração da coluna de ascensão envolve várias etapas que são realizadas de vários modos dependendo dos pacotes tecnológicos específicos, das profundidades marítimas e das condições do leito. Primeiro, um furo piloto de diâmetro amplo é perfurado e revestido, então, uma cabeça de poço especializada é proporcionada para prender um sensor de pressão e finalmente, uma montagem de válvula de interrupção, chamada de preventor de erupção (BOP) é instalada. O próprio BOP pode ser abaixado até a cabeça do poço e conectado utilizando um veículo remotamente operado (ROV). O abaixamento do BOP é realizado por sucessivamente conectar seções do tubo da coluna de ascensão com a parte de cima do BOP e abaixando os mesmos até o leito do mar. O próprio tubo da coluna de ascensão compreende um tubo de alta resistência com diâmetro largo com condutos externos para cabos e conectores para permitir o controle o monitoramento do BOP. Uma vez que o BOP esteja instalado na cabeça de poço e ligado com o a embarcação de perfuração via os tubos da coluna de ascensão, a perfuração e testemunhagem, bem como qualquer registro de fundo de poço, operações

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2/23 de medição ou operações de amostragem podem começar.

[0003] Mais recentemente, o sistema de coluna de ascensão híbrida livre (FSHR) foi desenvolvido como uma solução atrativa para operações em águas profundas devido a sua resposta dinâmica muito mais reduzida como resultado da separação do movimento significativo entre a embarcação e a coluna de ascensão devido às mesmas cargas de interface com a embarcação que ela apresenta quando comparada com as colunas de ascensão catenárias de aço (SCRs) ou com as soluções de tubo flexível.

[0004] Uma montagem de coluna de ascensão de águas profundas deste tipo é descrita na Patente No US-A-5.676.209. A montagem inclui uma pilha inferior de preventor de estouro (BOP) posicionada adjacente e fixada junto ao leito do oceano e uma pilha superior de BOP conectada com a coluna de ascensão ao nível do mar, mas apenas longe o suficiente abaixo da superfície da água para não ser afetada pelas correntes superficiais. A pilha superior de BOP possui gavetas de cisalhamento acima das gavetas de tubo para separar a seção do tubo de perfuração acima das gavetas de cisalhamento e permitir que a seção superior do tubo de perfuração entre as gavetas de cisalhamento e o navio-sonda seja recuperada seguida pela seção da coluna de ascensão acima da pilha superior de BOP. Isto libera o naviosonda para se mover como desejado de modo a melhor se expor a uma tempestade de superfície. Um módulo de flutuação é conectado com a coluna de ascensão abaixo da pilha superior de BOP e exerce uma força para cima que segura a coluna de ascensão abaixo da pilha superior de BOP livre e em tensão. São proporcionados dispositivos para reconectar a seção superior da coluna de ascensão com a pilha superior de BOP após a tempestade ter passado.

[0005] Outro projeto de coluna de ascensão relacionado é descrito na Publicação US No 2008/0302535 A1. Neste documento, um siste

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3/23 ma com múltiplos componentes para intervenção submarina é descrito. O sistema compreende um componente inferior da coluna de ascensão que é mantido vertical por um elemento de flutuação e por um sistema superior da coluna de ascensão. O sistema superior da coluna de ascensão compreende um conduto contínuo ordenado e um sistema superior de coluna de ascensão com flexibilidade suficiente para absorver o movimento da embarcação de implantação sem afetar de forma adversa a função do sistema de intervenção.

[0006] Em um sistema FSHR conhecido, um único tubo de aço vertical conectado com uma estaca de fundação no leito do mar. O sistema é esticado utilizando um tanque de flutuação cheio com nitrogênio que é mecanicamente conectado com a coluna de ascensão. Em uma variação, o tubo da coluna de ascensão passar através do furo do tanque de flutuação que está localizado abaixo do nível médio da água fora de uma zona de ondas e de correntes fortes. Na parte de cima do tanque de flutuação, uma montagem de conector curvo é proporcionada, junto a qual uma junção flexível na coluna de ascensão é conectada para ligar a coluna de ascensão com a embarcação, assim essencialmente separando a coluna de ascensão livre dos movimentos da embarcação.

[0007] Nos sistemas onde um tubo central passa através do centro do tanque de flutuação, isto atua como o elemento estrutural principal no tanque de flutuação. Tubulações internas volumosas são utilizadas para dividir o tanque em subcompartimentos. O tubo da coluna de ascensão é conectado com um ressalto de carga na parte de cima do tanque de flutuação e assim, o impulso para cima gerado pelo tanque de flutuação é transmitido diretamente para o tubo para proporcionar tensão na coluna da ascensão.

[0008] A montagem de conector curvo proporciona fluido retirado a partir da coluna de ascensão livre para a conexão flexível. Ela com

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4/23 preende uma curvatura de indução e é estruturalmente firmada junto ao carretel de suporte do conector curvo na base da montagem para reagir às cargas geradas pela conexão flexível. O posicionamento do conector curvo na parte de cima do tanque de flutuação permite a instalação independente da coluna de ascensão vertical e da conexão flexível. Isto minimiza o risco de dano para a conexão flexível durante a instalação à medida que o procedimento é similar a este de uma coluna de ascensão flexível de águas rasas com a primeira extremidade na parte de cima do tanque de flutuação.

