BRPI1012862B1

BRPI1012862B1 - método e aparelho para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis

Info

Publication number: BRPI1012862B1
Authority: BR
Inventors: Theodoor Van Der Meyden Herman; Jan Barend Pek Johan; Efthymiou Michalakis
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2019-11-26
Also published as: EP2432964A2; KR20120030372A; AP2011005957A0; AP3886A; BRPI1012862A2; CY1115428T1; CN102428244A; AU2010251212A1; WO2010133564A2; WO2010133564A3; CN102428244B; EP2253796A1; KR101679178B1; EP2432964B1; AU2010251212B2

Abstract

método e aparelho para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis a presente invenção fornece um método para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis que possam transportar um fluído de tubo ascendente como, por exemplo, um fluido da produção de hidrocarboneto como gás natural, para ou a partir uma estrutura flutuante e um aparelho do mesmo, mencionado método compreendendo pelo menos as etapas de: (a) fornecer uma estrutura flutuante (100), um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10), cada um dos tubos ascendentes flexíveis transportando um fluído de tubo ascendente tendo uma primeira extremidade (20) conectada à estrutura flutuante (100) e uma segunda extremidade (30) no leito do mar (500) e em conexão de fluido com um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente (250); (b) fechando a conexão de fluido entre um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10) e um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente (250); (c) substituindo pelo menos uma porção do fluído de tubo ascendente em um ou mais dos tubos ascendentes flexíveis (10) com um fluído de proteção, onde a densidade do mencionado fluído de proteção é maior do que a densidade do mencionado fluído de tubo ascendente.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA PROTEGER UM OU MAIS TUBOS ASCENDENTES FLEXÍVEIS” [001] A presente invenção fornece um método para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis que possam transportar um fluído de tubo ascendente como, por exemplo, um fluído da produção de hidrocarboneto como gás natural, de ou para uma estrutura flutuante e o aparelho para o mesmo. Em particular, o método divulgado aqui procura proteger os tubos ascendentes flexíveis contra a deformação causada pelo hasteamento e/ou inclinação da estrutura flutuante em resposta ao movimento das ondas em condições severas do tempo.

[002] O conceito de Liquefação de Gás Natural Flutuante (FLNG) combina: tratamento de gás natural, processo de liquefação, tanques de armazenamento, sistemas de carregamento e outra infra-estrutura em uma única estrutura flutuante. Tal estrutura é vantajosa porque ela fornece uma alternativa fora da costa para as instalações de liquefação na costa. Uma embarcação de FLNG pode ser ancorada perto ou no campo de gás, em águas suficientemente profundas para permitir o descarregamento do produto LNG para o embarcação. Ela também representa um ativo móvel, que pode ser relocada em novo local quando o campo de gás estiver no final de sua vida produtiva, ou quando necessário por condições econômicas, de ambiente ou políticas.

[003] A estrutura flutuante pode estar em comunicação de fluido com as cabeças de poço de produção do reservatório. A estrutura flutuante pode ser conectada a um ou mais tubos ascendentes flexíveis. Os tubos ascendentes flexíveis podem ser fixos no leito do mar por um coletor de base de tubo ascendente. A linha de fluxo submarina pode conectar o coletor de base de tubo ascendente diretamente às cabeças de poço ou opcionalmente através de um coletor de poço.

[004] Em tal configuração, a produção de hidrocarboneto, tal como o

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 8/88 / 25 gás natural, de um reservatório de hidrocarboneto, tal como um campo de gás, pode ser conduzida ao longo de uma tubulação submarina proveniente de uma ou mais cabeças de poço, que podem estar nos mesmos ou diferentes reservatórios de hidrocarboneto, para o coletor de base de tubo ascendente. O coletor de base de tubo ascendente é o ponto onde a produção e quaisquer dutos de injeção são conectados aos tubos ascendentes flexíveis que conduzem a produção de hidrocarboneto para a estrutura flutuante. Os tubos ascendentes flexíveis são conectados à estrutura flutuante no ponto de soltura. O ponto de soltura pode ficar ao lado da estrutura flutuante, ou situado dentro de um poço central na estrutura flutuante, por exemplo, no fundo da torre. A estrutura flutuante pode ser ancorada no leito do mar com uma pluralidade de linhas de ancoragem ancoradas no fundo do mar.

[005] Os tubos ascendentes flexíveis são dutos flexíveis suspensos entre a estrutura flutuante e o coletor de base de tubo ascendente, e podem ser configurados como catenárias livremente suspensas ou configurações alternativas usando módulos flutuantes tais como tipos de ondas lentas e de tipo S. Uma discussão detalhada sobre os tubos ascendentes flexíveis pode ser encontrada na publicação do ‘American Petroleum Institute' intitulada ‘Specification for unbonded pipe', API Specification 17J, segunda edição, datada de Dezembro de 2002.

[006] Uma discussão sobre a operação dos tubos ascendentes flexíveis pode ser encontrada na publicação do ‘American Petroleum Institute' intitulada ‘Recommended Practice for Flexible Pipe', API Recommended Practice 17B, terceira edição de março 2000.

[007] Quando o movimento vertical do ponto de soltura da estrutura flutuante é severo, tal como em mares agitados, forças compressivas podem surgir nos tubos ascendentes flexíveis e que podem causar uma deformação total. As forças compressivas são ainda mais severas naqueles casos em que o ponto de soltura está distanciado do centro do movimento da estrutura

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 9/88 / 25 flutuante porque uma ou ambas oscilação e arfada da estrutura são correspondentemente amplificadas.

[008] O documento intitulado “Guidelines for compression modelling in flexible risers for deepwater applications”, de McCann et al, Offshore Technology Conference 5-8 May 2003, OTC 15168, identifica o problema de deformação de tubo ascendente associado com a carga compressiva devido à oscilação severa do armazenamento flutuante da produção e tanques descarregamento (FPSO), que podem ser ancorados em ambientes hostis. Durante a oscilação vertical descendente e/ou arfada, diz-se que o tubo ascendente tende a seguir o movimento aplicado da estrutura. À medida que o tubo ascendente se desloca através da coluna de água, as forças de arrasto atuam em oposição à direção do movimento, retardando o movimento do tubo ascendente. O movimento do tanque flutuante é, portanto, traduzido em uma redução da tensão efetiva. Quando o tubo ascendente entra em compressão ele depende do esticador de dobra transversal para limitar a curvatura. Porem, o esticador de dobra transversal do tubo ascendente é pequeno em comparação com as distancias e forças envolvidas.

[009] WO-2006/031335-AL se refere à prevenção de hidratos em equipamentos submarinos em ambientes de produção de água fria de desenvolvimentos fora da costa relativamente pequenos. O sistema divulgado tem pelo menos um poço submarino de produção, um conector para transferir os fluidos produzidos do poço submarino para o coletor, uma linha de produção para transferir os fluidos produzidos para uma instalação de coleta da produção, e um umbilical para transferir os químicos para o coletor. O umbilical termina na base do oceano. O umbilical pode transmitir os inibidores químicos para a base do oceano e depois para o equipamento do sistema de processamento submarino. Os inibidores são indicados e fornecidos a fim de assegurar que a corrente dos poços não seja afetada pela formação de sólidos no curso da corrente tais como hidratos, ceras e crostas.

