ES2822949T3 - Sistema de almacenamiento y de suministro submarinos, procedimiento para proporcionar productos químicos a una instalación submarina, procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento y procedimiento para rellenar un sistema de almacenamiento y de suministro submarinos - Google Patents

Sistema de almacenamiento y de suministro submarinos, procedimiento para proporcionar productos químicos a una instalación submarina, procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento y procedimiento para rellenar un sistema de almacenamiento y de suministro submarinos Download PDF

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Abstract

Sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos, que comprende: un depósito (110; 310) exterior rígido; al menos un depósito (120; 320) interior dispuesto en el interior del depósito (110; 310) exterior, siendo el al menos un depósito (120; 320) interior expandible y plegable y estando en comunicación fluida con una abertura (125) controlada provista de una válvula (126) de aislamiento; caracterizado porque comprende un conjunto (135) de equilibrado dispuesto en el exterior del depósito (110; 310) exterior, conectado de manera fluida a un espacio (140) entre el al menos un depósito (120; 320) interior y el depósito (110; 310) exterior y configurado para equilibrar la presión de los depósitos (110, 120; 310, 320) a medida que el sistema se baja a un lecho (210) marino, a medida que se vacía al menos un depósito (120; 320) interior y a medida que el sistema se recuperado del lecho (210) marino, en el que el conjunto (135) de equilibrado comprende: una o más válvulas (136) de aislamiento; una o más válvulas (137) de retención; en el que las una o más válvulas (136) de aislamiento están configuradas, cuando están cerradas, para aislar el espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior y el conjunto (135) de equilibrado con relación al flujo de agua de mar, y en el que las una o más válvulas (137) de retención están configuradas, cuando están abiertas, y cuando las una o más válvulas (136) de aislamiento están abiertas, para permitir el flujo de agua de mar a través del conjunto (135) de equilibrado al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior, al menos una vejiga (130) flexible entre el depósito (110) exterior y las una o más válvulas (136, 137) de retención y de aislamiento, conectadas de manera fluida al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior, en el que la al menos una vejiga (130) flexible permite la contención de fluido interior durante las operaciones de recuperación del sistema.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de almacenamiento y de suministro submarinos, procedimiento para proporcionar productos químicos a una instalación submarina, procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento y procedimiento para rellenar un sistema de almacenamiento y de suministro submarinos
Antecedentes
Muchas actividades de producción de petróleo submarinas requieren el uso de productos químicos o la adición de barro a la operación activa para funcionar apropiadamente. Históricamente, estas provisiones de productos químicos se han proporcionado a través de mangueras, tubos o tuberías agrupados en "cordones umbilicales" para suministrar los productos químicos desde las instalaciones de superficie cercanas a los puntos de inyección respectivos. Los desplazamientos más largos, las ubicaciones remotas y las mayores profundidades de agua contribuyen a hacer que las soluciones umbilicales sean caras.
Los tanques de almacenamiento de productos químicos submarinos existentes en uso en la actualidad pueden usarse para un uso con un solo propósito y de corto plazo y tienen volúmenes relativamente pequeños. Por ejemplo, se han desarrollado una serie de tanques de almacenamiento de productos químicos de tipo vejiga para este propósito. Los conjuntos de almacenamiento de productos químicos submarinos existentes pueden incluir tanques flexibles de paredes simples o vejigas que están expuestos directamente al agua de mar, que pueden estar contenidos en el interior de alguna jaula o bastidor para la protección y el transporte. Sin embargo, los tamaños de estos tanques de almacenamiento son relativamente pequeños (cientos de litros). Además, el uso submarino de la aplicación es típicamente de corto plazo (días).
El documento US 2014/0301790 A1 describe un tanque de almacenamiento de líquido para su disposición e instalación en un entorno submarino que comprende un depósito exterior en el que el depósito exterior es rígido y tiene al menos dos depósitos interiores dispuestos en el interior del depósito exterior. El primer depósito interior contiene agua de mar, y el segundo depósito interior contiene al menos un líquido almacenado. Los al menos dos depósitos interiores son flexibles y su presión se mantiene equilibrada mientras el volumen del depósito exterior permanece fijo, y los volúmenes de los al menos dos depósitos interiores son variables. Un fluido de barrera puede estar dispuesto en un espacio anular entre el depósito exterior y los depósitos interiores. El fluido de barrera puede supervisarse para controlar la contaminación.