[0009] Entretanto, a posição do conector curvo em relação ao tanque de flutuação pode ser variada. Em um projeto alternativo, o conector curvo é posicionado abaixo do tanque de flutuação e a coluna de ascensão vertical é esticada pelo tanque via uma ligação flexível. Esta disposição simplifica a interface entre o tanque de flutuação e a coluna de ascensão vertical e permite a pré-montagem da conexão flexível junto ao conector curvo antes de implantação da coluna de ascensão vertical. Entretanto, em sistemas conhecidos, no caso de uma substituição ou do reparo da conexão flexível, um sistema de separação elaborado tem que ser empregados abaixo do tanque de flutuação.

[00010] Também é feita referência à US 3.717.002, que revela, com referência à Figura 15 da mesma, um método e aparelho para abaixar a partir de uma plataforma uma coluna de ascensão superior vertical construída em engate associado e de interconexão com uma extremidade de conexão submersa na extremidade superior de um duto submerso. Um guindaste utilizado para abaixar o duto construído que passa para baixo através da coluna de ascensão construída e é conectado por meio de um gancho na extremidade do cabo, até uma montagem de orientação de acoplamento posicionada na extremidade da conexão submersa do duto submerso. A coluna de ascensão vertical parece ser constituída de seções individuais rígidas interconectaPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 7/35

5/23 das da coluna de ascensão.

[00011] Um objetivo da invenção é proporcionar um método aperfeiçoado de conexão de um componente superior flexível da coluna de ascensão sobre o componente inferior da coluna de ascensão de uma coluna de ascensão híbrida.

[00012] Outro objetivo da invenção proporciona um método simples e prático para conectar um componente flexível da coluna de ascensão com uma terminação inferior da coluna de ascensão sem a necessidade de intervenção de mergulhadores.

[00013] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um método para conectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão com uma parte inferior da coluna de ascensão via uma montagem superior da coluna de ascensão suportando uma terminação inferior da coluna de ascensão na parte inferior da coluna de ascensão, a parte inferior da coluna de ascensão subindo a partir do leito marinho e a parte superior da coluna de ascensão sendo conectada, em profundidade média, para continuar a parte a parte inferior da coluna de ascensão até uma instalação da superfície, o método compreendendo: abaixar a parte superior flexível da coluna de ascensão e um conector da coluna de ascensão na extremidade inferior da parte superior flexível da coluna de ascensão até uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão; segurar uma ligação de cabo junto a um conector da coluna de ascensão; operar um dispositivo de guincho na montagem superior da coluna de ascensão para içar a ligação do cabo e puxar o conector da coluna de ascensão para dentro de uma posição de atracação na montagem superior da coluna de ascensão; e acoplar o conector da coluna de ascensão com a terminação inferior da coluna de ascensão.

[00014] A ligação do cabo de preferência compreende dois ou mais cabos de guincho, os quais podem ser aço ou sintéticos.

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6/23 [00015] Em uma operação preliminar, uma plataforma de guincho transportando o dispositivo de guincho de preferência é abaixada até a montagem superior da coluna de ascensão e atracada com a montagem superior da coluna de ascensão por meio de um veículo remotamente operado (ROV).

[00016] Um veículo remotamente operado adicional proporciona energia para o dispositivo de guincho.

[00017] A parte superior flexível da coluna de ascensão e seu conector da coluna de ascensão de preferência são abaixados até uma posição adjacente ao conector superior da coluna de ascensão, a ligação do cabo é então conectada com o conector da coluna de ascensão pela utilização de um ROV, e a ligação do cabo é puxada para empurrar o conector da coluna de ascensão para dentro da dita posição de atracação. Qualquer dispositivo de suporte de cabo adequado pode ser utilizado para segurar a ligação do cabo com o conector da coluna de ascensão. Na concretização específica descrita abaixo, os cabos da ligação do cabo são proporcionados com conectores tipo bola machos, os quais se associam com os conectores fêmeas correspondentes no conector da coluna de ascensão.

[00018] De preferência, um veículo remotamente operado é empregado para segurar a ligação do cabo junto ao conector da coluna de ascensão, para acoplar o conector da coluna de ascensão com a terminação inferior da coluna de ascensão e para desconectar a ligação do cabo do conector da coluna de ascensão.

[00019] De preferência, todas as operações de conexão e de desconexão são executadas com um veículo remotamente operado.

[00020] Apropriadamente, a dita ligação do cabo é roscada através do dispositivo de dutos ao longo da terminação inferior da coluna de ascensão por meio de um veículo remotamente operado.

[00021] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é proPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 9/35

7/23 porcionado um método para separar uma parte superior flexível da coluna de ascensão de uma parte inferior da coluna de ascensão via uma montagem superior da coluna de ascensão suportando uma terminação inferior da coluna de ascensão na parte inferior da coluna de ascensão, a parte inferior da coluna de ascensão se elevando a partir do leito marinho e a parte superior da coluna de ascensão sendo conectada, em água com profundidade média, para continuar a parte inferior da coluna de ascensão até uma instalação de superfície, o método compreendendo: prender uma ligação de cabo junto a um conector da coluna de ascensão na extremidade inferior da parte superior flexível da coluna de ascensão; separar o conector da coluna de ascensão da terminação inferior da coluna de ascensão; operar um dispositivo de guincho na montagem superior da coluna de ascensão para desenrolar a ligação por cabo e remover o conector da coluna de ascensão a partir de sua posição de atracação na montagem superior da coluna de ascensão; e recuperar a parte superior flexível da coluna de ascensão e seu conector da coluna de ascensão a partir de uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão.

[00022] De preferência, o método de separação adicionalmente compreende separar a ligação por cabo do conector da coluna de ascensão após ela ter sido removida da posição de atracação.

