BRPI1106168A2 - recuperação submarina de produtos químicos de pistoneio - Google Patents

Abstract

recuperação submarina de produtos químicos de pistoneio. aparelho e métodos são descritos para manutenção de tubulação submarina, que inclui desidratação e confinamento de produto químico. um estrado de manutenção de tubulação submarina tem uma bexiga de confinamento afixada ao estrado e em comunicação fluida com uma bomba montada em estrado dimensionada para bombear fluido a partir da tubulação submarina. um sistema de sensor no lado de sucção da bomba detecta a presença de água do mar, água, agente químico, ou gás tal que a bomba pode ser operada apropriadamente, o agente químico utilizado durante operações de desidratação da tubulação é seletivamente bombeado para a bexiga de confinamento submarina para que o veículo submarino pode independentemente levar o agente químico à superfície.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RECUPERAÇÃO SUBMARINA DE PRODUTOS QUÍMICOS DE PISTONEIO".

ANTECEDENTES

Aproximadamente 60% da produção de petróleo mundial deriva de operações marítimas. Para atender demandas, e em um ambiente de valores crescentes para petróleo e gás, a exploração e subsequente produção estão sendo aplicadas em águas cada vez mais profundas. Por exemplo, petróleo e gás estão agora sendo produzidos em 1,52 a 3,05 km (5.000 a 10.000 pés) sob a água. Estes esforços marítimos têm exigido soluções especializadas dispendiosas, incluindo o estabelecimento de redes extensivas de tubulações submarinas para o transporte de petróleo e gás a partir de cabeças de poço para estruturas coletoras, instalações de cubo e para refinarias de processamento em terra.

Tubulações submarinas são submetidas à manutenção durante suas vidas úteis, desde o momento em que são primeiramente comissionadas, de modo intermitente durante o serviço ativo e como uma consequência de fechamentos temporários, e quando como mesmas são finalmente des-comissionadas. Tubulações recém-construídas devem ser submetidas a uma série de etapas de comissionamento para garantir que especificações tenham sido atendidas assim como para cumprir com exigências regulató-rias. Tais exigências variam de acordo com a composição da tubulação e seu uso pretendido. O comissionamento de tubulação irá incluir, geralmente, pelo menos inundação, limpeza e aferição, teste hidrostático, desidratação e secagem antes que qualquer produto possa ser introduzido no tubo. Como o-perações de inundação iniciais tipicamente incluem o pressiohamento de um pig pré-instalado através da tubulação com água do mar tratada. A tubulação será inundada entre um par de fechamentos de válvulas como terminações de extremidade de tubulação (PLETs). O pig ou pigs que transitam na tubu-laçao em conjunção com a inundação podem participar na limpeza da tubulação de carêpa de oxidação e outros detritos assim como a avaliação de mossas, cambamentos e outros defeitos ovalizados na tubulação.

Após conclusão da inundação, a tubulação é testada hidrostati-camente em relação à diretivas federais ao pressurizar a água do mar relativamente não compressível que preenche a tubulação mediante o uso de bombas de alta pressão. Regulamentos de Segurança Federais dos Estados Unidos estabelecidos no documento 49 C.F.R. Parte 195, exige que "tubulações usados para transportar líquidos perigosos ou altamente voláteis" devem "ser testados a uma pressão igual a 125% da pressão de operação máxima permitida (MAOP)" por um período de tempo determinado. Exigências de teste hidrostático para tubulações de gás são estabelecidos no documento ASME B31.8 e API RP1110.

Após o teste hidrostático, uma limpeza adicional pode ser aplicada como, por exemplo, limpeza de tubos por escova. Por fim, seja água do mar ou água potável, a água deve ser removida da tubulação. Para tubulações submarinas grandes, o volume de água que deve ser removido pode ser considerável. Como um exemplo, a desidratação dos 217,26 km (134 milhas) da tubulação Independence Trail Gas Export de diâmetro dual 20/24 no Golfo do México exigiu a remoção de 49.210.325,69 litros (treze milhões de galões) de água do mar. A desidratação é tipicamente conduzida por prèssionamento de pigs de desidratação a partir de uma terminação para a outra usando ar comprimido, nitrogênio, ou similares. Dado o imenso volume a ser removido, o esforço de desidratação pode levar várias semanas de bombeamento contínuo. Após a desidratação, a tubulação é condicionada. A remoção de água é necessária para evitar a contaminação do produto, assim como evitar a corrosão. A remoção de água e subsequente tratamento químico da tubulação é particularmente importante para evitar a formação de hidratos em tubulações de gás natural. A remoção física de água é tipicamente realizada mediante a retirada da água para fora do tubo usando um trem de pig empurrado por um ! gás como ar ou nitrogênio. Sal pode ser lavado com jato de água a partir do tubo usando lama pesada de água doce bateladas entre pares de pigs na frente do trem de pig. O tratamento químico ou pistoneio é tipicamente em- pregado em tubulações de gás natural para evitar a formação de hidratos. O pistoneio químico envolve lama pesada atravessada de produtos químicos hidroscópicos, comumente metanol ou mono-etileno glicol (MEG), através da tubulação entre conjuntos de pigs que, juntos, formam um trem de pig. Por exemplo, a lama pesada de metanol ou MEG pode ser posta em dois ou mais lotes em um trem de quatro ou cinco pigs, acionados pela pressão de gás comprimido. No caso de pistoneio de metanol, a lama pesada de metanol pode ser entremeada com lama pesada de nitrogênio para diminuir os riscos de explosão.

Soluções de tratamento químico não podem ser liberadas no ambiente e até o momento tem sido coletadas através de condutos que levam a tanques de armazenamento temporário em navios de superfície. Portanto, os produtos químicos de pistoneio são coletados usando tubagem que segue a partir do fundo do mar para uma plataforma ou navio de superfície para a coleta. A remoção submarina de soluções de tratamento químico não tem sido possível até o momento, e representa uma necessidade não atendida na indústria. O que é necessário são aparelhos e métodos de serviço de tubulação submarina capaz de fornecer a coleta submarina de produtos químicos de tubulação submarina a partir de elementos de sistema de linha de escoamento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um sistema de condicionamento de tubulação submarina tem pelo menos um recipiente submarino e um sensor. Em uma disposição, o sistema não exige uma bomba submarina. Em vez disso, o fluxo para o sistema de condicionamento pode ser gerado através do gás de desidratação usado. Deste modo, a extremidade da descarga do sistema de condicionamento pode permanecer passiva com respeito a pressão, e uma conexão pode ser usada para desviar de modo seletivo comunicação fluida a partir da tubulação tanto para o ambiente quanto para pelo menos um recipiente submarino. Adicionalmente, o recipiente submarino, se em uma baixa pressão como 1-bar, pode ser preenchido abaixo do nível do mar sem a necessi- dade de uma bomba submarina ser operada. Em tal disposição, a conexão pode ser usada entre o recipiente submarino e a tubulação com o sensor apresentado usado para fins de detecção. Alternativamente, a bomba submarina pode ser conectada entre a tubulação e pelo menos um recipiente submarino, mas a bomba pode ou não precisar ser operada.

Em outra disposição, o sistema de condicionamento pode usar uma bomba submarina para produzir fluxo conforme necessário. Por exemplo, a bomba submarina pode incluir uma bomba tríplice ou outro tipo de bomba. A bomba submarina pode repousar no fundo do mar e pode acoplar em um veículo submarino ou em uma plataforma ou navio de superfície u-sando um umbilical. Alternativamente, a bomba submarina pode ser carregada pelo veículo submarino em um estrado.

Para esta parte, o recipiente submarino, que pode ser um acumulador ou bexiga, pode repousar no fundo do mar e pode acoplar na bomba submarina usando conexões apropriadas. Alternativamente, o recipiente submarino pode ser carregado por um veículo submarino—o mesmo ao u-sado para a bomba ou um veículo diferente. Em uma disposição, o recipiente submarino pode ser uma forma retrátil de bexiga. Entretanto, o recipiente submarino pode ser qualquer receptáculo ou acumulador adequado capaz de suportar a faixa de pressão sob consideração submarina-para-superfície, produtos químicos, e água do mar. A entrada da bomba conecta em comunicação fluida com a terminação da tubulação que tem uma válvula de distribuição receptora de pig. Quando operada, a bomba submarina pode bombear fluido de sua entrada para uma descarga. A bomba é seletivamente operada dependendo se água do mar, água potável, agente químico, ou gás está presente na entrada da bomba a partir do coletor. Quando a água do mar está sendo descarregada do coletor à frente de um trem de pigs na tubulação, por exemplo, a água do mar pode ser descarregada no ambiente. Caso desejado, a bomba pode evacuar a agua do mar no ambiente para reduzir a cabeça hidrostática associada com o processo de movimento dos pigs ao longo da tubulação.