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O sistema do WO-2006/031335-AL usa o umbilical, o qual torna o sistema relativamente caro.

[0010] US-2003/008577-AL divulga um sistema, onde os dutos tais como os condutos tubo ascendente são fornecidos com um ou mais canais adicionais para o controle de flutuabilidade. A flutuabilidade dos condutos pode ser dinamicamente controlada pelo preenchimento dos canais adicionais com material de controle de flutuabilidade, para fornecer uma flutuabilidade positiva ou negativa. Os canais adicionais podem ser formados por dutos que são externamente anexados aos tubos ascendentes ou por coroa circulares adicionais dentro dos tubos ascendentes, que, porém, aumentam o custo dos tubos ascendentes.

[0011] WO-95/22678-AL divulga um conjunto de tubo ascendente, compreendendo um duto em uma configuração planar ciclicamente ondular. Membros tensionadores estendidos em direção longitudinal ao conjunto de tubos ascendentes e presos aos dutos em intervalos espaçados para que eles possam absorver as forças de tensão.

[0012] US-5875848 divulgam um sistema e um método para controlar o peso do conjunto de tubo ascendente submarino. O sistema inclui o mecanismo bloqueador para seletivamente bloquear a extremidade do fundo do conjunto de tubo ascendente a fim de que a lama de perfuração pesada fique retida no conjunto de tubo ascendente. Válvulas de inundação superiores e inferiores estão localizadas no conjunto de tubo ascendente acima do mecanismo bloqueador e são espaçadas entre si. As válvulas podem ser abertas para que o coroa circular no conjunto de tubo ascendente fique em comunicação de fluido com a água circundante. O fluido de perfuração pode ser introduzido ou removido da coroa circular durante as condições de uso ou de desconexão usando as válvulas de inundação superiores e inferiores. A válvula de inundação inferior é montada imediatamente acima do mecanismo de fechamento. A válvula de inundação superior é preferivelmente arranjada a

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 11/88 / 25 aproximadamente um terço da distancia entre o fundo do oceano e a superfície da água. O sistema do US-5875848 é, portanto, dirigido para encher a extremidade inferior da coroa circular do tubo ascendente.

[0013] A presente invenção procura tratar o problema da deformação do tubo ascendente durante a oscilação severa e/ou arfada da estrutura flutuante causada pelas condições extremas do tempo.

[0014] Em um primeiro aspecto, a presente invenção fornece um método para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis em um ambiente submarino, compreendendo pelo menos as etapas para:

(a) fornecer uma estrutura flutuante, um ou mais tubos ascendentes flexíveis, cada um dos mencionados tubos ascendentes flexíveis transportando um fluído de tubo ascendente possuindo uma primeira extremidade conectada à estrutura flutuante e uma segunda extremidade no leito do mar e em conexão de fluido com um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente;

(b) fechar a conexão de fluido entre um ou mais tubos ascendentes flexíveis e um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente;

(c) substituir pelo menos uma porção do fluído de tubo ascendente em um ou mais dos tubos ascendentes flexíveis com o fluído de proteção, onde a densidade do mencionado fluído de proteção é maior do que a densidade do mencionado fluído de tubo ascendente.

[0015] As forças experimentadas pelos tubos ascendentes flexíveis na água podem ser mais facilmente compreendidas considerando-se o movimento de um tubo ascendente flexível livre. O movimento vertical descendente de um tubo ascendente flexível na água ocorrerá sob a aceleração gravitacional. À medida que a velocidade aumenta, a força de arrasto estabelecida aumenta até que ela coincida com a aceleração gravitacional e o tubo ascendente flexível alcance a velocidade terminal. Na velocidade

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6/25 terminal, a aceleração do tubo ascendente flexível é equilibrada pela força de arrasto de tal forma que:

[0016] Onde m é a massa do tubo ascendente flexível, incluindo o fluido interno, g é a gravidade, Cd é o coeficiente de arrasto normal, Dd_rag é o diâmetro do arrasto, p é a densidade da água, e Vierm é a velocidade terminal.

[0017] Quando um tubo ascendente flexível é constrito, de forma que sua primeira extremidade é anexada a uma estrutura flutuante na superfície da água e sua segunda extremidade ao leito do mar, o movimento vertical do tubo ascendente flexível pode resultar da ondulação e/ou arfada da estrutura flutuante em resposta ao movimento da água na superfície.

[0018] Danos aos tubos ascendentes flexíveis podem ocorrer quando a velocidade terminal dos tubos ascendentes flexíveis na água do mar é excedida pela velocidade da primeira extremidade do tubo ascendente onde está conectado à estrutura flutuante. Este ponto de conexão é também chamado de ponto de soltura. Quando a oscilação vertical descendente do tubo ascendente flexível no ponto de soltura devido à oscilação e/ou arfada do tanque flutuante (a “velocidade de suspensão”) é maior do que a velocidade terminal do tubo ascendente flexível na água, o tubo ascendente sofrerá compressão. Tal tensão de compressão pode levar a deformação e dano permanente ao tubo ascendente flexível.

[0019] A tensão de compressão no tubo ascendente flexível pode também ser visto como uma tensão negativa do tubo ascendente. Interpretado matematicamente, a possibilidade de deformação pode ocorrer quando a proporção entre velocidade da oscilação vertical descendente do tubo ascendente e a velocidade terminal do tubo ascendente na água exceder 1. A modelagem de compressão permite, portanto, uma previsão de deformação em potencial do tubo ascendente para uma oscilação e/ou arfada de uma

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 13/88 / 25 estrutura em particular, tipo de tubo ascendente e distancia do ponto de soltura do centro do movimento da estrutura.

[0020] Enchendo pelo menos uma porção do tubo ascendente com o fluido de proteção, o qual tem densidade maior do que o fluido de tubo ascendente, o peso aparente do tubo ascendente é aumentado. Isto conduz a um aumento na velocidade terminal do tubo ascendente na água. Aumentando-se a velocidade terminal do tubo ascendente, velocidades maiores de soltura podem ser acomodadas sem deformação do tubo ascendente. Isto significa que oscilações verticais e/ou arfadas maiores podem ser toleradas pelo tubo ascendente flexível antes que a compressão ou a deformação do tubo ascendente possa ocorrer. Os tubos ascendentes flexíveis que transportam os fluidos de proteção podem então sobreviver a condições mais severas de tempo, e a alturas de ondas particularmente aumentadas, comparados àqueles que não foram pelo menos parcialmente preenchidos com o fluido de proteção.

[0021] Em um modo de realização, a estrutura flutuante compreende um tanque de armazenamento de fluido de proteção, o mencionado tanque de armazenamento de fluido de proteção compreendendo uma saída para proteção da corrente do fluido de proteção; e cada um dos mencionados tubos ascendentes flexíveis possuem uma primeira extremidade conectada à mencionada estrutura flutuante, a mencionada primeira extremidade em comunicação de fluido direta com a conexão da primeira extremidade para a corrente de fluido de tubo ascendente e uma entrada para a corrente do fluido de proteção em comunicação de fluido com a saída do tanque de armazenamento de fluido de proteção, mencionada entrada sendo separada da mencionada conexão da primeira extremidade.