Sumario de las realizaciones reivindicadas
En un aspecto, las realizaciones de la presente descripción se refieren a un sistema de almacenamiento y de suministro de líquido, tal como se define en la reivindicación 1.
En un aspecto, las realizaciones de la presente descripción se refieren a un procedimiento de provisión de productos químicos a una instalación en el lecho marino, tal como se define en la reivindicación 8.
En otro aspecto, según las realizaciones descritas en la presente memoria, se proporciona un procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento de productos químicos existente mediante la adición de un conjunto de equilibrado, tal como se define en la reivindicación 15.
En todavía otras realizaciones descritas en la presente memoria, se proporciona un procedimiento para rellenar un sistema de almacenamiento y de suministro y líquido submarino, tal como se define en la reivindicación 17.
Otros aspectos y ventajas serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra un diagrama de un tanque de almacenamiento según las realizaciones de la presente descripción. La Figura 2 muestra un diagrama de un tanque de almacenamiento instalado en el lecho marino según las realizaciones de la presente descripción.
La Figura 3 muestra un diagrama de un conjunto de tanque de almacenamiento que contiene múltiples tanques de almacenamiento según las realizaciones descritas en la presente memoria.
La Figura 4 muestra un diagrama de un conjunto elevador según las realizaciones descritas en la presente memoria. La Figura 5 muestra un diagrama de un tanque de almacenamiento según las realizaciones de la presente descripción.
Descripción detallada
Las realizaciones de la presente descripción se refieren a sistemas de almacenamiento y de suministro de líquidos que comprende tanques de almacenamiento submarinos. Las realizaciones de la presente descripción se refieren a tanques de almacenamiento de líquidos que incluyen un depósito exterior rígido y al menos un depósito interior flexible dispuesto en el interior del depósito exterior, en el que puede estar contenido un líquido interior. El al menos un depósito interior puede tener una presión equilibrada con un fluido de barrera y, mientras el volumen del depósito exterior permanece fijo, el volumen del al menos un depósito interior es variable. Además, uno o más tanques de almacenamiento pueden estar dispuestos en, o pueden adoptar la forma de, una lanzadera que puede ser remolcada hasta la ubicación de la instalación, e instalarse en el lecho marino.
Tal como se describe en la presente memoria, los tanques de almacenamiento pueden incluir líquidos almacenados en uno o más depósitos interiores flexibles, así como un fluido o una mezcla de fluidos en el interior del depósito exterior rígido, tal como un fluido de barrera y/o agua de mar. La instalación, el uso y la recuperación de estos tanques de almacenamiento pueden resultar en una variación en los volúmenes respectivos de los líquidos y los fluidos. Las realizaciones en la presente memoria permiten la compresión y la expansión de estos fluidos interiores, colectivamente con el fluido o los fluidos almacenados, el fluido de barrera y el agua de mar, durante la instalación, el uso y la recuperación, sin una potencial liberación al medio ambiente. El fluido de barrera, el agua de mar y uno o más líquidos almacenados conforman colectivamente el fluido interior. Aunque se describen con respecto a líquido, se entiende que las realizaciones descritas pueden usarse asimismo para el almacenamiento de fluidos, líquidos, productos químicos, lodos y otros, por ejemplo, y los términos se usan indistintamente a lo largo de la presente memoria.
De manera periódica, los tanques de almacenamiento pueden ser rellenarse con el producto químico para continuar la función prevista del sistema. Cualquier sistema de tanques con un volumen finito, cuando se llena en exceso, puede tener resultados no deseados. En la presente memoria se describen también controles y medidas diseñados para limitar o evitar un llenado en exceso del tanque mientras se mantiene un margen de seguridad adecuado entre el volumen de trabajo y el volumen de fallo del tanque. Las realizaciones en la presente memoria permiten de manera ventajosa sistemas y controles para ayudar en el rellenado en el lecho marino o después de la recuperación.
Con referencia a la Figura 1, se muestra un diagrama de un sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos que comprende un tanque 100 de almacenamiento de líquidos según las realizaciones de la presente descripción. El tanque 100 de almacenamiento incluye un depósito 110 exterior y al menos un depósito 120 interior. El depósito 110 exterior es rígido, mientras que el depósito 120 interior es flexible. Por ejemplo, el depósito 120 interior puede ser una vejiga realizada en un material flexible y duradero adecuado para el almacenamiento de líquidos en un entorno submarino, tal como tejidos revestidos con cloruro de polivinilo ("PVC"), tejidos revestidos con acetato de etileno y de vinilo ("EVA") u otros materiales compuestos poliméricos o elastoméricos. El al menos un depósito interior puede usarse para almacenar al menos una composición/suspensión líquida o fluídica.