Entretanto, o sensor disposto em comunicação fluida entre a en- trada da bomba submarina e o coletor pode detectar uma ou mais propriedades do fluido descarregado, Se gás é detectado na descarga devido ao fato de que o nitrogênio ou outro gás usado para empurrar o trem de pig contornou os pigs, então a bomba submarina interrompe o bombeamento para evitar que seja danificada pelo gás detectado.

Se agente químico é detectado na lama dura do trem de pig que deveria conter somente água do mar, água potável, ou outro líquido do tipo, então o sensor detecta a presença do agente químico de modo que a bomba possa ser interrompida para evitar o bombeamento do agente para o ambiente. Quando o bombeamento de agente químico é necessário (seja devido a lama dura de condicionamento ter alcançado de modo adequado o coletor ou a ocorrência de contorno), o sistema de condicionamento pode seletivamente conectar pelo menos uma bexiga submarina à descarga da bomba submarina, Deste modo, o agente químico no processo de desidratação pode ser bombeado para a bexiga submarina, e então transportada de modo independente para a superfície por um veículo submarino.

Conforme observado acima, a bomba submarina pode ser carregada pelo veículo submarino de modo que a bomba pode ser operada por um motor hidráulico acionado pelo veículo submarino e sua conexão umbilical com a plataforma ou navio de superfície. O sensor pode ser incorporado na bomba submarina ou pode ser uma unidade de sensor independente manipulado pelo veículo submarino, O sensor pode usar qualquer forma adequada de detecção, incluindo, mas não se limitando a, ultrassom, absorção ótica, movimento, e similares, para detectar uma propriedade de fluido da tubulação de modo que a comunicação fluida da tubulação possa ser desviada para o recipiente submarino em resposta à propriedade detectada. O sensor pode medir qualquer um de diversos parâmetros, incluindo, mas não se limitando a, densidade, fluxo de massa, gravidade específica, toxicidade, viscosidade, salinidade, ponto de condensação, pH, e outros tipos de medições. Em troca, a densidade, fluxo de massa, ou outro parâmetro pode ser correlacionado ao tipo de fluido sendo descarregado a partir da tubulação de modo que o fluido pode ser adequadamente desviado do ambiente para o recipiente submarino conforme necessário.

Em uma disposição, por exemplo, o sensor pode ter uma sonda ultrassônica disposta em um membro fluido em comunicação fluida com um lado de sucção da bomba. A sonda ultrassônica transmite um sinal ultrassô-nico no membro fluido e detecta o tempo de propagação de qualquer reflexo do sinal transmitido. Usando o tempo de propagação e detalhes conhecidos das dimensões de membro fluido e os fluidos esperados, o sistema do sensor pode determinar se o membro fluido é preenchido com água, água do mar, agente químico, ou gás. O membro fluido pode ser uma câmara de pressão ou tubo de fluxo em comunicação fluida entre a válvula de distribuição receptora de pig e a entrada da bomba.

Em outra disposição, o sensor pode incluir um hidrômetro para medir a gravidade específica do fluido. Adicionalmente, o sensor pode ser um densitômetro, como um densitômetro radioativo (RAD), um densitômetro de raios-X ou gama, ou um densitômetro ultrassônico para medir a densidade do fluido, fluxo de massa, ou similares.

Em ainda outra disposição, o sensor pode incluir um sensor de micro movimentos que determina o impulso do fluido, a partir do qual a massa e composição do fluido pode ser derivado. Por exemplo, o sensor pode ser um transdutor de densidade líquida com base em um sistema de massa de mola ou princípio de diapasão, como um Diapasão de Micro Movimentos ou similares. Como a densidade do meio medido muda, muda-se em troca uma massa vibrante do transdutor de densidade. Esta vibração é então detectada como uma mudança na frequência ressonante e na gravidade específica. A partir desta mudança detectada, a densidade do meio medido pode ser deduzida.

Em ainda outras formas, o sensor pode usar espectroscopia de absorção e pode incluir um dispositivo como um medidor de fração de água do tipo Red Eyè® ou outro detector disponível junto a Weatherford. O sensor pode usar espectroscopia de massa e pode incluir um dispositivo como um espectrômetro de massa de setor magnético por fonte de plasma de argônio disponível junto a W.H.O.I. Marine Chemistry and Geochemistry Department.

Finalmente, o sensor pode usar medições de capacitação/condutividade e pode incluir um dispositivo como um medidor de fração de água ou detector de vazamento disponível junto a Phaze Technologies como da Noruega. O sumário supracitado não se destina a resumir cada modalidade em potencial ou todos os aspectos do presente documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1A mostra uma seção de tubulação submarina e um veículo submarino instalado a partir de um navio de serviço. A figura 1B mostra o veículo submarino em relação a tubulação em maiores detalhes. A figura 2A mostra um lançador de pig para a seção de tubulação submarina. A figura 2B mostra o veículo acoplado a uma válvula de distribuição receptora de pig da seção de tubulação submarina. A figura 2C mostra maiores detalhes da válvula de distribuição receptora de pig para a seção de tubulação submarina. A figura 3 mostra um diagrama de um sistema de bombeamento e um sistema de confinamento químico em relação à válvula de distribuição receptora de pig. A figura 4 mostra um diagrama do sistema de confinamento química em conjunção com um sistema de amostragem química. A figura 5 é um fluxograma de um processo de condicionamento usando o sistema de bombeamento e confinamento e coletor. A figura 6A mostra diagramaticamente componentes de um sistema do sensor de acordo com o presente documento. A figura 6B mostra um sensor para o sistema de sensor apresentado. A figura 6C mostra um visor do sensor apresentado detectando um membro inundado. A figura 7A mostra um visor do sensor apresentado detectando água do mar em um membro inundado. A figura 7B mostra um visor do sensor apresentado detectando um agente químico em um membro inundado, A figura 7C mostra um visor do sensor apresentado detectando gás em um membro inundado.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência às figuras 1A e 1B, a tubulação submarina 20 tem uma seção de duto 24 disposto entre duas terminações de tubulação 22 e 26. como terminações de tubulação 22/26 podem incluir qualquer tipo de fechamento de válvula adequado para uma tubulação e pode incluir conexões com tubo sob pressão ou cabeças de deposição para abandono, recuperação, ou iniciação, como terminações de tubulação 22/26 podem também incluir cubos de coleta submarina que tem diversas terminações de tubulação e fechamentos de válvulas. Tais cubos podem ser dimensionados para conectar diversas linhas de escoamento carregando petróleo e gás a partir de vários campos para linhas de produção que podem levar, por exemplo, para instalações em terra.

Um sistema de condicionamento 100 é usado em conjunção com um navio de suporte 10 (conforme mostrado) ou qualquer outra plataforma adequada. Em uma disposição, o sistema de condicionamento 100 inclui um sistema de bombeamento 110 e um sistema de confinaménto 130, que são discutidos em maiores detalhes mais à frente. Em geral, um sistema de bombeamento 110 e sistema de confinaménto 130 pode ser instalado na tubulação 20 usando quaisquer técnicas disponíveis e pode ser armazenado separadamente ou junto no fundo do mar ou em um veículo. Um umbilical (não mostrado) pode ir do navio 10 para um sistema de bombeamento 110 para fornecer energia elétrica e quaisquer outras necessidades.

Conforme mostrado nas figuras 1A a 1B, por exemplo, o sistema de condicionamento 100 pode instalar um ou mais veículos submarinos 50 para prestar assistência no condicionamento e desidratação da tubulação 20. Conforme mostrado na figura 1B, o veículo submarino 50 pode carregar unf sistema de bombeamento 110, embora um sistema de bombeamento 110 possa repousar no fundo do mar e conectar-se ao navio 10 via um umbilical. Para esta parte, o sistema de confinaménto 130 pode também ser car- regado pelo veículo submarino 50, embora, novamente, o mesmo possa repousar no fundo do mar para ser elevado e rebaixado conforme necessário.