[0022] Em outro modo de realização, etapa (b) inclui o fechamento da segunda extremidade; e etapa (c) inclui a introdução da corrente de fluido de proteção em um ou mais tubos ascendentes através a entrada para substituir

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 14/88 / 25 pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente; e remover a porção substituída do fluido de tubo ascendente através da conexão da primeira extremidade para a corrente do fluido de tubo ascendente.

[0023] O método da presente invenção usa tubos ascendentes fornecidos com entradas pelo lado de topo para o fluido de proteção. Lado de topo aqui indica o lado do tubo ascendente anexado à estrutura flutuante. A mencionada entrada é separada da conexão de lado de topo da primeira extremidade (entrada ou saída) para o fluido de tubo ascendente. A entrada permite rápido enchimento do canal principal de fluido do tubo ascendente com o fluido de proteção, enquanto ao mesmo tempo do fluido de tubo ascendente pode ser removido através da conexão da primeira extremidade.

[0024] Em outro aspecto, a presente invenção fornece o aparelho para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis em ambiente submarino, mencionado aparelho compreendendo pelo menos:

- uma estrutura flutuante compreendendo um tanque de armazenamento de fluido de proteção, mencionado tanque de armazenamento de fluido de proteção compreendendo uma saída para proteção da corrente de fluido de proteção;

- um ou mais tubos ascendentes flexíveis, cada um dos mencionados possuindo uma primeira extremidade conectada à mencionada estrutura flutuante, mencionada primeira extremidade em comunicação direta de fluido com a conexão da primeira extremidade para a corrente de fluido de tubo ascendente e uma entrada para a corrente de fluido de proteção em comunicação de fluido com a saída do tanque de armazenamento de fluido de proteção, mencionada entrada sendo separada da extremidade da mencionada primeira conexão, e cada um dos tubos ascendentes flexíveis possuindo uma segunda extremidade no leito do mar, mencionada segunda extremidade tendo uma conexão da segunda extremidade para a transferência da corrente do fluido de tubo ascendente em comunicação de fluido com um ou mais

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 15/88 / 25 reservatórios de fluido de tubo ascendente.

[0025] O método e aparelho da presente invenção fornecem meios relativamente baratos para prontamente proteger os tubos ascendentes durante as condições de tempo adversas. A invenção remove o umbilical adicional, o duto ou coroa circular. Os tubos ascendentes são providos com uma entrada para a corrente de fluido de proteção para propiciar uma substituição rápida do fluido de tubo ascendente pelo fluido de proteção do lado de topo do tubo ascendente.

[0026] Modos de realização da presente invenção serão agora descritos somente por meio de exemplos, e com referencia aos desenhos anexos, mas não de modo limitativo, nos quais:

Figura 1 mostra um primeiro modo de realização de um esquema típico de método e aparelho de acordo com a invenção.

Figura 2 mostra um segundo modo de realização de um esquema típico de método e aparelho de acordo com a invenção.

[0027] Para a finalidade dessa descrição, um único número de referencia será designado para uma linha bem como para a corrente transportada naquela linha. A mesma referencia de números se refere a componentes similares, correntes ou linhas.

[0028] A Figura 1 mostra uma seção em corte do primeiro método e aparelho 1 para proteção de um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 particularmente durante condições severas de tempo. Os tubos ascendentes flexíveis conduzem o fluido de tubo ascendente entre um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 sob o leito do mar e uma estrutura flutuante 100 na superfície do mar. Assim, os tubos ascendentes podem ser tubos ascendentes submarinos. O termo “submarino” empregado aqui intenciona englobar ambos os ambientes de água salgada e fresca, e representa a região entre a superfície da água e o leito do corpo de água.

[0029] Assim, a estrutura flutuante 100 pode ser um tanque flutuante,

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 16/88 / 25 ou uma plataforma flutuante fora da costa. Um tanque flutuante pode ser qualquer tanque móvel ou ancorado, geralmente tendo pelo menos um casco, e usualmente sendo na forma de um navio como uma embarcação.

[0030] Tais tanques flutuantes podem ser de qualquer dimensão, mas são normalmente alongados. Embora as dimensões de um tanque flutuante não são limitadas no mar, as instalações de construção e de manutenção para os tanques flutuantes podem limitar essas dimensões. Desse modo, em um modo de realização da presente invenção, o tanque flutuante ou a plataforma flutuante fora da costa tem menos de 600 m, por exemplo, 500m, e largura máxima de menos de 100m, por exemplo, 80m, a fim de poder ser acomodado nas instalações existentes de construção e manutenção de navios.

[0031] Uma plataforma flutuante fora da costa pode também ser móvel, mas é geralmente mais permanentemente localizada do que um tanque flutuante.

[0032] O método e aparelho da invenção são, por exemplo, vantajosos para aplicações em águas profundas, tais como profundidades de água maiores do que 200m, por exemplo, de 250 a 500 m, ou maiores do que 1000m.

[0033] Em um modo de realização, o fluido de tubo ascendente é um fluido hidrocarboneto como o gás natural, e um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 são reservatórios de fluido de hidrocarboneto como os reservatórios para gás natural. Neste modo de realização o hidrocarboneto fluido seria conduzido dos reservatórios de hidrocarboneto fluido 250 sob o leito do mar 500 para a estrutura flutuante 100, onde o hidrocarboneto fluido pode ser armazenado e preferivelmente tratado. Quando o hidrocarboneto fluido é gás natural é preferível que a estrutura flutuante 100 compreenda unidades de tratamento de gás natural e/ou liquefação de tal forma que o gás natural possa ser tratado para remover quaisquer impurezas indesejáveis e resfriado para fornecer gás natural liquefeito. Isto será

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 17/88 / 25 discutido em detalhes com relação à Figura 2.

[0034] Em um modo de realização alternativo, o método e aparelho aqui divulgado pode ser empregado para a separação de dióxido de carbono.

[0035] Muitos reservatórios de hidrocarboneto, tal como reservatórios para gás natural podem conter dióxido de carbono, por exemplo, em proporção de 6-10%. Esse dióxido de carbono poderia ser separado do hidrocarboneto fluido na estrutura flutuante, como gás natural, removido do reservatório, e então re-injetado no reservatório de fluido de tubo ascendente 250. O reservatório de fluido de tubo ascendente pode ser qualquer formação geológica selada subaquática tal como um reservatório de hidrocarboneto, um reservatório de hidrocarboneto esgotado, um aqüífero ou outra camada selada contendo água. Neste caso, o fluido de tubo ascendente pode conter dióxido de carbono, preferivelmente com fase densa, tal como dióxido de carbono super crítico, ou seja, dióxido de carbono tendo pressão e temperatura acima do ponto crítico. Em contraste com o modo de realização anterior, o fluido de tubo ascendente compreendendo dióxido de carbono seria, por exemplo, transportado de uma unidade de separação na estrutura flutuante 100 para um ou mais reservatórios de hidrocarboneto esgotados 250 sob o leito do mar 500 onde o fluido de tubo ascendente contendo dióxido de carbono pode ser armazenado.