El tanque de almacenamiento puede tener una presión equilibrada. La presión equilibrada del tanque de almacenamiento puede usarse, por ejemplo, para reducir el estrés del depósito durante el despliegue, el uso y las operaciones de recuperación submarinas. A medida que el volumen del al menos un depósito interior disminuye, el agua de mar puede fluir al interior del depósito exterior para mantener la presión hidrostática en el sistema. Este tipo de equilibrado de presión permite que un tanque de almacenamiento pueda ser reutilizable sin la necesidad de sustituir los componentes que han fallado, proporciona un sistema de contención de doble barrera con presión equilibrada y reduce los costes de construcción de los depósitos.
El equilibrado de presión se consigue mediante el uso de un conjunto 135 de equilibrado, tal como se ilustra en la Figura 1, por ejemplo. El conjunto de equilibrado está dispuesto en el depósito exterior y está conectado de manera fluida a un espacio entre el al menos un depósito interior y el depósito exterior. El conjunto de equilibrado está configurado para equilibrar la presión de los depósitos cuando el sistema se baja al lecho marino, cuando el depósito interior se vacía y cuando el sistema se recupera desde el lecho marino.
Los conjuntos de equilibrado según las realizaciones en la presente memoria incluyen una o más válvulas 136 de aislamiento y una o más válvulas 137 de retención para controlar un flujo de agua de mar al interior del depósito 110, y pueden incluir además, entre otros componentes, tales como medidores de flujo, indicadores, válvulas adicionales, sensores de temperatura y de presión, etc., El conjunto de equilibrado incluye también una vejiga 130 flexible intermedia entre la válvula 137 de retención y el depósito 110 exterior. El conjunto de equilibrado incluye una entrada 138 del conjunto y un punto 139 de conexión del conjunto.
El conjunto 135 de equilibrado se dispone en el exterior del depósito exterior. El conjunto 135 de equilibrado permite la expansión de la barrera de fluido durante las operaciones de recuperación del tanque de almacenamiento.
Durante una operación de bajada, el conjunto 135 de equilibrado tiene tanto la válvula 136 de aislamiento como la válvula 137 de retención en la posición abierta para permitir el flujo de entrada de agua de mar al interior del espacio 140 entre el al menos un depósito interior y el depósito exterior. El flujo entrada de agua de mar permite el mantenimiento de la presión hidrostática en el depósito.
Durante las operaciones de dosificación de productos químicos, a medida que el volumen del al menos un producto químico en el al menos un depósito interior disminuye, el agua de mar desde el entorno submarino fluye a través de la válvula 136 de aislamiento y la válvula 137 de retención en el conjunto 135 de equilibrado. Este flujo de entrada de agua de mar se mezcla con el fluido de barrera y mantiene la presión hidrostática en el al menos un depósito interior.
El al menos un depósito 120 interior puede estar equipado con válvulas de cierre que se cierran y se sellan cuando el depósito interior asociado colapsa completamente, lo que puede proteger la integridad de los depósitos interiores al no someter a los depósitos interiores a diferencias de presión potencialmente grandes. Además, el depósito 110 exterior puede actuar como un depósito de contención secundario o de respaldo integral que contendría cualquier fuga desde los depósitos interiores, creando de esta manera un sistema de contención de doble barrera con presión equilibrada. Tal como se usa en la presente memoria, un sistema de "doble barrera" se refiere a un sistema en el que tiene que fallar tanto un depósito interior como un depósito exterior antes de que haya una fuga o descarga de contenido desde el tanque al entorno marino. Una supervisión de las condiciones en el espacio 140 entre las barreras dobles, tal como se describe a continuación, puede proporcionar una indicación de las reparaciones necesarias para un fallo de una barrera primaria (un depósito interior). Además, pueden incluirse características de seguridad integrales en el tanque de almacenamiento para prevenir daños en el sistema de tanques en el caso de que el tanque se vacíe o se llene en exceso.