Em geral, os veículos submarinos 50 podem incluir qualquer veículo adequado, como um Veículo Submersível (SV) com um operador humano, um Veículo Operado Remotamente ancorado (ROV) operado a partir da superfície remotamente, um Veículo Subaquático Autônomo não ancorado (AUV), ou outro tipo de veículo submarino. O veículo submarino 50 tem um braço robótico 52 ou outras ferramentas que podem manipular mangueiras, bombas, válvulas, e outros equipamentos usados no momento de desidratação e condicionamento da tubulação 20. O veículo submarino 50 pode ser ancorado diretamente a um navio de suporte 10 ou plataforma na superfície e pode ter um sistema de gerenciamento de cabo de ancoragem (TMS) 12 para compensar mudanças no comprimento de cabo de ancoragem.

Para desidratar e condicionar a tubulação 20, um trem de pig 40 é carregado na tubulação 20 usando qualquer técnica disponível. Por exemplo, o trem de pig 40 pode ser lançado a partir do navio 10 ou similares u-sando técnicas e sistemas disponíveis para conexão na tubulação 20. Alternativamente, conforme mostrado na figura 1B, um lançador de pig 30 se fixa nas terminações de tubulação 22 para lançar o trem de pig 40. Em ambos os casos, um válvula de distribuição receptora de pig 70, descrito em maiores detalhes adiante, se fixa nas outras terminações de tubulação 26 para receber o trem de pig 40 de acordo com os propósitos apresentados no presente documento.

Conforme retratado nas figuras 1B, o trem de pig 40 inclui diversos pigs 42a a d. Embora quatro pigs 42a a d sejam mostrados no exemplo presente, o trem de pig 40 pode ter qualquer número adequado de pigs. Os pigs 42a a d tem sido inseridos em uma extremidade da tubulação 20 usando o lançador de pig 30 ou outra técnica disponível. Uma ou mais fontes (não mostrado) de gás, água, produtos químicos de desidratação, e similares se fixam no lançador de pig 30 para lançar o pigs 42a a d com diversas lamas pesadas do gás, água, e produtos químicos de desidratação atrás e entre os pigs 42a a d. A fonte de gás (não mostrado) pode ser ar comprimi- do, nitrogênio, ou outro gás inerte 66 a ser aplicado atrás do último pig 42d do trem 40. A fonte deste gás pode ser do navio 10, de uma fonte submarina, ou de outro local. Uma operação do lançador de pig 30 pode usar um veículo submarino além daquele usado nas terminações de tubulação opostas 26.

Brevemente, a figura 2A mostra detalhes de um lançador de pig 30 que tem pigs 42a a d instalados em relação a uma pluralidade de válvulas V1 a V5. Embora mostrado como um lançador vertical, o lançador de pig pode ser horizontal. Além disso, conforme observado previamente, tal lançador de pig 30 pode não ser usado se outra técnica é usada para lançar os pigs 42a a d, por exemplo, a partir do navio (10; figura 1A) conforme mostrado na técnica. Em qualquer evento, uma conexão com tubo sob pressão 32 permite que lama pesada de gás, água, e produtos químicos sejam bombeados no lançador de pig 30 a partir de uma fonte adequada (não mostrado). Usando como válvulas V1 a V5, como diversas lamas pesadas podem ser inseridas entre e atrás dos diversos pigs 42a a d usando técnicas conhecidas na técnica de modo que o trem de pig 40 possa ser lançado na tubulação 20 com a disposição desejada de lama pesada.

Diversas disposições de pigs de desidratação e lama pesada podem ser usadas. Na disposição particular da figura 1B, por exemplo, o trem de pig 40 inclui uma lama dura 62 de água entre os primeiros dois pigs 42a a b. A lama dura de água 62 pode ter quaisquer aditivos adequados, como produtos químicos de teste hidrostático, corante para detecção de vazamento, inibidores de corrosão, sequestradores de oxigênio, biocidas, um aditivo Sulfato de Tetrakis (Hidroximetil) Fosfônio (THPS), e similares. Como um exemplo, a água 62 pode ser de cerca de 2.857,98 litros (755 galões), embora o volume por fim dependa na implantação.

As lamas pesadas 64a a b de produtos químicos de pistoneio são bateladas entre subsequentes pigs 42b, 42c, e 42d. Cada uma desta lama pesada 64a a b pode ser de cerca de 2.857,98 litros (755 galões). Finalmente, a fonte gás 66, como ar comprimido ou nitrogênio, segue o último pig 42d e é usado para empurrar o trem de pig 40. Em troca, o trem de pig 40 avança com água do mar 60 para fora da tubulação 20 através da terminação oposta 26, que pode ter o válvula de distribuição receptora de pig 70.

Com os pigs 42a a d instalados no lançador de pig 30, o veículo submarino 50, conforme mostrado na figura 1B, move um sistema de bom-beamento 110 em um estrado para como terminações de tubulação 26 e usa seu braço robótico 52 para conectar uma bomba de um sistema de bombe-amento 110 à conexão com tubo sob pressão 87 na válvula de distribuição receptora de pig 70. Em geral, os pigs 42a a d podem ser movidos através da tubulação 20 mediante pressionamento com o gás atrás do trem 40, mediante atração com bombeamento da água do mar 60, ou uma combinação de ambos.

Na presente implantação, o gás comprimido 66 injetado no lançador de pig 30 empurra os pigs 42a a d através da seção de tubulação 24. Ao mesmo tempo, a água do mar 60 pode ser evacuada para o ambiente no coletor 70. Alternativamente, um sistema de bombeamento 110 pode bombear a água do mar 60 a partir do coletor oposto 70 para reduzir a pressão de cabeça e contemporaneamente atrai os pigs 42a a d ao longo da seção de tubulação 24. A água do mar 60 à frente do trem de pig 40 e lama dura de água potável 62 podem ser evacuadas a partir da tubulação 20 è podem ser esvaziadas no ambiente ou em outro local. Entretanto, a lama pesada 64a a b de produtos químicos de pistoneio entre os pigs 42b, 42c, e 42d são coletadas de acordo com como técnicas apresentadas no presente documento.

Em uma disposição, o sistema de condicionamento 100 não exige a bomba submarina de um sistema de bombeamento 110. Em vez disso, o fluxo para o sistema de condicionamento 100 pode ser gerado através do gás de desidratação usado para mover o trem de pig 40. Deste modo, a extremidade da descarga do sistema 100 pode permanecer passiva com respeito à pressão. Para esta disposição, uma conexão adequada (por exem-pio, um conector de tubo de fluxo ou similares) pode ser usada entre o sistema de confinamento 30 e o coletor 70. Alternativamente, um sistema de bombeamento 110 pode ser usado como uma conexão entre a tubulação 20 e o sistema de confinamento 130 sem a necessidade de que a bomba do sistema opere. Adicionalmente, um recipiente submarino ou bexiga no sistema de confinamento 130 pode ser em uma baixa pressão, como 1-bar. Neste caso, o sistema de confinamento 130 pode ser preenchido abaixo do nível do mar sem a necessidade de uma bomba em um sistema de bombe-amento 110 operar.

Em outra disposição, o sistema 100 pode usar a bomba submarina de um sistema de bombeamento 110 para produzir fluxo conforme necessário. A bomba submarina pode incluir uma bomba tríplice ou outro tipo de bomba. A bomba submarina pode repousar no fundo do mar e pode acoplar em um veículo submarino ou em uma plataforma ou navio de superfície usando um umbilical. Alternativamente, a bomba submarina pode ser carregada mediante o veículo submarino em um estrado.