[0036] Em outro modo de realização alternativo, também ilustrando um método de separação de dióxido de carbono, o fluido de tubo ascendente contendo dióxido de carbono enviado para os reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 pode vir de qualquer fonte. Por exemplo, o dióxido de carbono pode ser gerado em um local diferente da estrutura flutuante 100, tal como em um local na costa, e transferido para a estrutura flutuante 100 para ser separado sob o leito do mar. O fluido de tubo ascendente e os reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 podem ser como os definidos no modo de realização anterior.

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 18/88 / 25 [0037] Para o benefício máximo desta invenção, é preferível que a densidade do fluido de tubo ascendente seja menor do que 0.9 g/cm3, preferivelmente menor do que 0.7 g/cm3, mais preferível ainda, menor do que 0.5 g/cm3.

[0038] No modo de realização exemplo da Figura 1, a estrutura flutuante 100 é um tanque flutuante. O tanque flutuante é posicionado por uma pluralidade de linhas de ancoragem 610 que são conectadas ao tanque flutuante em um ponto de ancoragem e mantém o ponto de ancoragem do tanque flutuante em uma posição fixa. A figura 1 mostra um arranjo triangular de três feixes 620a, 620b, 620c de linhas de ancoragem, cada feixe compreendendo quatro linhas de ancoragem 610a, b, c, d. As linhas de ancoragem 610 são fixas com segurança no leito do mar 500, por exemplo, usando estacas-âncora.

[0039] Um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 podem ser fornecidos como catenárias livremente suspensas ou em configurações alternativas usando módulos flutuantes como os tipos de onda lentas e de tipo

S. Cada tubo ascendente flexível 10 tem uma primeira extremidade 20 conectada ao tanque flutuante 100. A Figura 1 mostra oito tubos ascendentes flexíveis 10 a-h, arranjados em primeiro e segundo feixes de quatro, conectados ao tanque flutuante 100 e às primeiras extremidades 20 a-h, respectivamente.

[0040] Os tubos ascendentes flexíveis 10 a-h possuem uma segunda extremidade 30 a-h no fundo do mar 500. As segundas extremidades 30 a-h dos tubos ascendentes flexíveis 10 a-h não precisam estar em contato direto com o leito do mar 500. É preferível que as segundas extremidades 30 a-h dos tubos ascendentes flexíveis sejam adaptadas para ficarem fixas ao leito do mar 500. No modo de realização mostrado na Figura 1, as segundas extremidades 30 dos tubos ascendentes flexíveis são conectadas a dois coletores de base de tubo ascendente 300. As segundas extremidades 30 a-d

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 19/88 / 25 do primeiro feixe de tubos ascendentes estão conectadas ao primeiro coletor de base de tubo ascendente 300a, enquanto as segundas extremidades 30 e-h do segundo feixe de tubos ascendentes estão conectadas ao segundo coletor de base de tubo ascendente 300b. Os coletores de base de tubo ascendente 300 são fixos com segurança ao leito do mar 500, por exemplo, usando estacas fixas. Desta forma, as primeiras e segundas extremidades 20, 30 dos tubos ascendentes flexíveis 10 são fixos ao tanque flutuante 100 e ao leito do mar 500, respectivamente.

[0041] Os coletores de base de tubo ascendente 300 fornecem uma conexão de fluido entre os tubos ascendentes flexíveis 10 e um ou mais correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210. Estes um ou mais correntes de transferência de fluído de tubo ascendente transportam o fluido de tubo ascendente entre os coletores de base de tubo ascendente 300 e as cabeças de poço de tubo ascendente 200. A Figura 1 mostra o primeiro coletor de base de tubo ascendente 300a conectado a quatro cabeças de poço 200 a-d através de um coletor de cabeça de poço 220a opcional. Quatro correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210 a-d conectam cabeças de poço 200 a-d ao coletor de cabeça de poço 220 a. Dois outras correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210 i,j conectam o coletor de cabeça de poço 220a ao coletor de base de tubo ascendente 300a. Similarmente o segundo coletor de base de tubo ascendente 300 é conectado a quatro cabeças de poço 200 e-h através de um coletor de cabeça de poço 220b opcional. Quatro correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210 e-h conectam cabeças de poço 200 e-h ao coletor de cabeça de poço 220b. Dois outras correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210 l, m conectam o coletor de cabeça de poço 220b ao coletor de base de tubo ascendente 300b. As cabeças de poço 200 estão em conexão de fluido com um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 que ficam abaixo do leito do mar 500.

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 20/88 / 25 [0042] Desta forma, o fluido de tubo ascendente como o hidrocarboneto fluido pode ser transportado de um ou mais reservatórios de hidrocarboneto 250 para o tanque flutuante 100. Similarmente um fluido de tubo ascendente contendo dióxido de carbono pode ser transportado do tanque flutuante 100 para um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente para separação do carbono.

[0043] As linhas de ancoragem 610 têm a finalidade de manter o ponto de ancoragem do tanque flutuante 100 em uma posição fixa. Porém, as linhas de ancoragem 610, que podem ser correntes de aço, permitem um grau de movimento de tal forma que o ponto de ancoragem do tanque flutuante 100 possa se mover em resposta ao movimento da onda, como no caso de oscilação e/ou arfada do tanque flutuante 100.

[0044] Sob condições severas de tempo, o movimento da onda pode se tornar tão significante que um ou mais tubos ascendentes flexíveis ficam em perigo de deformação. Como previamente discutido, a deformação do tubo ascendente pode ocorrer quando a velocidade terminal do tubo ascendente na água do mar é ultrapassada pela velocidade de suspensão da primeira extremidade 20 do tubo ascendente 10 onde ele está conectado à estrutura flutuante 100. Quando a velocidade vertical descendente do tubo ascendente no ponto de soltura devido à oscilação e/ou arfada do tanque flutuante 100 for maior do que a velocidade terminal do tubo ascendente flexível na água, o tubo ascendente ficará sob compressão. Tal tensão de compressão pode causar deformação e dano permanente ao tubo ascendente flexível.

[0045] O método e aparelho divulgado aqui procura aliviar o problema de danos ao tubo ascendente durante as severas condições de tempo. Em particular, pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente, tal como hidrocarboneto fluido ou dióxido de carbono compreendendo fluido, em um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 é substituída com fluido de proteção.

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A densidade do fluido de proteção é maior do que a densidade do fluido de tubo ascendente, de tal forma que a massa de fluido no tubo ascendente 10 é aumentada ao equivalente volume de fluido. A massa de fluido aumentada no tubo ascendente aumenta a massa total do tubo ascendente (ou seja, a massa do tubo ascendente mais o conteúdo de fluido). Aumentando-se a massa do tubo ascendente isso aumenta a velocidade terminal do tubo ascendente na água. Isto significa que maiores velocidade de suspensão podem ser toleradas pelo tubo ascendente flexível antes que a velocidade terminal seja ultrapassada. Velocidades maiores de soltura correspondem a maiores oscilações e/ou arfadas no ponto de soltura, de tal forma que condições mais extremas de tempo podem ser toleradas.