[00023] Apropriadamente, a dita ligação por cabo compreende dois ou mais cabos de guincho, os quais podem ser de aço ou sintéticos.

[00024] Em uma variação preferida, uma plataforma de guincho transportando o dito dispositivo de guinchar é abaixada até a montagem superior da coluna de ascensão e atracada com a montagem superior da coluna de ascensão por meio de um veículo remotamente operado.

[00025] De preferência, um veículo remotamente operado adicional proporciona energia para o dispositivo de guinchar.

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8/23 [00026] Apropriadamente, o conector da coluna de ascensão é içado por um dispositivo de levantamento e a carga é transferida da ligação por cabo para o dispositivo de levantamento após o conector da coluna de ascensão ser removido da dita posição de atracação.

[00027] De preferência, um veículo remotamente operado é empregado para fixar a ligação por cabo junto ao conector da coluna de ascensão, para separar o conector da coluna de ascensão da terminação inferior da coluna de ascensão e para separar a ligação por cabo do conector da coluna de ascensão.

[00028] Também é revelado neste documento um método para montar um mecanismo de guinchar em um embarcadouro submerso, compreendendo: abaixar uma plataforma de guincho transportando o dito mecanismo de guinchar até próxima do dito embarcadouro submerso; e utilizar um veículo remotamente operado para guiar a plataforma de guincho até a posição no dito embarcadouro.

[00029] De preferência, do dito veículo remotamente operador é empregado para fixar a plataforma de guincho sobre o dito embarcadouro.

[00030] O dito veículo remotamente operado de preferência é empregado para levar cuidadosamente um cabo a partir do dito mecanismo de guinchar até uma posição operacional.

[00031] De preferência, o dito veículo operador remotamente é acoplado com a dita plataforma de guincho para proporcionar energia de operação para a dita plataforma de guincho para operar o dito mecanismo de guinchar.

[00032] Para um melhor entendimento da invenção, e para apresentar como a mesma pode ser colocada em prática, será feita agora referência, a título de exemplo, aos desenhos acompanhantes, nos quais:

[00033] Cada uma das FIGS. 1 até 9 apresentam uma vista em elePetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 11/35

9/23 vação da parte superior de uma coluna de ascensão híbrida, incluindo o tanque de flutuação, e as FIGS. 1 até 9 apresentam etapas sequenciais na conexão de uma parte flexível da coluna de ascensão com a montagem superior da coluna de ascensão;

[00034] A FIG. 10 apresenta a instalação da plataforma de guincho sobre a montagem superior da coluna de ascensão, em uma vista em perspectiva; e [00035] A FIG. 11 apresenta a região de pórtico da montagem superior da coluna de ascensão, à medida que a parte superior da coluna de ascensão é guinchada até a posição, em uma vista em perspectiva.

[00036] Para componentes correspondentes são designados os mesmos sinais de referência por todos os desenhos.

[00037] Uma coluna de ascensão híbrida compreende uma seção inferior de aço da coluna de ascensão 3 que se eleva a partir do leito marinho até um tanque de subsuperfície 1, abaixo do qual um componente flexível da coluna de ascensão será conectado para continuar a coluna de ascensão até a instalação de superfície.

[00038] A instalação do componente flexível da coluna de ascensão sobre um conector curvo 4 da montagem superior da coluna de ascensão (URA) 2 de uma coluna de ascensão híbrida de linha única (SLHR) em profundidade média, em um ângulo tipicamente de ao redor de 200 a partir da vertical, é uma operação que requer o desenvolvimento de um método de instalação que seja tanto seguro como confiável. O método de instalação também deve ser suficientemente controlado e preciso para evitar danificar a coluna de ascensão flexível relativamente delicada. Utilizando o sistema descrito neste documento, esta operação pode ser realizada em profundidades abaixo das quais os mergulhadores podem operar de forma segura e conveniente.

[00039] Em resumo, é proposto utilizar um sistema de guincho

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10/23 submarino para ajudar na operação de instalação remota da coluna de ascensão flexível na área de trabalho.

[00040] Referindo-se à FIG. 1, um tanque de flutuação 1 suspende uma montagem superior da coluna de ascensão 2 via um acoplamento flexível 25. Por sua vez, a montagem superior da coluna de ascensão 2 suporta um conduto da coluna de ascensão 3. O conduto da coluna de ascensão 3 passa em direção acima através da montagem superior da coluna de ascensão 2 e para dentro de uma terminação de conector curvo 4. Uma estrutura de patamar 5 se estende lateralmente a partir de um lado da montagem superior da coluna de ascensão 2, e serve para proteger a terminação do conector curvo 4.

[00041] A FIG. 1 também apresenta uma plataforma de guincho 6 sendo abaixada a partir de uma embarcação de suporte por meio de um cabo de guindaste 7. O cabo 7 é conectado com um balancim 8, a plataforma de guincho 6 sendo suspensa pelos cabos 81 a partir de cada uma das extremidades da mesma. Alternativamente, qualquer outro mecanismo de conexão poderia ser empregado. Por exemplo, uma eslinga com quatro pernas poderia ser empregada, sem um balancim. A plataforma de guincho 6 transporta o primeiro e o segundo guinchos 9a e 9b e a primeira e a segunda polias correspondentes 10a e 10b. Os guinchos 9a, 9b são equipados com cabeamento de aço ou sintético 18. Mais detalhes sobre a plataforma de guincho é visível na FIG. 10.

[00042] A FIG. 1 adicionalmente apresenta o primeiro e o segundo veículos remotamente operados (ROVs) 11 e 12, os quais, apesar de essencialmente intercambiáveis, serão manipulados de forma diferente para os propósitos do procedimento de instalação. Cada um será proporcionado com câmeras de observação.