Conforme observado previamente, produtos químicos de pisto-neio da lama pesada 64a a b são tipicamente coletados usando tubagem (por exemplo, tubagem enrolada, duto flexível, ou mangueira) que segue a partir do fundo do mar para o navio de superfície 10 ou plataforma. Na implantação atual, entretanto, o sistema de condicionamento 100 tem o sistema de confinamento 130 para este propósito. Se usado, um sistema de bombeamento 110 se conecta à conexão com tubo sob pressão 87 do coletor 70 e bombeia fluido a partir da tubulação 20. Conforme mostrado na figura 1B e observado previamente, um sistema de bombeamento 110 pode ser incorporado em um estrado carregado mediante o veículo submarino 50, embora, conforme observado previamente, o sistema 110 possa repousar no fundo do mar e se conectar ao navio de superfície 10 ou plataforma mediante um umbilical.

Para esta parte, o sistema de confinamento 130 pode ser parte de uma armação independente armazenada abaixo do nível do mar e recuperável para a superfície usando um veículo submarino ou outro método.

I

Alternativamente, o sistema de confinamento 130 pode também ser incorporado em um estrado carregado, seja mediante o mesmo veículo 50, ou mediante algum outro veículo. Em qualquer evento, um sistema de bombea- mento 110 (ou conexão de tubulação direta) descarrega os produtos químicos de pistoneio a partir do coletor 70 para o sistema de confinamento 130 de modo que os produtos químicos de pistoneio da lama pesada 64a a b possam ser recuperados sem o uso da disposição de tubagem no navio 10 como feito convencionalmente. A figura 2B mostra o veículo submarino 50 acoplado ao válvula de distribuição receptora de pig 70 na terminação 26 da tubulação 20, e a figura 2C mostra o válvula de distribuição receptora de pig 70 em maiores detalhes. O sistema de condicionamento 100 é retratado diagramaticamente na figura 3. Com referência às figuras 2B, 2C, e 3, a válvula de distribuição receptora de pig 70 tem um tubo receptor de pig 72 que se conecta às terminações de tubulação 26. Este tubo receptor 72 está em comunicação fluida com um tubo coletor 76 via diversas válvulas 82a (por exemplo, válvulas esféricas) e um tubo cruzado 74. Outra válvula 80 precede e está em comunicação fluida com uma conexão com tubo sob pressão 81 a partir do tubo receptor de pig 72, enquanto uma válvula 86 precede e está em comunicação fluida com outra uma conexão com tubo sob pressão 87 a partir do tubo receptor de pig 72. Uma válvula final 84 precede e está em comunicação fluida com uma ou mais válvulas de alívio de pressão 85 a partir do tubo coletor 76. As diversas válvulas 80, 82, 84, e 86 podem ser válvulas esféricas operáveis ROV de modo que o braço robótico do veículo ou outra ferramenta possa abrir e fechar as válvulas conforme necessário.

Voltando-se agora a um sistema de bombeamento 110 melhor mostrado na figura 3, este sistema 110 inclui um sistema de entrada do sensor 120 e uma bomba 118. O sistema de entrada do sensor 120, que é discutido em maiores detalhes adiante, é acoplado mediante üma mangueira conectora 89 na uma conexão com tubo sob pressão 87 no tubo coletor 76. O fluido a partir da uma conexão com tubo sob pressão 87 passa o sistema de entrada do sensor 120 e também passa a pressão sensor 112, câmaras I de pressão 113, sensores de gás 114, e uma válvula 115. O sistema do sensor 120 determina qual fluido está fluindo através da entrada de um sistema de bombeamento 110 de modo que o bombeamento pode ser inter- rompido e o fluido redirecionado conforme necessário.

Diversos tipos de sensores podem ser usados para o sistema de entrada do sensor 120, incluindo, mas não se limitando a, sensores acústicos, sensores óticos, e similares. Por exemplo, o sensor acústico pode usar um sinal de ultrassom para medir o tempo de propagação através de um membro inundado. Um sensor de micro movimentos pode ser usado, assim como um hidrômetro para determinar a gravidade específica de fluido em um membro. Cada um dos sensores é preferencialmente acondicionado para operações submarinas em altas pressões. Maiores detalhes em relação ao sistema de entrada do sensor 120 são fornecidos adiante.

Após estes componentes de entrada, a comunicação fluida dentro de um sistema de bombeamento 110 então se ramifica. Uma ramificação tem um filtro de desidratação 116 em um lado de sucção da bomba 118 e tem um medidor de fluxo de desidratação 117, uma válvula de verifica-ção119a, e a válvula de alívio 119b no lado de descarga da bomba 118. Dependendo das exigências, por exemplo, a bomba 118 pode ser projetada para liberar pressões por toda a faixa a partir de 0,69 a 137,89 MPa (100 a 20.000 psi) e pode bombear a uma taxa típica de cerca de 3 a cerca de 38 gpm ou mais, embora valores reais dependam da implantação. O veículo submarino 50 pode alimentar a bomba 118, e a bomba 118 pode ser uma bomba de deslocamento positivo, como uma bomba tríplice operada mediante um motor hidráulico.

Outra ramificação surge antes do filtro de desidratação 116 e comunica-se com uma válvula 115. Aqui, esta ramificação se une com o tubo previamente ramificado a partir do lado de descarga da bomba 118. Estes dois tubos então se comunicam com uma conexão com tubo sob pressão 111 para a saída que completa um sistema de bombeamento 110. Maiores detalhes de um sistema de bombeamento 110 podem ser encontrados no pedido de patente n° de série U.S. 12/526.885, intitulado "Subsea Pipeline Service Skid," que é incorporado no presente documento por completo a título de referência.

Voltando-se agora para o sistema de confinamento 130 mostra- do na figura 3, este sistema 130 inclui um ou mais bexigas recipientes ou de confinamento 131. Estas bexigas 131 podem ser postas em comunicação fluida com um sistema de bombeamento 110 para recuperar produtos químicos de pistoneio bombeado a partir de um sistema de bombeamento 110. Em particular, a mangueira de descarga 134 a partir de uma conexão com tubo sob pressão de um sistema de bombeamento 111 pode se conectar com uma válvula de entrada 138 e câmara de pressão 133 no sistema 130 antes de alimentar a bexiga de confinamento 131. A bexiga 131 tem diversas válvulas 139 ao longo da extensão da bexiga 131. Nesta disposição, a comunicação fluida a partir do tubo de entrada para dentro e fora da bexiga 131 pode ser controlada mediante operação seletiva destas válvulas 139. Além disso, quando a bexiga 131 é trazida para a superfície, produtos químicos armazenados na bexiga 131 podem conter gás que saem da solução perto da superfície da água. Este gás é preferencialmente ventilado através da válvula de alívio de pressão ou similares incorporadas no sistema de con-finamento 130. A bexiga 131 pode ser presa dentro de uma estrutura de armação (não mostrado). A bexiga 131 pode ser formada a partir de qualquer material capaz fornecer um invólucro à prova de vazamentos, para suportar extremos de temperatura e pressão, e para resistir à produtos químicos de tratamento usados. Em um exemplo, a bexiga 131 é formada a partir de um material elastomérico (L4284UPW disponível junto à Cooley Inc.), embora outros materiais adequados possam ser usados.

Durante a operação de desidratação, uma ou mais bexigas 131 podem ser usadas para reter os produtos químicos de pistoneio bombeados a partir de a tubulação 20. O sistema de condicionamento 100 pode ser projetado para bombear todos os produtos químicos de pistoneio a partir da tubulação nas bexigas 131 disponíveis abaixo do nível do mar. Alternativamente, o sistema 100 pode ser projetado para bombear em uma ou mais ! bexigas 131 de uma vez, e então trocar para novas bexigas 131 durante o-perações para coletar produtos químicos de pistoneio submarinos adicionais.

As conexões de alinhamento para enroscamento 135 se ramifi- cam a partir do tubo conectando entre a válvula de entrada 138 e a bexiga 131. Estas conexões de alinhamento para enroscamento 135 podem ser usadas para se conectar em um sistema de amostragem química (não mostrado), que é discutido adiante na figura 4.

Também se conectando a partir da bexiga 131, o sistema 130 tem uma válvula de alívio 137 e uma válvula de saída 138 para se conectar a bexigas adicionais (não mostrado) ou outros componentes. Maiores detalhes do sistema de confinamento 130 podem ser encontrados em Pedido de patente n° de série U.S. 12/526.885, intitulado "Subsea Pipeline Service Skid," que tem sido incorporado no presente documento mediante referência.