[0046] É preferível que a densidade do fluido de proteção seja maior do que 0.9 g/cm3, preferívelmente maior do que 1.0 g/cm3, mais preferível ainda maior do que 1.1 g/cm3. Quanto maior a densidade do fluido de proteção comparado ao fluido de tubo ascendente, maior será o aumento da velocidade terminal do tubo ascendente flexível com a substituição do fluido de tubo ascendente pelo fluido de proteção. Quanto mais aumenta a velocidade terminal do tubo ascendente flexível, maior é a velocidade de suspensão que pode ser suportada sem comprimir o tubo ascendente flexível. Assim, é preferível que a diferença entre as densidades do fluido de proteção e do fluido de tubo ascendente seja de pelo menos 0.2 g/cm3, preferivelmente de pelo menos 0.4 g/cm3, mais preferível ainda de pelo menos 0.6 g/cm3.

[0047] Exemplos de fluidos de proteção adequados são um ou mais do grupo compreendendo monoetilenoglicol e hidrocarboneto condensado. Estes fluidos são particularmente úteis como fluidos de proteção nos casos em que o fluido de tubo ascendente é hidrocarboneto fluido. O tanque flutuante 100 pode compreender um ou mais unidades de tratamento de hidrocarboneto, tal como uma unidade de separação, por exemplo, um separador gás/liquido de baixa pressão, para fornecer hidrocarboneto condensado de um fluido de

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 22/88 / 25 tubo ascendente de hidrocarboneto. O hidrocarboneto fluido é preferível em sua forma estabilizada. Assim, o armazenamento de hidrocarboneto condensado pode ficar no tanque flutuante, por exemplo, no tanque de armazenamento condensado. Nestes casos quando o hidrocarboneto condensado tem uma densidade maior do que o fluido de tubo ascendente, por exemplo, se o fluido de tubo ascendente for uma corrente de hidrocarboneto não processado, como uma corrente de gás natural, o armazenamento de hidrocarboneto condensado pode compreender uma fonte de fluido de proteção.

[0048] Em um modo de realização alternativo, em alguns casos onde o fluido de proteção é o hidrocarboneto fluido, pode ser necessária a injeção de um inibidor de hidrato, tal como o monoetilenoglicol (MEG), no hidrocarboneto fluido. Por exemplo, o inibidor de hidrato pode ser injetado ao hidrocarboneto fluido quando ou antes dele emergir da cabeça de poço 200 para prevenir a formação de hidrato nas correntes de transferência de fluído de tubo ascendente 210 e nos tubos ascendentes flexíveis 10. Neste caso o tanque flutuante 100 poderia compreender um tanque de armazenamento de inibidor de hidrato, como um tanque de armazenamento de MEG. O tanque flutuante 100 pode também compreender uma unidade de regeneração do inibidor de hidrato, para separar o inibidor de hidrato do fluido de tubo ascendente.

[0049] Naqueles casos em que o inibidor de hidrato tem uma densidade maior do que o fluido de tubo ascendente, o armazenamento do inibidor de hidrato pode abranger uma fonte de fluido de proteção. Em um modo de realização, o tanque de armazenamento de MEG é fornecido com capacidade tal que 15-20% da capacidade do tanque de MEG pode preencher completamente todos os tubos ascendentes flexíveis 10 com fluido de proteção. Em tais casos, é preferível manter um conteúdo mínimo de MEG no tanque de 15-20% para assegurar que uma quantidade suficiente de MEG

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 23/88 / 25 esteja disponível para fornecer proteção máxima (ou seja preencher completamente) cada um dos tubos ascendentes flexíveis 10.

[0050] É preferível e um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 sejam preenchidos com fluido de proteção desde a primeira extremidade conectada a estrutura flutuante 100. Isto permite que o fluido de proteção seja armazenado na estrutura flutuante 100.

[0051 ] Preferivelmente, uma porção do fluido de tubo ascendente em cada um ou em mais dos tubos ascendentes flexíveis 10 é substituída com o fluido de proteção. Desta forma, todos os tubos ascendentes flexíveis 10 podem ser protegidos contra danos durante condições de tempo severas. Ainda mais preferível, que a porção do fluido de tubo ascendente substituído com o fluido de proteção seja a mesma em cada tubo ascendente. Isto é vantajoso porque a mesma massa é adicionada a cada tubo ascendente. Para tubos ascendentes idênticos, cada tubo ascendente terá assim a mesma velocidade terminal na água do mar e, portanto, exibirão comportamento dinâmico similar.

[0052] Não é aconselhável substituir porções diferentes de fluido de tubo ascendente com fluido de proteção em cada tubo ascendente flexível, porque tubos ascendentes diferentes irão exibir diferentes comportamentos dinâmicos, que podem ocasionar colisões entre tubos ascendentes flexíveis adjacentes em resposta ao movimento da estrutura flutuante 100.

[0053] É particularmente preferível substituir completamente todo o fluido de tubo ascendente do tubo ascendente flexível com o fluido de proteção. No caso em que cada tubo ascendente tenha sido inicialmente completamente preenchido com fluido de tubo ascendente, isso levará a preencher completamente cada tubo ascendente flexível com o fluido de proteção. Em fazendo isto, empregando o método aqui divulgado, o ganho máximo é alcançado para a massa total do tubo ascendente. Isto maximiza a velocidade terminal do tubo ascendente flexível na água do mar.

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Conseqüentemente, a severidade das condições de tempo que podem ser suportadas pelos tubos ascendentes flexíveis é aumentada.

[0054] A fim de executar o método aqui divulgado, é necessário tomar-se a decisão de substituir pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente com o fluido de proteção em um ou mais tubos ascendentes flexíveis. Assis, o método pode compreender, além disso, a etapa para:

- monitorar as condições do tempo na zona em torno da estrutura flutuante 100 para um ou mais variáveis de tempo medidas e executando as etapas (b) e (c) quando as mencionadas variáveis de tempo medidas alcancem predeterminado critério ou critérios.

[0055] A zona em torno da estrutura flutuante 100 deve ter um tamanho suficiente para permitir que o método divulgado aqui possa ser executado antes da chegada das condições adversas de tempo na estrutura flutuante 100. Por exemplo, a zona pode ser de 200 km em torno da estrutura flutuante 100, e com mais preferência de 500 km em torno da estrutura flutuante 100 para permitir tempo suficiente para substituir o fluido de tubo ascendente pelo fluido de proteção.

[0056] As condições adversas de tempo são avaliadas usando uma ou mais varáveis de tempo. Uma ou mais varáveis de tempo incluem uma ou ambas: velocidade do vento e altura de onda.

[0057] É preferível que um predeterminado critério ou critérios seja indicativo ou preditivo de uma situação em que a velocidade de suspensão da primeira extremidade 20 do tubo ascendente flexível 10 se aproxime da velocidade terminal do tubo ascendente flexível 10 em operação, ou seja, quando preenchido com fluido de tubo ascendente.

[0058] Um critério predeterminado pode ser selecionado de velocidade de vento acima de 60 ms-1. Por exemplo, velocidades de vento na faixa de 70-74 ms-1 são indicativos de ciclone decamilenar.