[00043] O sistema de guincho inclui um painel de controle de ROV projetado para aceitar acoplamento hidráulico a partir de um ROV 12

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11/23 através de uma disposição de conectores hidráulicos com duas aberturas (“dual port hot stab”), ou três aberturas se um dreno da caixa for requerido.

[00044] A plataforma de guincho 6 inclui um mecanismo de liberação de freio que é projetado para operar quando da aplicação de pressão e fluxo de acionamento hidráulico (isto é, o freio será “prova de falhas”). Isto proporciona um método à prova de falhas para travamento do tambor do guincho no caso de falha de transmissão.

[00045] O mecanismo de liberação do freio, junto com os drenos da caixa do motor interno, é incorporado na montagem de guincho. Portanto, o guincho será operável com uma conexão de linha de abastecimento e de retorno a partir do ROV 12. A direção de rotação do guincho será controlada via uma válvula no painel do RO, a qual é manipulada por um braço operador 26 do ROV 12.

[00046] É um requerimento que o guincho não funcione livremente sob qualquer circunstância sob a operação de guinchar. O freio proporcionado no respectivo tambor do guincho é calculado para aguentar pelo menos 22,5 toneladas métricas de acordo com o requerimento de carga máxima.

[00047] O ROV 12 inclui um manipulador 26, e possui as capacidades de:

fornecer fluido hidráulico; e controlar válvulas de isolamento e as válvulas de controle de direção através do uso do manipulador 26.

[00048] A plataforma de guincho 6 adicionalmente inclui um dispositivo de leitura de carga que permite a leitura de tensão em ambos os guinchos 9a. 9b. Cada guincho possui sua própria leitura claramente marcada fornecendo a carga em toneladas métricas, por exemplo, e visível para as câmeras do ROV. A leitura será precisa até dentro de 5% da carga total aplicada.

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12/23 [00049] Células de carga eletricamente ativadas são proporcionadas em cada polia 10a, 10b, de preferência ativadas por bateria com uma fonte elétrica de reserva a partir do ROV 12.

[00050] A amplitude de carga do sistema / de exibição é, por exemplo, entre 1,0 toneladas métricas e 20,0 toneladas métricas máxima em cada montagem de motor / tambor do guincho.

[00051] É preferível que somente um ROV por vez opere os guinchos 9a, 9b e todas as funções possuam rotulações claras não ambíguas. O sistema de guincho possui a habilidade de operar nos seguintes modos:

[00052] Modo de Acionamento:

[00053] Isto pode ser selecionado e ter a seleção retirada no painel do ROV montado no guincho via uma válvula operada pelo manipulador de ROV. A condição desta válvula pode ser estabelecida para o modo sincronizado ou para o modo independente. Quando o modo sincronização é selecionado, ambos os guinchos 9a, 9b serão sincronizados e acionados em qualquer direção dependente do fluxo de entradas de pressão a partir de outras válvulas no painel do ROV. O modo sincronizado é obtido utilizando um divisor de fluxo hidráulico. Quando o modo independente é selecionado, um dos tambores de guincho pode ser operado em qualquer direção. O guincho selecionado será determinado por outra válvula.

[00054] Modo de Freio:

[00055] Este pode ser selecionado e ter a seleção retirada no painel do ROV montado no guincho via uma válvula operada pelo manipulador de ROV. A condição desta válvula pode ser estabelecida para LIGADA e AUTOMÁTICA. Quando selecionada como ATIVADA, esta válvula impede a rotação dos guinchos, em qualquer modo que o guincho esteja na hora da seleção.

[00056] Seletor de Guincho:

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13/23 [00057] Este pode ser selecionado e ter a seleção retirada no painel do ROV montado no guincho via uma válvula operada pelo manipulador de ROV. A condição desta válvula pode ser estabelecida para guincho 1, guincho 2, ambos ou desativada. O propósito desta válvula é selecionar o guincho sendo operado. O guincho ou guinchos selecionados são operáveis em qualquer direção.

[00058] Seleção de Direção:

[00059] Isto pode ser selecionado e ter a seleção retirada no painel do ROV montado no guincho via uma válvula operada pelo manipulador de ROV. A condição desta válvula pode ser estabelecida para Dentro ou Fora. O estabelecimento desta válvula determina a direção de rotação dos guinchos, qualquer que seja o modo em que os guinchos estejam na hora da seleção.

[00060] Modo de Contingência:

[00061] No caso de perda de hidráulica dentro do sistema de guincho, a habilidade de completar a operação de puxar o conector é alcançada, por exemplo, por êmbolos de chapeleta de válvula de torque classe 4 (ou ferramenta de torque), com caixa de engrenagens e embreagem adequadas, localizadas na face externa de cada guincho. A leitura de carga é duplicada, visível pelo ROV em cada localização de êmbolo de chapeleta de válvula de torque.

[00062] Controle de Velocidade:

[00063] A velocidade do guincho é controlada acima da linha da água pela alteração da pressão hidráulica e do fluxo distribuído a partir do ROV, com controle proporcional.

[00064] A URA 2 é adaptada para acomodar o sistema de “pull-in” (acoplamento da coluna de ascensão) do guincho submarino 6. Em particular, o espaço entre o pórtico do conector 23 e o lado de baixo da peça de aço para receber o tanque de flutuação principal 1 permite que calhas de orientação de “linha de visão” 24 sejam instaladas para

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14/23 os cabos de puxar guincho submarino 18 e proporciona espaço aumentado para separação dos apoios do cabo do guincho. O embarcadouro 5 para o guincho submarino também serve como uma estrutura de proteção do conector curvo. Uma interface de mancal de carga entre a URA 2 e a estrutura do guincho submarino 5 possui a capacidade de transmitir pelo menos uma carga de puxar de 15 toneladas métricas. As operações de conexão e de separação da coluna de ascensão flexível serão agora descritas.