Conforme observado previamente, o sistema de confinamento 130 tem conexões de alinhamento para enroscamento 135 para conectar componentes de um sistema de amostragem química. A figura 4 mostra um sistema de amostragem química 140 acoplado no sistema de confinamento 130. O sistema de amostragem química 140 inclui conector stab 146 se comunicando ao longo de um tubo para uma câmara de amostragem 149. Diversas válvulas 147 são dispostas ao longo do tubo assim como um manô-metro de pressão 148. A câmara de amostragem 149 é instalada e empregada em pressão ambiente. Então, durante as operações, a câmara 149 coleta fluido a partir do sistema de confinamento 130 seletivamente durante estágios da operação de desidratação. Quando trazida para a superfície com o veículo 50, o conteúdo da câmara 149 pode ser analisado para determinar os resultados da operação de desidratação. Tipicamente, quando a tubulação é desidratada, a tubulação deve ter pelo menos um ponto de condensação mínimo. Mediante a coleta de conteúdo em diversas câmaras 149 e então as analisando, operadores podem determinar se a operação de desidratação atingiu este objetivo.

Com um entendimento da válvula de distribuição receptora de pig 70, do sistema de bombeamento 110, do sistema de confinamento 130, e do sistema de amostragem 140, a discussão agora se volta para detalhes da operação de desidratação. Em geral, o sistema de condicionamento 100 o-pera de modo a condicionar a tubulação 20 a um ponto de condensação específico, que é correlacionado à secura. Um sistema de bombeamento 110 pode se conectar ao coletor 70 e pode retirar água do mar a partir de tubulação 20 conforme o trem de pig 40 é movido ao longo da tubulação 20, ou a água do mar pode ser descarregada diretamente a partir do coletor 70 para o ambiente. A água do mar existente na tubulação 20 pode ser prontamente descarregada ao ambiente, e água potável utilizada na operação de desidratação também pode ser descarregada ao ambiente. Entretanto, os produtos químicos de pistoneio (por exemplo, glicol) utilizado em desidratação são capturados no sistema de confinamento 130. Enquanto isso, o sistema de sensor 120 no lado de sucção da bomba 118 pode ser utilizado para distinguir entre água do mar, água potável, produto químico de pistoneio, e nitrogênio descarga a partir do coletor 70 quando o sistema de bombeamento 130 é conectado. Desta forma, o sistema de sensor 120 pode proteger a bomba do sistema de bombeamento 118 no evento em que gás está presente ou contorna entre os pigs 42a-d do trem de pig 40. Da mesma forma, o sistema de sensor 120 pode detectar se mistura ou contorno de produtos químicos de pistoneio ocorreu entre os pigs 42a-d para que a bomba 118 possa ser interrompida para evitar bombear os produtos químicos ao ambiente.

Detalhes adicionais da operação de desidratação 200 são fornecidos com relação à figura 5, que também se referem aos componentes do sistema de condicionamento 100 nas figuras 1 a 4. Como descrito na operação 200 abaixo, o sistema de bombeamento 110 é operado para atrair fluido ser descarregado ao ambiente ou ao sistema de confinamento 130, embora isto não seja estritamente necessário. Como descrito anteriormente, por e-xemplo, fluxo para o sistema de condicionamento 100 pode ser gerado pelo gás de desidratação utilizado para mover o trem de pig 40. Desta forma, a extremidade de descarga do sistema 100 pode permanecer passiva com relação à pressão, e o sistema de bombeamento 110 (se utilizado) não pre- cisa atrair fluido. Em vez disso, uma conexão adequada pode ser utilizada entre a tubulação 20 e o sistema de confinamento 130, ou o sistema de bombeamento 110 pode não ser operado e pode agir como uma conexão controlável.

Com o lançador de pig 30 e a válvula de distribuição receptora de pig 70 instalado, operadores carregam e lançam os pigs 42a-d e lamas pesadas 60, 62, 64 a partir do lançador de pig 30 na extremidade final da tubulação 20 (Bloco 202). Esta operação utiliza procedimentos conhecidos na técnica e geralmente envolve operadores que utilizam um veículo submarino para abrir as válvulas V1 a V5 apropriadas no lançador de pig 30 e bombear a lama pesada 62 de água potável a partir de uma fonte para lançar o primeiro pig 42a. Isto é então repetido em série à medida que os operadores lançam o segundo pig 42b ao utilizar a lama pesada 64a de glicol e então lançam o terceiro pig 42c ao utilizar o outra lama pesada 64b de glicol.

Uma vez que os pigs 42a-d são lançados, operadores começam a bombear nitrogênio para lançar o trem de pig 40 ao longo da tubulação 20 (Bloco 204). À medida que o trem 40 viaja, a lama pesada de água potável 62 age para remove saí. De forma subsequente, as lamas pesadas de condicionamento 64a-b trabalham para diluir o filme de água remanescente na tubulação 20 (ou condiciona o filme a um ponto de condensação específico).

Como discutido acima na figura 1B, a água do mar 60 precede o trem de pig 40. Neste ponto da operação, cada uma das válvulas 82a no coletor receptor 70 é fechada, assim como a válvula 80. Em uma disposição, a água do mar 60 pode ser descarregada ao ambiente ao abrir a válvula 84, e operadores podem monitorar a taxa de fluxo de pressão de gás de entrada para verificar o trajeto correto do trem de pig 40.

Em outra disposição, a válvula 84 pode ser fechada e a válvula 86 ao conexão com tubo sob pressão 87 pode ser aberta. A bomba 118 no sistema de bombeamento 110 como mostrado na figura 3 pode atrair fluido a paftir do coletor 70 pelo conector 89. O fluido de entrada passa o sistema de sensor 120 na entrada do sistema de bombeamento 110. Logo, a água do mar 60 a frente do trem de pig 40 passa a partir da terminação 26 e para o tubo receptor de pig 72 e comunica por um tubo cruzado 74 ao tubo de coletor 76 com o qual a conexão com tubo sob pressão 87 e sistema de bombe-amento 110 se conectam.

Enquanto a bomba 118 extrai água do mar a partir do coletor 70, o sistema de bombeamento 100 pode expelir a água do mar para o ambiente em volta. O sistema 100 expele a água do mar por qualquer saída disponível. Em algum ponto, o produto químico de pistoneio nas lamas pesadas de condicionamento 64a-b pode contaminar a água do mar 60 por qualquer número de razões. Por exemplo, os pigs 42a-d no trem de pig 40 podem ter permitido que fluido a partir das lamas pesadas 62, 64a-b a se mesclar. Se isso ocorre, a bomba 118 pode começar a atrair os produtos químicos de pistoneio em um estágio quando apenas água do mar 60 é esperada. Logo, o sistema de sensor 120 determina a presença do produto químico de pistoneio. Em resposta, o bombeamento é interrompido, e a comunicação fluida é desviada a partir do ambiente e redirecionada para o sistema de confina-mento 130 como descrito a seguir.

Se nenhuma mescla for detectada, o trem de pig 40 eventualmente chega perto do válvula de distribuição receptora de pig 70, e o bombeamento do gás 66 continua até que o primeiro pig 42a tenha viajado cerca de 95% da tubulação 20 (Bloco 206). Várias técnicas disponíveis na técnica podem ser utilizadas para determinar ou detectar o local dos pigs 42a-d quando eles alcançam o tubo receptor 72. Algumas destas técnicas incluem, por exemplo, mas não estão limitadas a, utilizar emissores acústicos, imãs, transmissores ativos, e similares. A operação para de bombear gás nitrogênio no lançador de pig 30 e fecha a válvula 84 tal que o trem de pig 40 para de se mòver ao longo a tubulação 20. O diferencial de pressão é mantido entre o lançador de pig 30 e coletor receptor 70 tal que o lado de lançamento esteja em uma pressão mais alta. Neste ponto, o veículo 50 é utilizado para ajustar a primeira válvula 84 na extremidade de descarga do válvula de distribuição receptora de pig 70 para guiar o primeiro pig 42a para o tubo receptor de pig 72 baseado no diferencial de pressão existente (Bloco 208). Na superfície, os operadores podem então ventilar nitrogênio a partir de válvulas de lado de topo para despressurizar a tubulação 20 abaixo de pressão hidrostática submarina.