[0059] Alternativamente, o critério predeterminado pode ser

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 25/88 / 25 selecionado de alturas de ondas significativas. Por exemplo, o critério predeterminado pode ser de 16m ou maior para altura significativa de onda. Altura significativa de onda é, por exemplo, uma altura de onda que exceda em 2/3 as ondas durante uma tempestade.

[0060] Uma vez que o tempo severo tenha passado, os tubos ascendentes flexíveis 10 podem voltar a sua operação normal. Assim o método pode compreender as etapas adicionais para:

(d) abrir a conexão de fluido entre um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 e um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250;

(e) passar o fluido de proteção de um ou mais tubos ascendentes flexíveis 10 para a estrutura flutuante 100 como corrente de fluido de proteção usado; e (f) tratar a corrente de fluido de proteção usado na estrutura flutuante 100 para regenerar o fluido de proteção.

[0061] Embora seja possível fornecer uma unidade dedicada ao tratamento do fluido de proteção usado na estrutura flutuante 100, é preferível que o fluido de proteção usado possa ser processado pela unidade já presente para o tratamento do fluido de tubo ascendente. Por exemplo, quando o fluido de tubo ascendente é o hidrocarboneto fluido que foi tratado com um inibidor de hidrato, o fluido de proteção usado, que é rico em inibidor de hidrato tal como o MEG, mas que também contem uma pequena quantidade de hidrocarboneto fluido não retirado do tubo ascendente flexível , pode ser enviado para o tratamento de inibidor de hidrato para processamento. Este procedimento pode resultar num tampão de inibidor de hidrato, tal como o MEG, solicitando processamento. Se esse tampão de inibidor de hidrato exceder a capacidade das instalações de entrada, que pode ser designada para processar o inibidor de hidrato do hidrocarboneto fluido, a capacidade de corrente pode ser reduzida até que todo fluido de proteção usado no inibidor

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 26/88 / 25 de hidrato seja processado. Depois que o tampão do fluido de proteção usado tenha sido processado pela instalação de entrada da estrutura flutuante 100, a produção normal pode ser finalizada.

[0062] Figura 2 fornece mais um esquema para o método e aparelho aqui divulgado, e em particular mostra a conectividade das primeiras e segundas extremidades 20, 30 dos tubos ascendentes flexíveis 10 ao leito do mar 500 e estrutura flutuante 100. Com a finalidade de clarificar, os números das linhas de ancoragem 610a, 610e e os tubos ascendentes flexíveis 10a, 10e foram reduzidos a dois cada, embora qualquer número, como 4-6 arranjados em dois ou mais feixes separados é considerado.

[0063] Os tubos ascendentes flexíveis 10a, 10e possuem primeiras extremidades 20a, 20e conectadas a estrutura flutuante 100, que é mostrada como navio tanque na Figura 2. As primeiras extremidades 20a, 20e dos tubos ascendentes flexíveis são fixos ao tanque flutuante 100 na torre 150. A torre 150 é conectada ao leito do mar 500 pelas linhas de ancoragem 610a, 610b.

[0064] O tanque flutuante 100 é fornecido com um ou mais rolamentos permitindo a rotação do tanque em torno da torre 150. Desta forma o tanque flutuante pode girar com as intempéries em torno da torre fixa à terra, de tal forma que o tanque possa ser orientado para manter a proa na direção da condição do tempo presente, como uma onda ou vento contrário. Em um modo de realização preferido a torre 150 é fornecida próxima a uma extremidade do tanque flutuante 100, para permitir uma rotação otimizada em resposta à condição do tempo presente. Isto permite que a unidade de processamento 400, como a unidade de tratamento de gás natural e liquefação, os quais são discutidos em detalhes abaixo, sejam colocados atrás da torre 150 ao longo do convés do tanque flutuante.

[0065] A torre 150 compreende um ou mais enrijecedor de dobras 160 a,b que direcionam os tubos ascendentes flexíveis 10 a,e através de um ou mais tubos I 170a,b para o convés de suspensão 180. O convés de suspensão

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180 firma a primeira extremidade 20 a, e de cada tubo ascendente flexível 10 a,e.

[0066] A primeira extremidade 20 a,e de cada tubo ascendente flexível 10 a,e está em comunicação de fluido com a conexão da primeira extremidade 22 a, 22 e, para a primeira corrente de fluido de tubo ascendente

40. A primeira extremidade 20 a,e pode ficar em comunicação com a conexão da primeira extremidade 22 a, 22 e, através da conexão da tubulação da torre. Cada conexão da primeira extremidade 22 a, 22 e, para a corrente de fluido de tubo ascendente 40 é conectada à válvula de fechamento de emergência do tubo ascendente 190 a, e. Uma entrada 24 a, 24 e, para a corrente de fluido de proteção 120, que está em comunicação de fluido com a saída 112 para o tanque de armazenamento do fluido de proteção 110, também está em comunicação de fluido com a primeira extremidade 20 a, e de cada tubo ascendente flexível 10 a,e. Fica claro pela Figura 2 que as entradas 24 a, 24 e, para a corrente de fluido de proteção 120 estão separadas das conexões das primeiras extremidades 22 a, 22 e, para a primeira corrente de fluido de tubo ascendente 40. Girando os dutos de conexão na pilha de tornel isso permite que a corrente de fluido de tubo ascendente 40 e a corrente de fluido de proteção 120 passem entre a torre 150 e o resto da estrutura flutuante 100. Assim uma conexão constante de fluido é mantida mesmo que o tanque flutuante esteja girando em torno da torre 150.

[0067] A corrente de fluido de proteção 120 pode passar por cada primeira entrada 22 a,g e pelas primeiras extremidades dos tubos ascendentes flexíveis 10 a,e. Preenchendo os tubos ascendentes flexíveis 10 a,e a partir de suas primeiras extremidades, o fluido de proteção pode deslocar pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente em um ou mais tubos ascendentes flexíveis. O fluido de tubo ascendente deslocado, que é menos denso do que o fluido de proteção, será forçado para cima à medida que os tubos ascendentes flexíveis 10 a,e se enchem com o fluido de proteção de tal forma que o fluido

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 28/88 / 25 de tubo ascendente pode sair dos tubos ascendentes pelas primeiras extremidades 20 a,e, saindo pelas conexões das primeiras extremidades 24 a,e que podem ser uma saída. O fluido de tubo ascendente pode ser passado para a unidade de processamento 400 coma corrente de fluido de tubo ascendente 40.

[0068] A segunda extremidade 30a, 30e de cada tubo ascendente flexível 10a,e está no leito do mar 500. Cada segunda extremidade compreende uma conexão da segunda extremidade 32a,e que está em comunicação de fluido com a corrente de transferência de fluido de tubo ascendente 210a,b,g,h. As correntes de transferência de fluido de tubo ascendente 210a,b,g,h estão em comunicação de fluido com um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250. Em um modo de realização, a segunda extremidade 30a,e do tubo ascendente flexível 10a,e é fixa no fundo do mar 500. O primeiro coletor de base de tubo ascendente 300a,b é rigidamente fixo no fundo do mar 500.