[00065] Em linhas gerais, a operação de conexão da coluna de ascensão envolve atracar a plataforma de guincho submarino 6, a qual aloja guinchos duplos 9a e 9b, sobre o embarcadouro 5 da URA 2 e fixar os mesmos com o auxílio de veículos remotamente operados (ROVs) 11 ou 12. Os cabos do guincho 18, com os conectores tipo bola macho em suas extremidades, são então direcionados através das calhas de orientação 24 nos respectivos lados do conector curvo 4 de modo que eles se projetam logo abaixo da face inferior do pórtico 22 na URA 2. A coluna de ascensão flexível 15, proporcionada com um conector da coluna de ascensão 16 e com as sondas 20 em sua extremidade, é então abaixada a partir de uma embarcação de suporte até a profundidade correta e elevada por seus conector 16 para formar uma catenária com o auxílio de um guindaste de içamento. Um ROV então transporta ambos os cabos de guincho 18 a partir da URA 2 e insere os conectores do tipo bola dentro dos receptáculos fêmeas nas sondas do conector 20. Uma vez que o peso da coluna ascendente flexível é transferido para os cabos do guincho 18 a partir do cabo do guindaste 7, a operação de puxar pode começar até que ambas as sondas 20 estejam localizadas na estação de atracação da URA e seguros com os pinos de travamento pelo ROV. O estágio final da operação de puxar é ilustrado na FIG. 11.

[00066] Este método de instalação oferece a possibilidade de subsPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 17/35

15/23 tituição da coluna de ascensão flexível durante a vida útil do dado campo de petróleo tendo que recupera a coluna SLHR completa. Mergulhadores não são requeridos e a operação pode, portanto, ser realizada em profundidades de água que excedam as capacidades de mergulho atuais.

[00067] Como apresentado na FIG. 1, a plataforma de guincho 6 é abaixada a partir da embarcação de suporte (não apresentada) até próximo do embarcadouro 5 da URA 2. Um ROV 12, executando um papel ativo, mantém a proa da plataforma de guincho 6 à media que a estrutura se aproxima do embarcadouro 5. O outro ROV 11 serve como um observador.

[00068] Se voltando agora para a FIG. 2, a aproximação final da plataforma de guincho 6 junto à posição de atracação no embarcadouro 5 é ilustrada. A plataforma de guincho 6 é mantida em uma pequena elevação acima do embarcadouro 5, e é guiada horizontalmente pelo ROV 12.

[00069] Como apresentado na FIG. 3, após a plataforma de guincho 6 ser atracada junto aos batentes no embarcadouro, e abaixada sobre o embarcadouro 5, o ROV 12 trava a plataforma de guincho 6 utilizando o mecanismo de pino e soquete em 13, o qual não é ilustrado em detalhes na FIG. 3, mas é apresentado na FIG. 10.

[00070] A operação para instalar os baços do guincho 18 será agora descrita com referência à FIG. 4. Cada um dos guinchos 9a e 9b transporta um respectivo cabo 18 que é terminado por um conector do tipo bola. Como apresentado na FIG. 4, o ROV ativo 11 remove os conectores do tipo bola a partir de seus receptáculos de armazenamento e coloca os mesmos nas respectivas calhas de orientação 24 que se estendem ao longo dos respectivos lados da parte de extremidade inclinada do conector curvo 4. Os cabos de guincho 18 são posicionados sobre as respectivas polias 10a e 10b montadas na plataforma 6, coPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 18/35

16/23 mo apresentado claramente na FIG. 11.

[00071] Referindo-se agora à FIG. 5, o ROV ativo 11 então separada o cabo do guindaste 7 do cordame da plataforma de guincho e armazena o balancim 8 (onde proporcionado) no berço 14 acima dos guinchos 9a, 9b (não apresentados na FIG. 11). O cabo do guindaste 7 é então recuperado até a embarcação de suporte.

[00072] Então, a embarcação de suporte muda fisicamente de posição até uma posição no lado oposto da URA 2 e permanece em uma distância ao redor de 50 até 100 metros.

[00073] Agora, se referindo à FIG. 6, existe opcionalmente um abaixamento e levantamento inicial do cabo do guindaste 7 de modo a medir sua torção. A torção em operações futuras pode então ser compensada. A embarcação de suporte então abaixa o componente flexível da coluna de ascensão 15, transportando um reforço 21 e um conector da coluna de ascensão 16, até uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão 2. A embarcação de suporte então abaixa o cabo do guindaste 7 em direção ao conector da coluna de ascensão 16 de modo que o ROV 12 pode conectar o cabo do guindaste 7 com um olhal 17 no corpo do conector 16. Então, o cabo 7 é puxado pelo guindaste de modo a levantar o conector 16 e a formar o componente flexível da coluna de ascensão 15 em uma catenária. Então, a embarcação é parada até que o conector 16 esteja aproximadamente a 30 m da URA 2.