Se os sistemas de bombeamento e de confinamento 110 e 130 ainda não estão conectados ao coletor 70, o veículo 50 então conecta a mangueira de descarga 134 a partir do sistema de bombeamento 110 ao sistema de confinamento 130 se ainda não realizado e configura o sistema de bombeamento 110 para direcionar fluido bombeado ao sistema de confinamento 130 (Bloco 210).

Nos estágios de operação a seguir os pigs 42a-d dispõem sucessivamente no tubo receptor de pig 72. A operação controla seu posicionamento à medida que eles chegam para que eles disponham próximo às válvulas 82a. O espaçamento entre cada pig 42a-d enquanto na tubulação 20 é muito maior do que o do receptor de pig 70 tal que o primeiro pig 42a chega ao poço antecipadamente em relação ao segundo pig 42b. Quando chegam, entretanto, o primeiro pig 42a é definido no tubo receptor 72 entre o tubo cruzado 74 e a primeira válvula 82a~1, o segundo pig 42b é definido entre a primeira e segunda válvulas 82a-1/82a-2, o terceiro pig 42c é definido entre a segunda e terceira válvulas 82a-2/82a-3, e o quarto pig 42d é definido entre a terceira válvula 82a-3, e a válvula 80 para o conexão com tubo sob pressão 81. À medida que os pigs 42a-d chegam, as válvulas 82a e 86 podem ser seletivamente operadas para comunicar o fluido nas lamas pesadas intervenientes 62, 64a~b contidas entre os pigs 42a-d a partir do tubo receptor 72 para o tubo de coletor 76.

Ainda com a operação de desidratação 200 da figura 5, o primeiro pig 42a se inseriu no tubo receptor de pig 72, a água do mar 60 foi descarregada, e a válvula de saída 84 foi fechada. Agora, o sistéma de bombeamento 110 pode operar para expelir a água doce na lama pesada 62 após o primeiro pig 42a (Bloco 212). Em particular, com o primeiro pig 42a definido no receptor 72, o veículo 50 opera a primeira válvula 82a-1 e válvula prin-cipal 86 tal que a lama pesada de água doce 62 pode ser atraída através do tubo de coletor 76 ao sistema de bombeamento 110, que tem cada uma de suas válvulas 115 abertas. Esta lama pesada de água doce 62 pode conter cerca de 2,85m3 (755 galões) de água potável, embora a quantidade possa depender do tipo e tamanho de tubulação sendo condicionada.

Enquanto a bomba 118 atrair água doce a partir do coletor 70, o sistema de bombeamento 110 pode expelir a água doce ao ambiente em volta por qualquer saída disponível, como a válvula aberta 132 no sistema de confinamento 130. Em geral, pode não ser necessário armazenar a água potável em uma bexiga de confinamento 131, mas isto poderia ser realizado se desejado.

Durante bombeamento, o produto químico de pistoneio pode contaminar a água doce em algum ponto por qualquer número de razões, e o sistema de sensor 120 determina a presença do produto químico. Se isto ocorrer, o bombeamento é interrompido, e a comunicação fluida é mudada a partir do ambiente para a bexiga de confinamento 131. Da mesma forma, se o sistema de sensor 120 detecta gás no tubo, então o sistema de bombeamento 110 é interrompido para a bomba 118 não ser danificada.

Após a lama pesada de água doce 62a ter sido descarregada, o segundo pig 42b eventualmente viaja para o tubo receptor de pig 72 (Bloco 214). Os operadores interrompem a bomba 118 do sistema de bombeamento 110 e confirmam recebimento do segundo pig 42b no tubo receptor de pig 72 (Bloco 216). Os operadores então utilizam o veículo 50 para ajustar as válvulas receptoras submarinas para fecharem a válvula 82a-1 e abrir a válvula 82a-2 tal que os produtos químicos da lama pesada de condicionamento 64a podem ser atraídos através do tubo de coletor 76 para o sistema de bombeamento 110 (Bloco 218). A comunicação entre o sistema de bombeamento 110 e o sistema de confinamento 130 é então iniciada tal que o sistema de bombeamento 110 não expelirá os produtos químicos de pistoneio ao ambiente, mas em vez disso direciona os produtos químicos para a bexiga 131. Por exemplo, a válvula aberta 132 no sistema de confinamento 130 pode ser fechada. • 0 Os operadores ativam a bomba 118 para iniciar preenchimento da bexiga de confinamento 131 com esta primeira lama pesada de condicionamento 64a (Bloco 220). Esta lama pesada de condicionamento 64a pode conter cerca de 2,85m3 (755 galões) de glicol, embora a quantidade possa depender do tipo e tamanho de tubulação sendo condicionada. O sistema de bombeamento 110 atrai o produto químico de pistoneio desta lama pesada 64a a partir do coletor 70 e o direciona para o sistema de confinamento 130 e sua uma ou mais bexigas 131.

Durante esta operação, o sistema de condicionamento 100 monitora o sistema de sensor 120 para nitrogênio no lado de sucção da bomba 118 (Bloco 222). Isto é realizado para proteger a bomba 118 de gás alcançar a bomba 118. Amostras do produto químico de pistoneio a partir da lama pesada 64a também podem ser capturadas no fundo do mar ao utilizar o sistema de amostragem de produto químico 140 como descrito anteriormente. Quando o sistema 140 é retornado à superfície, estas amostras podem ser testadas na superfície para teor de água, que pode ser correlacionado a um ponto de condensação específico para a tubulação sendo condicionada. O processo inteiro é repetido para receber o próximo pig 42c e bombear a segunda lama pesada de condicionamento 64b no sistema de confinamento 130 (Bloco 224). De novo, a lama pesada de condicionamento 64b pode ser bombeada para a bexiga 131 quando a válvula 82a-3 é aberta e as válvulas 82a-1 e 82a~2 são fechadas. Esta lama pesada 64b também pode ter cerca de 2,85m3 (755 galões) de glicol. De forma eventual, o pig final 42d alcança o tubo receptor 72, e o sistema de sensor 120 continua a monitorar por vazamento de nitrogênio para proteger a bomba 110. Uma vez que o pig final 42d alcança o coletor receptor 70, operadores podem equali-zar a pressão e fechar válvulas para que o sistema de confinamento 130 possa ser finalmente desengatado a partir do válvula de distribuição receptora de pig 70 e retornado à superfície junto com o sistema de amostragem 140 (Bloco 226).

Como notado anteriormente, o sistema de condicionamento 100 utiliza o sistema de sensor 120 na entrada do sistema de bombeamento 110 para detectar gás no fluido ou para detectar produtos químicos de pistoneio seja na água do mar ou água potável. Logo, o sistema de sensor 120 pode preferivelmente distinguir entre produto químico de desidratação, água do mar, e nitrogênio. Como notado nesta invenção, os produtos químicos de desidratação (por exemplo, glicol) são capturados e contido tal que o sistema de sensor 120 pode ajudar a garantir que se os produtos químicos forem detectados na entrada, tais produtos químicos estão sendo desviados para o sistema de confinamento 130.

De forma adicional, o sistema de sensor 120 detecta gás para proteger a bomba 118. Como pode acontecer, gás pode contornar o pig final 42d e qualquer dos outros pigs 42a-c. A bomba 118, que pode ser um tipo tríplice de bomba, pode não ser capaz de bombear gás. Portanto, se o sistema de sensor 120 detectar gás, o bombeamento pode ser interrompido. Além disso, o gás nas bexigas de confinamento 131 pode ser problemático quando as bexigas 131 estão sendo recuperadas para a superfície.