[0069] O primeiro coletor de base de tubo ascendente 300 a,b compreende conexões do primeiro coletor 302 a,b,c,d para a corrente de transferência do fluido de tubo ascendente 210 a,b,g,h. As conexões do segundo coletor 304 a,b são conectadas as conexões das segundas extremidades 32a,e dos tubos ascendentes flexíveis 10a,e.

[0070] No modo de realização da Figura 2, as correntes de transferência de fluido de tubo ascendente 210 podem ser correntes de transferência de gás natural. Um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente 250 podem ser reservatórios de gás natural. A corrente de fluido de tubo ascendente 40 pode ser corrente de gás natural. Neste caso os reservatórios de gás natural 250 podem ser conectados aas correntes de transferência do fluido de tubo ascendente 210 através das cabeças de poços 200 a,b,g,h.

[0071] A Figura 2 mostra a unidade de tratamento e liquefação de gás

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 29/88 / 25 natural 400 na estrutura flutuante 100. Esta unidade pode ser usada para prétratamento e esfriamento do fluido de tubo ascendente quando este é gás natural. O arranjo discutido abaixo serve apenas como exemplo, porém, não de modo limitativo para a combinação das unidades descritas. Outras formações alternativas serão reconhecidas pelas pessoas experientes na técnica.

[0072] Normalmente uma corrente de gás natural 40 abrange substancialmente metano. Preferivelmente a corrente de gás natural compreende pelo menos 50 mol% de metano, preferívelmente pelo menos 80 mol% de metano.

[0073] Dependendo da fonte, o gás natural pode conter várias quantidades de hidrocarbonetos mais pesados do que o metano tal como em particular etano, propano e butanos, e possivelmente quantidades menores de pentanos de hidrocarbonetos aromáticos. A composição varia dependendo do tipo e da localização do gás.

[0074] Convencionalmente, os hidrocarbonetos mais pesados que o metano são removidos, à medida que for eficientemente possível, da corrente de gás natural antes de qualquer resfriamento significante, por muitas razões como no caso de haver temperaturas de congelamento ou liquefação que possam fazer com que eles bloqueiem partes da instalação de liquefação do metano.

[0075] A corrente de gás natural pode em primeiro lugar efetuar a remoção do ácido do gás passando-o através da unidade ou sistema de remoção de ácido do gás (AGR), que pode ser uma unidade dedicada e separada para isso, ou integrada com uma ou mais unidades ou aparelhos. O sistema AGR fornece um processo para a remoção de dióxido de carbono e sulfureto de hidrogênio e/ou COS conhecido pela técnica, por exemplo, um ou mais dos métodos descritos no WO 03/057348 A1.

[0076] O sistema AGR fornece uma corrente de gás natural tratado. A

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 30/88 / 25 corrente de gás natural tratado pode então passar por um primeiro estágio de resfriamento que pode compreender parte de um sistema de resfriamento e/ou sistema de liquefação. O primeiro estágio de resfriamento pode compreender um ou mais trocadores de calor em paralelo e/ou em serie, e ser capaz de reduzir a temperatura da corrente de gás natural tratado na faixa de -10°C até 70°C, e fornecer uma corrente de gás natural resfriado.

[0077] O primeiro estágio de resfriamento pode ter qualquer configuração conhecida pela técnica, e geralmente inclui um ou mais circuitos de refrigerante passando por um ou mais refrigerantes para fornecer frio ou energia fria para as correntes de hidrocarboneto tratado. Um exemplo de circuito refrigerante é o circuito refrigerante de propano conhecido pela técnica.

[0078] O primeiro circuito de resfriamento pode passar através de uma primeira etapa de resfriamento, do qual a corrente refrigerante, expandido depois de fornecer frio para a corrente de hidrocarboneto tratado, passa em um primeiro estágio compressor para re-compressão. O primeiro estágio compressor pode abranger um ou mais compressores em série ou paralelos de maneira conhecida pela técnica. Compressão do refrigerante normalmente aumenta a temperatura do refrigerante, de tal forma que ele é comumente esfriado por um ou mais trocadores de calor a jusante do compressor do primeiro estágio. O trocador ou trocadores de calor de jusante podem abranger um ou mais refrigeradores de água e/ou ar ambiente conhecidos pela técnica.

[0079] A corrente de gás natural resfriada pode passar através de um segundo estágio de resfriamento, novamente compreendendo um ou mais trocadores de calor em paralelo e/ou em série designados a mais um esfriamento e/ou liquefação da corrente de gás, já que é preferível obter uma corrente de gás natural liquefeito. A corrente de gás natural esfriado mais uma vez pode ser passado para o armazenamento, para um ou mais tanques de

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 31/88 / 25 armazenamento, ou ser passado através de uma tubulação adicional ou conduto para um ou mais tanques de armazenamento em qualquer lugar, como para instalações localizadas na terra ou outros tanques flutuantes. O outro tanque flutuante pode ser um navio tanque LNG.

[0080] Como com o primeiro estágio de resfriamento, o segundo estágio de resfriamento pode envolver um ou mais circuitos de refrigerante tendo um refrigerante adaptado para fornecer um esfriamento adicional acorrente de gás natural esfriado. Um exemplo de circuito refrigerante é um refrigerante misturado, e o segundo estágio de resfriamento poderia reduzir a temperatura da corrente de gás natural resfriada a abaixo de -100°C, preferivelmente abaixo de -150°C.

[0081] No segundo circuito de resfriamento, o refrigerante expandido do segundo estágio de resfriamento pode passar por um segundo estágio pelo compressor (que pode abranger um ou mais compressores em paralelo e/ou em serie), para fornecer corrente comprimido que é normalmente então resfriado por um ou mais trocadores de calor a jusante, por exemplo, refrigeradores de água e/ou ar ambiente. A corrente de refrigerante no segundo circuito de refrigerante pode então passar através do primeiro estágio de refrigeração da forma conhecida pela técnica, opcionalmente com a primeira passagem através do segundo estágio de resfriamento para um resfriamento adicional, antes de alcançar a válvula para expansão e reuso no segundo estágio de resfriamento da forma conhecida pela técnica.

[0082] Um ou mais sistemas de AGR e o primeiro e segundo estágios de resfriamento podem incluir um ou mais geradores tais como turbinas a gás, para acionar um ou mais aparelhos, unidades ou separadores nos mesmos, tal como, e a título de exemplo, o primeiro e segundo compressores.