[00074] Agora, é feita referência à FIG. 7. Como apresentado, um ROV 11 é acoplado com um painel de controle 19 na plataforma de guincho 6 de modo a fornecer energia hidráulica para os guinchos. Os guinchos são operados para arriar o cabo 18, assim permitindo que os conectores bola desçam através das calhas de orientação 24. O outro ROV 12 então coleta os conectores bola um por vez e conduz através do conector flexível virado para cima 16. O ROV 12 insere cada conecPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 19/35

17/23 tor do tipo bola dentro de um respectivo soquete fêmea em uma respectiva sonda do conector da coluna de ascensão flexível 20 e trava o mesmo no local.

[00075] Então, o guindaste na embarcação de suporte é operado para arriar um comprimento adicional do cabo 7 de modo a transferir o peso da coluna de ascensão 15 e de seu conector 16 para os cabos do guincho 18. Então, o ROV ativo 12 separa o cabo do guindaste solto 7 do conector da coluna de ascensão flexível 16, para produzir a situação ilustrada na FIG. 8. O cabo do guindaste solto 7 é então recuperado até a embarcação de suporte.

[00076] Então, o estágio final da instalação é executado como ilustrado nas FIGs. 8 e 11. O ROV 11 opera os guinchos 9a, 9b de modo que a coluna de ascensão flexível 15 e seu conector 17 sejam guinchados para cima até dentro da montagem superior da coluna de ascensão onde o ROV 12 trava as sondas 20 no local e completa a conexão associada entre o conector 16 e o conector curvo 4. Os conectores do tipo bola são soltos e recuperados de volta para a plataforma de guincho 6, onde eles são novamente colocados em seus receptáculos pelo ROV 11.

[00077] Referindo-se agora à FIG. 9, uma vez que a transferência de carga a partir do guindaste para os cabos de guincho submarinos 18 esteja completa, a primeira extremidade flexível é puxada e engatada na posição por dois pinos inseridos dentro de ambas as sondas no conector. O ROV 12 com os esquis pendentes se engata de forma segura junto à frente da URA e estende uma ferramenta de esqui dentro da estrutura da URA em um ângulo de aproximadamente 200 para recuperar o cubo cego na extremidade do conector curvo 4 abaixo do pórtico 23, cubo este que é subsequentemente recuperado para o convés. O ROV 12 então retorna para o local de trabalho e recupera a tampa de fragmentos na extremidade flexível. Tanto o cubo interno

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18/23 como externo são inspecionados e sua integridade verificada. O ROV 12 então reposiciona e firma um de seus manipuladores 25 sobre uma pega localizada no conector 16 e então conectores hidráulicos em uma porta hidráulica no conector 16 para operar os cilindros que irão levar as faces do cubo juntas. Após esta operação, o ROV 12 é reposicionado e atracado sobre a URA 2 antes de operar as ferramentas de torque classe 5 para fechar uma fixação Retlok que por sua vez veda as duas faces do cubo juntas. O ROV 12 é então reposicionado e firmado junto à outra pega antes de operar uma ferramenta de torque classe 4 para segurar braçadeiras de suporte que impedem a transferência de momentos de curvatura para o conector 16.

[00078] Uma vez que o dito acima esteja completo, o ROV 12 reposiciona e se firma junto à URA 2 para completar um teste de retentor traseiro em relação à fixação Retlok para experimentar a vedação entre as faces do cubo.

[00079] O cabo do guindaste 7 pode então ser novamente conectado com a plataforma de guincho 6. A plataforma de guincho 6 pode então se separada do embarcadouro 5, puxada para longe da URA 2 pelo ROV 11 ou 12, e então, guinchada de volta para a embarcação de superfície.

[00080] Por consequência, este método de instalação oferece a possibilidade de alteração flexível durante a vida útil do campo sem a necessidade de recuperar a coluna SLHR completa. A operação pode ser executada remotamente e não requer o uso de mergulhadores e assim, pode ser realizada em profundidades marítimas que excedem as capacidades de mergulho atuais.

[00081] Em uma variação do método, os conectores tipo bola nas extremidades dos cabos de guincho 18 são acoplados com o conector 16 enquanto ele é suspenso verticalmente abaixo da seção da coluna de ascensão 15, isto é, sem a etapa preliminar de elevar o conector 16

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19/23 por meio do cabo do guindaste 7. Entretanto, isto torna a operação de inserir os conectores do tipo bola em seus soquetes, utilizando o ROV, mais difícil.

[00082] É importante que a ligação do cabo 18 deva ser de modo tal a manter o conector 16 em uma orientação estável enquanto ele é puxado para dentro da estação de atracação na URA 2. Em particular, é importante impedir o conector 16 de rodopiar ao redor de seu eixo geométrico longitudinal. Um modo conveniente de alcançar este resultado é fazer uso de dois cabos separados puxados por dois guinchos independentemente acionados, com os dois cabos conectados com as respectivas sondas 20 em lados opostos do conector 16, como na concretização preferida ilustrada.

[00083] Um método alternativo seria utilizar apenas uma única ligação de cabo 18 puxada por um único guincho na plataforma de guincho 6, e alcançar a estabilidade necessária por conectar boias em um lado do conector da coluna de ascensão 16.

[00084] A parte superior da coluna de ascensão 15 pode ser separada da parte inferior da coluna de ascensão 3 e recuperada até a embarcação de superfície por uma sequência de operações complementares a estas descritas acima, como descrito a seguir.