Como mostrado na figura 6A, um sistema de sensor 300 tem uma unidade de sensor 310 que dispõe adjacente a uma câmara de pressão 302 que age como um tampão para a entrada de bomba. De forma alternativa, como também mostrado, a unidade de sensor 310 pode dispor adjacente a um tubo de fluxo 304 na entrada do sistema de bombeamento. A unidade de sensor 310 pode ser um componente independente montado próximo a tal membro (câmara de pressão ou tubo de fluxo) ou pode ser incorporada ao sistema 300. De qualquer forma, a unidade de sensor 310 determina propriedades do fluido dentro de si. Esta unidade de sensor 310 pode ser utilizada no lado de sucção da bomba de sistema 118 e pode ser carregada pelo mesmo veículo 50 que o sistema de bombeamento 110. De forma alternativa, a unidade de sensor 310 pode ser carregada por um segundo veículo no lado de sucção do sistema de bombeamento 110. O sistema de sensor 300 pode incluir um controlador 320 apropriado e uma interface de comunicação 330. Desta forma, a unidade de sensor 310 pode comunicar leituras ao veículo submarino (50) tal que as leituras podem ser processadas e exibidas na superfície ou similar. A unidade de sensor 310 pode usar uma variedade de formas de detecção adequadas e pode medir uma variedade de parâmetros de acordo com os propósitos revelados aqui. Em geral, a unidade de sensor 310 pode ser baseada em, mas não limitada a, ultrassom, absorção óptica, movimento, composição de produto químico e similares. Da mesma forma, a unidade de sensor 310 pode medir parâmetros, que incluem, mas não limitados a, densidade, fluxo de massa, gravidade específica, condutividade, toxicidade, viscosidade, salinidade, ponto de condensação, pH, e outros tipos de medições. Como ser apresentado, a unidade de sensor 310 pode ser baseado em estas e outras formas de detecção e parâmetros para os propósitos revelados aqui. De qualquer forma, a densidade, fluxo de massa, ou outro parâmetro pode ser correlacionado ao tipo de fluido sendo descarregado a partir da tubulação tal que o fluido pode ser apropriadamente desviado do ambiente para o recipiente submarino se necessário.

Em uma disposição, por exemplo, a unidade de sensor 310 pode incluir um hidrômetro para medir a gravidade específica de fluido. De forma alternativa, a unidade de sensor 310 pode ser um densitômetro, como um densitômetro radioativo (RAD), um densitômetro de raio gama ou raios-X, ou um densitômetro ultrassônico para medir densidade de fluido, fluxo de massa, ou similares.

Em outra disposição, por exemplo, a unidade de sensor 310 pode incluir um sensor de micromovimento que determina impulso de fluido, a partir do qual a massa e composição do fluido podem ser derivadas. Por e-xemplo, a unidade de sensor 310 pode ser um transdutor de densidade líquida baseado em um sistema massa mola ou princípio de diapasão, como um diapasão MicroMotion ou similares. Como a densidade do meio medido muda, por sua vez muda uma massa vibratória do transdutor de densidade. Esta mudança é então detectada como uma mudança na frequência de ressonância e na gravidade específica. A partir disso, a densidade do meio medido pode ser deduzida.

Ainda em outras formas, a unidade de sensor 310 pode use es-pectroscopia de absorção e pode incluir um dispositivo como um tipo Red j Eye de medidor de fração de água ou outro detector disponível de Weather-ford. A unidade de sensor 310 pode utilizar espectroscopia de massa e pode incluir um dispositivo como um espectrômetro de massa de setor magnético por fonte de plasma de argônio disponível de W.H.O.I. Marine Chemrstry and Geochemistry Department. E por fim, a unidade de sensor 310 pode utilizar medições de capacitância/condutividade e pode incluir um dispositivo como um medidor de fração de água ou detector de vazamento disponível de Pha-ze Technologies AS da Noruega.

Em uma disposição particular, a unidade de sensor 310 é um sensor de ultrassom e pode ser um Detector de Membro Inundado, que é tipicamente utilizado para determinar se um vazamento ocorreu em uma estrutura submarina. O tempo de medição de propagação para um pulso acústico a partir do sensor de ultrassom 310 pode então determinar se o membro (302 ou 304) está preenchido com água do mar, glicol, ou nitrogênio.

Como mostrado na Figura 6A, a unidade de sensor 310 dispõe adjacente ao membro, como receptáculo 302 ou linha de escoamento 304, e emite um sinal acústico através da parede de membro e para o membro 302/304. O sinal acústico é tipicamente um pulso ultrassônico de alta frequência a partir da unidade de sensor 310. Se o membro está vazio ou apenas parcialmente cheio de líquido, então o sinal acústico não refletirá no outro lado do membro e de volta para a unidade de sensor 310. Se o membro é inundado (ou seja, sem gás), a unidade de sensor 310 detectará üm pulso refletido. A segunda amplitude sentida a partir de tal sinal refletido é mostrada na resposta de pulso da figura 6C. A figura 6B mostra uma unidade de sensor de membrana inundada 310 que pode determinar propriedades de fluido em um membro. Como mostrado, a unidade de sensor 310 inclui uma sonda submarina 312. Se utilizado por um veículo separado (50) para determinar os teores do coletor receptor 70 ou tubulação 22 antecipadamente do sistema de bombeamento 110, a unidade 310 pode ter um ROV T-Bar 314 para lidar. Do contrário, a unidade 310 pode ser integrada diretamente ao sistema de bombeamento 110 e o estrado carregado pelo veículo (50) e pode ser montado próximo a uma câmara de pressão ou linha de escoamento do sistema de bombeamento 110. A unidade de sensor 310 pode ser similar ao SeaPR03000 (de- tector de membro inundado ROV) disponível de Seatronics. Uma cápsula eletrônica submarina 320 se conecta a sonda 312 e se conecta por conectores apropriados e interfaces a outros componentes do sistema de condicionamento 100 revelado. Tal unidade de sensor 310 pode ter uma frequência de operação de 1MHz, uma faixa de operação (diâmetro) de 100mm a 10.000mm, e uma graduação de profundidade de 3.000m.

Embora este tipo de sistema de sensor 300 determine se um membro está inundado ou não, o sistema de sensor 300 determina os teores do fluido na entrada do sistema de bombeamento 100 ao utilizar diferenças nos tempos de propagação através do fluido na entrada do sistema de bombeamento 110. Neste princípio, o sinal de ultrassom emitido pela unidade de sensor 310 passa para a parede do tubo de entrada ou câmara de pressão 302/304. Se o membro 302/304 está inundado com líquido bombeado, a u-nidade de sensor 310 esperaria para detectar uma reflexão de seu sinal de entrada que retorna do outro lado do membro 302/304. O tempo que leva entre o envio e recepção do sinal depende do líquido no membro 302/304. Ao utilizar esta medição de tempo de propagação, o sistema de sensor 300 pode detectar se o líquido na entrada é água do mar, água doce, gás, ou produto químico de condicionamento. Pelo menos, o sistema de sensor 300 pode determinar se a composição de produto químico que está na entrada mudou a partir de um ponto a outro baseado em medições de tempo de propagação diferentes. A Figura 7A mostra uma medição de tempo de propagação 400 para um membro inundado preenchido com água do mar. A velocidade do som através da água do mar é cerca de 1530 m/s. A leitura obtida com o sistema de sensor 300 para o membro inundado com água do mar é então utilizado como uma calibração comparativa par o membro inundado de diâmetro conhecido. A Figura 7B mostra uma medição de tempo de propagação 410 para glicol (MEG). A velocidade do som através de glicol é cerca de 1660 m/s. A resposta do sistema de sensor 300 indica um diâmetro interno mais estreito do membro inundado devido à velocidade do som ascendente atra- vés do glicol. E ainda, o diâmetro real do membro inundado é conhecido, e a diferença entre esta resposta do sistema de sensor 300 comparado à cali-bração comparativa do membro inundado com água do mar pode então ser utilizada para determinar que o membro inundado contenha glicol em sua medição. A Figura 7C mostra uma medição de tempo de propagação 420 para nitrogênio. O pulso ultrassônico a partir da unidade de sensor 310 não transmite através de gás tal que nenhum pulso é refletido. Se o gás nitrogênio está presente no membro inundado no lado de sucção da bomba 118, o sistema de sensor 300 determina a presença do gás pela falta de pulso refletido. Baseado nesta detecção, o sistema de bombeamento 110 pode interromper o bombeamento para evitar dano à bomba 118 por gás no lado de sucção da bomba 118.