Antes de las operaciones de recuperación, el tanque de almacenamiento y el al menos un depósito interior están bloqueados (sin flujo a o desde los depósitos interiores o exteriores), desconectados si es necesario, y la válvula 136 de aislamiento está cerrada. Durante una operación de recuperación, la presión hidrostática en el depósito disminuye a medida que se eleva el depósito. A medida que se reduce la presión hidrostática, el fluido interior puede expandirse. A medida que el fluido se expande, el fluido entre el depósito interior y exterior fluye al interior de la vejiga 130 flexible del conjunto 135 de equilibrado. La vejiga 130 flexible puede estar dimensionada para contener al menos la expansión máxima del fluido interior. En algunas realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada para contener hasta 1,6 m3 (10 barriles). En otras realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada para contener hasta 1,9 m3 (12 barriles). En otras realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada para contener hasta 2,4 m3 (15 barriles) o más, dependiendo de la compresibilidad de los fluidos contenidos.
El depósito 110 exterior puede tener cualquier forma y puede estar realizado en cualquier material. Por ejemplo, el depósito 110 exterior puede ser una construcción metálica e integrada en el interior de una estructura más grande. Además, el depósito 110 exterior tiene un tamaño que es lo suficientemente grande como para contener al menos un depósito interior. Por ejemplo, el depósito exterior puede ser lo suficientemente grande como para contener uno o más depósitos interiores flexibles que son capaces de almacenar una cantidad de líquido suficiente para su uso para una larga duración, tal como entre las operaciones de reabastecimiento. Según algunas realizaciones, cada uno de los depósitos interiores puede estar dimensionado para permitir operaciones submarinas individuales. Según algunas realizaciones, cada uno de los uno o más depósitos interiores puede llenarse a un volumen de hasta 795 m3 (5.000 barriles). Además, en algunas realizaciones, pueden alojarse más de dos depósitos interiores flexibles en el interior del depósito exterior rígido. Por ejemplo, pueden alojarse seis o más depósitos interiores flexibles en el interior del depósito exterior rígido, cada uno de los cuales puede llenarse hasta un volumen de hasta 159 m3 (1.000 barriles). Otras cantidades de envases interiores flexibles, cada uno capaz de almacenar grandes cantidades de líquido, pueden estar contenidos en el interior del depósito exterior rígido. Además, cada uno de los uno o más depósitos interiores de la presente descripción puede ser capaz de almacenar volúmenes iguales de líquido, o puede ser capaz de almacenar volúmenes diferentes de líquido. Por ejemplo, el depósito exterior puede contener al menos tres depósitos interiores, en el que un primer depósito interior es capaz de almacenar un mayor volumen de líquido que los al menos otros dos depósitos interiores, y en el que cada uno de los depósitos interiores pueden conectarse con los demás en serie o en paralelo para conseguir un volumen de trabajo total. Está incluido dentro del alcance de la presente descripción que dos o más depósitos interiores puedan conectarse entre sí en serie o en paralelo para conseguir un volumen de trabajo deseado. Además, según algunas realizaciones, dos o más depósitos exteriores rígidos pueden conectarse entre sí para convertirse en parte de una estructura de múltiples unidades. Por ejemplo, una barcaza que tiene múltiples bodegas separadas puede formar una estructura de múltiples unidades, en la que cada bodega forma un depósito exterior rígido de la presente descripción conectados unos con otros.
Además, el volumen del depósito 110 exterior permanece fijo, y el volumen del al menos un depósito 120 interior es variable. Por ejemplo, aunque el líquido almacenado puede añadirse a o puede retirarse desde el al menos un depósito 120 interior a través de una apertura 125 controlada (y aumentar o disminuir el volumen respectivo del al menos un depósito 120 interior) y un volumen correspondiente de agua de mar puede entrar a través de un conjunto 135 de equilibrado o puede salir a través de una apertura controlada, el tamaño y el volumen del depósito 110 exterior rígido permanece fijo. Un fluido de barrera puede estar dispuesto en el interior del espacio 140 entre el depósito 110 exterior y el al menos un depósito 120 interior. El fluido de barrera puede supervisarse para determinar su contaminación, tal como una contaminación debida a una fuga en uno de los depósitos interiores. Por ejemplo, el fluido de barrera puede ser supervisado mediante sensores de disposición en el interior de, o conectados de manera fluida con, el espacio 140 entre el depósito 110 exterior y el al menos un depósito 120 interior, o pueden recogerse periódicamente muestras de fluido de barrera y analizarse de una manera periódica. Según las realizaciones de la presente descripción, un tanque de almacenamiento puede incluir al menos un sensor dispuesto en el espacio entre el depósito exterior y el al menos un depósito interior. Pueden usarse sensores en el tanque de almacenamiento, por ejemplo, para supervisar la contaminación del fluido de barrera, tal como se ha descrito anteriormente, para supervisar los volúmenes del al menos un depósito interior, para supervisar las condiciones de temperatura y/o de presión, o para supervisar otras condiciones del tanque de almacenamiento.