[00085] Em linhas gerais, a operação de separação do conector superior da coluna de ascensão 16 envolve atracar a plataforma de guincho submarina 6, a qual aloja dois guinchos 9a e 9b, sobre o embarcadouro 5 da URA 2 e firmar a mesma com o auxílio dos veículos remotamente operados (ROVs) 11 e 12. Os cabos de guincho 18, com os conectores do tipo bola em suas extremidades, são então direcionados através dos tubos de orientação nas respectivas laterais do conector curvo 4 de modo que eles se projetam logo abaixo da face inferior do pórtico na URA 2. Então, o ROV insere os conectores do tipo bola dentro dos receptáculos fêmea nas sondas do conector 20. Os

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20/23 pinos de travamento segurando as sondas 20 são soltos pelo ROV, e então, a coluna de ascensão flexível é abaixada pelos cabos de guincho 18 para longe do pórtico. O cabo do guindaste 7 é então novamente conectado com o conector 16 e o peso da coluna de ascensão superior e do conector 16 assumido pelo cabo do guindaste 7, assim afrouxando os cabos do guincho 18 e permitindo ao ROV separar os cabos 18 das sondas 20.

[00086] Olhando as etapas individuais em maiores detalhes, inicialmente com referência à FIG. 1, a plataforma de guincho 6 é abaixada a partir da embarcação de suporte (não apresentada) até próxima do embarcadouro 5 da URA 2. Um ROV 12, executando um papel ativo, mantém a proa da plataforma de guincho 6 à medida que a estrutura se aproxima do embarcadouro 5. O outro ROV 11 serve como um observador.

[00087] Se voltado agora para a FIG. 2, a aproximação final da plataforma de guincho 6 junto à posição de atracação no embarcadouro 5 é ilustrada. A plataforma de guincho 6 é mantida em uma pequena elevação acima do embarcadouro 5, e é guiada horizontalmente pelo ROV 12.

[00088] Como apresentado na FIG. 3, após a plataforma de guincho 6 ser travada junto aos batentes no embarcadouro, e abaixada até a posição, o ROV 12 trava a plataforma de guincho 6 utilizando o mecanismo de pino e soquete em 13, o qual não é ilustrado em detalhes na FIG. 3.

[00089] Os cabos do guincho 18 agora são instalados, como anteriormente descrito com referência à FIG. 4. Como apresentado na FIG. 4, o ROV ativo 11 remove os conectores do tipo bola de seus receptáculos de armazenamento e coloca os mesmos nas respectivas calhas de orientação 24 que se estendem ao longo dos respectivos lados da parte de extremidade inclinada do conector curvo 4. Os cabos do guinPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 23/35

21/23 cho 18 são posicionados sobre as respectivas polias 10a e 10b montadas na plataforma 6, como apresentado claramente na FIG. 11.

[00090] Referindo-se agora à FIG. 5, o ROV ativo 11 então separada o cabo do guindaste 7 do cordame da plataforma de guincho e armazena o balancim 8 (onde proporcionado) no berço 14 acima dos guinchos 9a, 9b (não apresentados na FIG. 11). O cabo do guindaste 7 é então recuperado até a embarcação de suporte.

[00091] Então, a embarcação de suporte muda fisicamente de posição até uma posição no lado oposto da URA 2 e permanece em uma distância ao redor de 50 até 100 metros.

[00092] Então, o ROV 12 destrava as sondas 20 e separada a conexão associada entre o conector 16 e o conector curvo 4. O ROV 12 opera os guinchos 9a, 9b de modo que a coluna de ascensão flexível 15 e seu conector 16 sejam guinchados para baixo a partir do pórtico 23 da montagem superior de coluna de ascensão 2. A embarcação de superfície então abaixa o cabo do guindaste 7 em direção ao conector da coluna de ascensão 16 de modo que o ROV 12 possa conectar o cabo do guindaste 7 com o olhal 17 no corpo do conector 16. O cabo 7 é então puxado pelo guindaste de modo a levantar o conector 16. Os conectores do tipo bola são soltos e recuperados de volta para a plataforma de guincho 6 onde eles são recolocados em seus receptáculos pelo ROV 11.

[00093] O guindaste na embarcação de suporte é então operado para arriar um comprimento adicional do cabo 7 de modo a abaixar o conector 16 e permite ao cabo do guindaste 7 se tornar solto. O ROV ativo 12 então separada o cabo do guindaste solto 7 do conector da coluna de ascensão 16.

[00094] O componente superior da coluna de ascensão 15 pode então ser recuperado até a embarcação de superfície.

[00095] Então, o cabo do guindaste 7 pode ser novamente conecPetição 870190098929, de 03/10/2019, pág. 24/35

22/23 tado com a plataforma de guincho 6. A plataforma de guincho 6 pode então ser separada do embarcadouro 5, puxada para longe da URA 2 pelo ROV 11 ou 12, e então guinchada de volta até a embarcação de superfície.

[00096] Enquanto a invenção é principalmente aplicável para sistemas FSHR nos quais o conector curvo ou outra terminação inferior da coluna de ascensão está localizado abaixo do tanque de flutuação, ela seria igualmente aplicável para sistemas nos quais o conector curvo, ou outra terminação inferior da coluna de ascensão estivesse acima do tanque de flutuação.

[00097] De forma similar, apesar de a invenção ter utilidade particular para uso em uma profundidade abaixo da qual os mergulhadores podem operar de forma segura, ela seria naturalmente aplicável em profundidades mais rasas, por exemplo, menos do que 200 m.

[00098] Mesmo dentro de profundidades de mergulho, existem vantagens significativas ao utilizar ROVs, por exemplo, evitar expor os mergulhadores ás altas cargas do cabo. A segurança do mergulhador é uma questão significativa, e o custo de empregar uma equipe de mergulho também é considerável. Assim, estes custos e riscos associados com o uso de mergulhadores podem evitados pelo uso de ROVs.