Como pode ser visto, as medições de tempo de propagação obtido com o sistema de sensor 300 pode ser calibrado para detectar diversos tipos diferentes de fluido que pode ser utilizado para tratar, condicionar, e desidratar uma tubulação. As diferenças entre água do mar, água potável, e glicol são particularmente úteis para operações de desidratação com produtos químicos de pistoneio de glicol. E ainda, o sistema de sensor 300 pode ser adaptado a outros tipos de operações. O agente de condicionamento pode incluir qualquer agente químico utilizado para condicionar água residual a partir de uma tubulação. E-xemplos de agentes de condicionamento atualmente em uso na indústria incluem soluções iônicas concentradas como Super Dry 2000 disponível de Weatherford; os glicóis como monoetileno glicol (MEG), dietileno glicol (DEG), e trietileno glicol (TEG); e álcoois que incluem etanol, metanol e os propanóis. Outros produtos químicos como cloreto de metileno também podem ser utilizados. Dos agentes de tratamento de produto químico supracitados, MEG e metanol são comumente mais utilizados como agentes de se-cagem de produto químico ou de supressão de hidrato. Também incluído como agentes químicos são os líquidos gelados altamente viscosos referidos na indústria como pigs de gel.

Ensinamentos relacionados à presente revelação podem ser encontradas nos seguintes: Pedido de Patente US n° 12/468.158 (205-0091US), depositado 19/05/2009 e intitulado "Apparatus and Methods for Subsea Control System Testing"; Pedido de Patente US n° 12/526.885 (205-0052US), depositado em 12/08/2009 e intitulado "Subsea Pipeline Service Skid"; Patente US n°7.281.880 (205-0036US) intitulado "Subsea Vehicle Assisted Pipeline Commissioning Method"; Patente US n°7.708.839 (205-0037US) intitulado "Pig Launcher"; e Patente US n°6.539.778 (205-0034US) intitulado "Commissioning"— cada um dos quais de é incorporado aqui por referência integralmente. A descrição antecedente de modalidades preferidas e de outras modalidades não pretende limitar ou restringir o escopo ou aplicabilidade dos conceitos inventivos concebidos pelos Depositantes. Por sua vez para revelar os conceitos inventivos contidos aqui, os Depositantes reivindicam todos os direitos de patente fornecidos pelas reivindicações em anexo. Portanto, compreende-se que as reivindicações em anexo incluem todas as modificações e alterações até a extensão total que elas apresentam dentro do escopo das seguintes reivindicações ou os equivalentes das mesmas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (32)

1. Sistema condicionador de tubulação submarina, que compreende: pelo menos um recipiente submarino que recebe seletívamente fluido descarregado a partir de uma tubulação submarina; e um sensor que detecta pelo menos uma propriedade do fluído descarregado a partir da tubulação submarina, em que o fluido descarregado a partir da tubulação submarina é desviado para o pelo menos um recipiente submarino em resposta à pelo menos uma propriedade detectada pelo sensor.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que a pelo menos uma propriedade detectada pelo sensor inclui uma presença de um a-gente químico, e em que o fluido descarregado a partir da tubulação submarina é desviado para o pelo menos um recipiente submarino em resposta à presença detectada do agente químico.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que a pelo menos uma propriedade detectada pelo sensor inclui uma presença de gás, e em que o fluido descarregado a partir da tubulação submarina para o pelo menos um recipiente submarino é interrompido em resposta à presença detectada de gás.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o fluido descarregado a partir da tubulação submarina é desviado a partir de um ambiente submarino para o pelo menos um recipiente submarino em resposta à pelo menos uma propriedade detectada pelo sensor.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, em que o fluido descarregado a partir da tubulação submarina é direcionado para o ambiente submarino contanto que o fluido seja água.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, um conector que desvia seletivamente o fluido descarregado a partir da tubulação submarina para o pelo menos um recipiente submarino.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, uma bomba submarina que tem uma entrada em comunicação com o fluido descarregado e que bombeia o fluido descarregado a partir da entrada até uma saída.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, que compreende, ainda, um veículo submarino que alimenta a bomba submarina.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, em que o veículo submarino transporta a bomba submarina em si.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que a saída da bomba submarina se conecta seletivamente a um ambiente submarino ou ao pelo menos um recipiente submarino.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que a pelo menos uma propriedade do fluido detectada pelo sensor inclui uma presença de gás, e em que a bomba submarina para de bombear o fluido descarregado a partir da entrada para a saída em resposta à presença detectada de gás.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que a pelo menos uma propriedade do fluido detectada pelo sensor inclui uma presença de um agente químico, e em que a bomba submarina para de bombear o fluido descarregado a partir da entrada para a saída em resposta à presença detectada do agente químico contanto que a saída não esteja em comunicação com o pelo menos um recipiente submarino.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o sensor compreende um transdutor ultrassônico disposto em um membro de fluido em comunicação com o fluido descarregado, sendo que o transdutor ultrassônico transmite um sinal ultrassônico para o membro de fluido e detecta qualquer reflexão do sinal transmitido.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, ém que o membro de fluido compreende uma câmara de pressão em comunicação com o fluido descarregado.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, em que o membro de fluido compreende uma passagem de fluido em comunicação com o fluido descarregado.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o recipi- ente submarino compreende um preenchimento de bexiga retrátil com o fluido descarregado desviado deste.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, um recipiente de amostra conectado seletivamente em comunicação fluida com o fluido descarregado desviado para o pelo menos um recipiente submarino e que obtém uma amostra de fluido de lá.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o sensor é selecionado a partir do grupo consistindo em: um detector de membro i-nundado, um hidrômetro, um densitômetro, um transdutor de densidade líquida, um espectroscópio, um espectrômetro, um medidor de fração de á-gua, um detector de vazamento, e um detector de capacitância ou de condu-tividade.

19. Método de desidratação de tubulação submarina, que compreende: aplicar pelo menos uma lama pesada de um agente químico a partir de uma primeira terminação de uma tubulação; descarregar fluido a partir de uma segunda terminação da tubulação antecipadamente em relação à pelo menos uma lama pesada; monitorar uma propriedade do fluido descarregado a partir da segunda terminação; e interromper descarga do fluido a partir da segunda terminação em resposta à detecção da propriedade monitorada.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que posicionar a pelo menos uma lama pesada compreende conter a pelo menos uma lama pesada entre pelo menos dois pigs.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, ém que posicionar a pelo menos uma lama pesada compreende transmitir a pelo menos uma lama pesada ao longo da tubulação com o uso de gás injetado na primeira terminação.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que monitorar a propriedade do fluido descarregado a partir da segunda terminação compreende monitorar uma presença de gás.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, em que interromper descarga do fluido a partir da segunda terminação compreende interromper bombeamento com uma bomba submarina em resposta à detecção da presença de gás.

24. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que descarregar fluido a partir da segunda terminação de tubulação antecipadamente em relação à pelo menos uma lama pesada compreende descarregar o fluido em um ambiente submarino contanto que o fluido seja água.

25. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que descarregar o fluido a partir da segunda terminação de tubulação antecipadamente em relação à pelo menos uma lama pesada compreende bombear o fluido em um ambiente submarino com uma bomba que tem uma entrada em comunicação fluida com a segunda terminação.

26. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que monitorar a propriedade de fluido descarregado a partir da segunda terminação compreende monitorar uma presença do agente químico antecipadamente em relação à pelo menos uma lama pesada aplicada na tubulação.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, em que interromper descarga do fluido a partir da segunda terminação em resposta à detecção da propriedade monitorada compreende, ainda, descarregar seletivamente o agente químico a partir da segunda terminação em um recipiente submarino.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, em que descarregar seletivamente o agente químico no recipiente submarino compreende conectar comunicação fluida da segunda terminação de um ambiente submarino ao recipiente submarino.

29. Método, de acordo com a reivindicação 19, que compreende ainda descarregar seletivamente o agente químico do pela menos uma lama pesada a partir da segunda terminação em um recipiente submarino. : . ·. · V.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, em que descarregar seletivãmente o agente químico compreende conectar por comunicação fluida a segunda terminação de um ambiente submarino ao recipiente submarino.

31. Método, de acordo com a reivindicação 29, em que descarregar seletivamente o agente químico compreende bombear o agente químico a partir de uma entrada de uma bomba para uma saída da bomba em comunicação fluida com o recipiente submarino.

32. Método, de acordo com a reivindicação 29, em que descarregar seletivamente o agente químico do pelo menos uma lama pesada a partir da segunda terminação ao recipiente submarino compreende realizar seletivamente a amostragem do agente químico. V