[0083] A pessoa experiente na técnica compreenderá que a presente invenção pode ser executada de várias formas partindo do âmbito das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para proteger um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10), em um ambiente submarino, compreendendo pelo menos as etapas de:

(a) prover uma estrutura flutuante (100), um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10), cada um dos tubos ascendentes flexíveis transportando um fluído de tubo ascendente e tendo uma primeira extremidade (20) conectada à estrutura flutuante (100) e uma segunda extremidade (30) no leito do mar (500) e em conexão fluida com um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente (250) localizados abaixo do leito do mar (500);

(a1) transportar o fluido de tubo ascendente entre o um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) e a estrutura flutuante (100); e, (b) fechar a conexão de fluido entre o um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10) e o um ou mais reservatórios de fluído de tubo ascendente (250);

caracterizado pelo fato de compreender ainda:

(c) substituir pelo menos uma porção do fluído de tubo ascendente em um ou mais dos tubos ascendentes flexíveis (10) com um fluído de proteção, em que a densidade do fluído de proteção é maior do que a densidade do fluído de tubo ascendente;

em que na etapa (c) o fluido de proteção desloca pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente em um ou mais dos tubos ascendentes flexíveis (10), de tal forma que o fluido de tubo ascendente deslocado saia em uma conexão da primeira extremidade (22), a qual é uma saída em comunicação de fluido direta com a primeira extremidade (20) do tubo ascendente flexível (10);

em que a estrutura flutuante (100) compreende um tanque de armazenamento de fluido de proteção (110), o tanque de armazenamento de fluido de proteção compreendendo uma saída (112) para a corrente de fluido de proteção (120);

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2 / 5 em que a primeira extremidade (20) está em comunicação fluida direta com a conexão de primeira extremidade (22) para uma corrente de fluido de tubo ascendente (40) e com uma entrada (24) para a corrente de fluido de tubo ascendente (120) em comunicação fluida com a saída (112) do tanque de armazenamento de fluido de proteção (110), a entrada (24) sendo separada da conexão de primeira extremidade (22), em que a etapa (b) inclui fechar a segunda extremidade (30); e em que a etapa (c) inclui introduzir a corrente de fluido de proteção (120) em um ou mais tubos ascendentes através da entrada (24) para substituir pelo menos uma porção do fluido de tubo ascendente; e, remover a porção substituída do fluido de tubo ascendente através da conexão da primeira extremidade (22) para a corrente de fluido de tubo ascendente (40).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada (24) é uma entrada de lado de topo e/ou a primeira conexão de extremidade (22) é uma primeira conexão de extremidade de lado de topo.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos tubos ascendentes flexíveis (10) está conectado a estrutura flutuante (100) em sua primeira extremidade (20) e a segunda extremidade (30) é presa ao leito do mar (500).
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o fluido de tubo ascendente deslocado é forçado para cima quando o tubo ascendente flexível se enche com o fluido de proteção.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluido de tubo ascendente compreende dióxido de carbono e o um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) são formações geológica de subsuperfície vedadas; com o método compreendendo ainda, entre as etapas (a) e (b), a etapa de:

- passar o fluido de tubo ascendente compreendendo dióxido de carbono da estrutura flutuante (100) através de pelo menos um ou mais tubos

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3 / 5 ascendentes flexíveis (10) para uma ou mais formações geológica de subsuperfície vedadas (250).
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o fluido de tubo ascendente é um fluído de produção de hidrocarbonetos e os reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) são reservatórios de hidrocarbonetos; com o método compreendendo ainda, entre as etapas (a) e (b), a etapa de:

- passar o fluído de produção de hidrocarbonetos de um ou mais reservatórios de hidrocarbonetos (250) através de pelo menos um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10) para a estrutura flutuante (100).
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o fluido de proteção tem uma densidade maior do que 0,9 g/cm³, preferivelmente maior do que 1,0 g/cm³, e mais preferível ainda maior do que 1,1 g/cm³.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o fluido de proteção é selecionado dentre um ou mais do grupo compreendendo monoetilenoglicol e hidrocarboneto condensado.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato que na etapa (c) um ou mais dos tubos ascendentes flexíveis (10) são preenchidos com fluido de proteção da primeira extremidade (20) conectada com a estrutura flutuante (100).
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fluido de que o fluido de tubo ascendente é um fluído de produção de hidrocarbonetos e um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) são reservatórios de hidrocarbonetos subaquáticos, compreendendo ainda a etapa de tratar o fluído da produção de hidrocarbonetos à bordo da estrutura flutuante (100) para fornecer a corrente de hidrocarboneto liquido.
11. Aparelho (1) para proteger um ou mais tubos ascendentes

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4 / 5 flexíveis (10), em um ambiente submarino, compreendendo pelo menos:

- uma estrutura flutuante (100) compreendendo um tanque de armazenamento de fluido de proteção (110), o tanque de armazenamento de fluido de proteção compreendendo uma saída (112) para uma corrente de fluido de proteção (120);

- pelo menos um tubo ascendente flexível (10), para transportar um fluido de tubo ascendente entre um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) abaixo do leito do mar (500) e da estrutura flutuante (100) através de um canal de fluido principal do tubo ascendente, cada um dos pelo menos um tubo ascendente flexível tendo uma primeira extremidade (20) conectada à estrutura flutuante (100), a primeira extremidade (20) em comunicação de fluido direta com uma primeira conexão de extremidade (22) para uma corrente de fluido de tubo ascendente (40), caracterizado por uma entrada (24) para a corrente do fluido de proteção (120) em comunicação de fluido com a saída (112) do tanque de armazenamento de fluido de proteção (110), a entrada (24) sendo separada da conexão da primeira extremidade (22) e permitindo rápido enchimento do canal principal de fluido do tubo ascendente com o fluido de proteção que desloca e substitui pelo menos uma porção do fluido do tubo ascendente, que é menos densa do que o fluido de proteção, enquanto ao mesmo tempo o fluido de tubo ascendente pode ser removido através da conexão da primeira extremidade (22), com cada um dos tubos ascendentes flexíveis (10) tendo uma segunda extremidade (30) no leito do mar (500), a segunda extremidade tendo uma conexão da segunda extremidade (32) para uma corrente de transferência do fluido de tubo ascendente (210) em comunicação de fluido com o um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250).
12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade (30) do tubo ascendente flexível (10) é conectada ao coletor de base de tubo ascendente (300) que é rigidamente fixo no leito do mar, com o coletor de base de tubo ascendente tendo uma conexão do

Petição 870190054839, de 13/06/2019, pág. 36/88

5 / 5 primeiro coletor (302) para a corrente de transferência do fluido de tubo ascendente (210) e uma conexão do segundo coletor (304) conectada à conexão da segunda extremidade (32) do tubo ascendente flexível (10).
13. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade (20) do tubo ascendente flexível (10) é conectada à estrutura flutuante (100) por uma torre (150) compreendendo um ou mais enrijecedores de dobras (160) para direcionar o um ou mais tubos ascendentes flexíveis (10) através de um ou mais tubos I (170) para um convés de suspensão (180) onde a primeira extremidade (20) de cada um dos tubos ascendentes flexíveis (10) é fixa, com a conexão da primeira extremidade (22) para a corrente de fluido de tubo ascendente, sendo conectada à válvula de fechamento de emergência do tubo ascendente (190).
14. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que: a corrente de transferência do fluido de tubo ascendente (210) é uma corrente de transferência de gás natural; o um ou mais reservatórios de fluido de tubo ascendente (250) são reservatórios de gás natural; a corrente de fluido de tubo ascendente é uma corrente de gás natural; e, a estrutura flutuante (100) ainda compreende uma ou ambas uma unidade de tratamento do gás natural e uma unidade liquefação (400);
15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que a entrada (24) é uma entrada de lado de topo e/ou a primeira conexão de extremidade (22) é uma primeira conexão de extremidade de lado de topo.
16. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que cada um dos tubos ascendentes flexíveis (10) está conectado à estrutura flutuante (100) em sua primeira extremidade (20).