[00099] Na concretização ilustrada, o processo para guinchar o conector superior da coluna de ascensão 16 até dentro da localização de atracação na URA 2 está funcionando contra a gravidade e puxando o conector 16 para cima para dentro de sua posição de acoplamento para acoplamento com o conector curvo 4.

[000100] Entretanto, a situação é alguma coisa diferente se outro tipo de conector inferior da coluna de ascensão fosse empregado, por exemplo, uma terminação que direcionada para cima ao invés do que para baixo ao redor de 200.

[000101] Se uma terminação direcionada para cima for empregada,

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23/23 um guindaste pode abaixar o conector sob gravidade dentro da localização de atracação, mas, contudo, permanece importante estabilizar a orientação do conector, para impedir rodopio e gerenciar a operação de acoplamento sem danificar o revestimento externo delicado da coluna de ascensão flexível ou sua superfície de acoplamento.

[000102] Aqui, os cabos de guinchar podem ser de assistência ao puxar o conector contra as forças criadas pelo arrasto da coluna de ascensão superior suspensa à medida que o conector é abaixado dentro da posição de atracação pelo guindaste.

Claims

1. Método para conectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão (15) a uma parte inferior da coluna de ascensão (3) via uma montagem superior da coluna de ascensão (2) suportando uma terminação inferior da coluna de ascensão (4) na parte inferior da coluna de ascensão (3), a parte inferior da coluna de ascensão subindo a partir do leito marinho e a parte superior da coluna de ascensão sendo conectada, em profundidade média de água, para continuar a parte inferior da coluna de ascensão até uma instalação de superfície, o método CARACTERIZADO por:

abaixar uma plataforma de guincho (6) transportando um dispositivo de guincho (9a, 9b) para a montagem superior da coluna de ascensão (2) e atracar a plataforma de guincho (6) com a montagem superior da coluna de ascensão (2) por meio de um veículo operado remotamente (12);

abaixar a parte superior flexível da coluna de ascensão e um conector da coluna de ascensão (16) na extremidade inferior da parte superior flexível da coluna de ascensão até uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão;

prender uma ligação de cabo (18) junto a um conector da coluna de ascensão (16);

operar o dispositivo de guincho (9a, 9b) na montagem superior da coluna de ascensão (2) para içar a ligação do cabo (18) e puxar o conector da coluna de ascensão (16) para uma posição de atracação na montagem superior da coluna de ascensão (2); e acoplar o conector da coluna de ascensão (16) com a terminação inferior da coluna de ascensão (4).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:

desconectar a ligação do cabo (18) do conector da coluna de

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2/4 ascensão (16).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita ligação do cabo compreende dois ou mais cabos de guincho (18).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte superior flexível da coluna de ascensão (15) e seu conector da coluna de ascensão (16) são abaixados para uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão (2), o conector da coluna de ascensão (16) é içado por um dispositivo de levantamento (7) para formar uma catenária na parte superior da coluna de ascensão (15), e a carga é transferida para a ligação do cabo (18) antes do conector da coluna de ascensão (16) ser puxado para a dita posição de atracação.

5. Método para desconectar uma parte superior flexível da coluna de ascensão (15) de uma parte inferior da coluna de ascensão (3) via uma montagem superior da coluna de ascensão (2) suportando uma terminação inferior da coluna de ascensão (4) na parte inferior da coluna de ascensão (3), a parte inferior da coluna de ascensão subindo a partir do leito marinho e a parte superior da coluna de ascensão sendo conectada, em profundidade média de água, para continuar a parte inferior da coluna de ascensão até uma instalação de superfície, o método CARACTERIZADO por :

prender uma ligação de cabo (18) junto a um conector da coluna de ascensão (16) na extremidade inferior da parte superior flexível da coluna de ascensão (15);

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3/4 desacoplar o conector da coluna de ascensão (16) da terminação inferior da coluna de ascensão (4);

operar o dispositivo de guincho (9a, 9b) na montagem superior da coluna de ascensão (2) para desenrolar a ligação por cabo (18) e retirar o conector da coluna de ascensão (16) a partir de sua posição de atracação na montagem superior da coluna de ascensão (2); e recuperar a parte superior flexível da coluna de ascensão e seu conector da coluna de ascensão a partir de uma posição adjacente à montagem superior da coluna de ascensão.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5,

CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:

separar a ligação por cabo (18) do conector da coluna de ascensão (16) após ela ter sido retirada da posição de atracação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que da dita ligação por cabo compreende dois ou mais cabos de guincho (18).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o conector da coluna de ascensão (16) é içado por um dispositivo de levantamento (7) e a carga é transferida da ligação por cabo (18) para o dispositivo de levantamento (7) após o conector da coluna de ascensão (16) ser retirado da dita posição de atracação.

9. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que um veículo remotamente operado adicional (11) proporciona energia para os dispositivos de guinchar (9a, 9b).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que um veículo remotamente operado (11, 12) é empregado para prender a ligação por cabo (18) junto ao conector da coluna de ascensão (16), para separar o co-

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4/4 nector da coluna de ascensão (16) da terminação inferior da coluna de ascensão (4) e para desconectar a ligação por cabo (18) do conector da coluna de ascensão (16).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que todas as operações de conexão e de desconexão são executadas com pelo menos um veículo remotamente operado (11, 12).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita terminação inferior da coluna de ascensão (4) compreende um conector curvo e a dita ligação por cabo (18) é roscada através do dispositivo de dutos (24) ao longo do conector curvo (4) por meio de um veículo remotamente operado (11, 12).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que a montagem superior da coluna de ascensão (2) é suspensa a partir de um tanque flutuante (1).