Según realizaciones de la presente descripción, el volumen activo de fluido en el al menos un depósito interior puede supervisarse mediante la medición de la ubicación relativa del al menos un de depósito interior con relación a la parte 112 superior o a la parte 114 inferior del depósito 110 exterior. Tal como se usa en el presente documento, "parte superior» puede hacer referencia a un lado del componente al que se hace referencia que está orientado hacia la superficie de agua de mar cuando el componente está instalado en el lecho marino, y "parte inferior" puede hacer referencia al lado del componente al que se hace referencia orientado hacia el lecho marino cuando el componente está instalado en el lecho marino. En algunas realizaciones, la supervisión del volumen activo de la al menos un depósito interior puede conseguirse mediante la supervisión de la entrada y la salida de agua de mar y el producto químico almacenado respectivamente, lo que puede ayudar a garantizar la integridad del sistema de almacenamiento, así como proporcionar una indicación de la dosificación de producto químico realiza desde el sistema de almacenamiento.
Al menos un depósito interior puede llenarse con un líquido que incluye al menos uno de entre productos químicos, combustibles, hidrocarburos y lodos. Tal como se usa en la presente memoria, un "líquido almacenado" o un "líquido" puede hacer referencia a líquidos distintos del agua de mar. Por ejemplo, diversos líquidos o gases que pueden almacenarse en el al menos un depósito interior de la presente descripción pueden incluir productos químicos que se espera que sean usados en la operación submarina, tales como metanol, glicol, diésel, aceite, inhibidores de hidratos antiaglomerantes, inhibidores de hidratos de baja dosis, desechos, lodos, fluidos de terminación y muchos otros líquidos o gases posibles. Además, los líquidos que pueden almacenarse en el al menos un depósito interior pueden incluir aquellos capaces de funcionar a una presión hidrostática típica de aguas profundas (hasta 34,47 MPa (5.000 psi)) y a temperaturas frías típicas de aguas profundas (~1°C (~34°F)), mientras mantienen al mismo tiempo la flexibilidad del al menos un depósito interior.
Los líquidos almacenados en los depósitos interiores de la presente descripción pueden tener una densidad más baja que el agua de mar circundante o pueden tener una densidad más alta que el agua de mar circundante. Los líquidos almacenados en los depósitos interiores de la presente descripción pueden tener también una densidad más baja o más alta que un fluido de barrera dispuesto en el espacio entre el depósito exterior y el al menos un depósito interior. Por ejemplo, la densidad de un líquido almacenado que incluye lodo de perforación puede variar de un peso específico de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 2,0. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 1, el al menos un depósito 120 interior puede incluir un líquido almacenado que tiene una densidad más baja que el agua de mar o que el fluido de barrera dispuesto en el espacio entre el al menos un depósito interior y el depósito exterior.
Según realizaciones de la presente descripción, un sistema de medición (no mostrado) puede conectar al menos un depósito interior que tiene un líquido almacenado en el mismo a un punto de consumo submarino. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 1, un sistema de medición puede conectarse a una apertura 125 controlada (por ejemplo, que puede funcionar como una entrada o una salida, dependiendo de si se está inyectando en o se está recogiendo líquido desde un sistema de producción) en el al menos un depósito 120 interior que contiene un líquido almacenado, tal como uno o más productos químicos. El sistema de medición puede usarse para controlar el flujo del líquido almacenado a o desde el al menos un depósito 120 interior. En algunas realizaciones, la presión de un líquido almacenado puede elevarse (con una bomba de medición) por encima de la presión hidrostática del agua de mar o fluido de barrera circundante para su inyección a un sistema de producción activo. En algunas realizaciones, un sistema de producción puede estar operando por debajo de la presión hidrostática y la presión del entorno marino puede forzar el líquido almacenado desde un tanque de almacenamiento de la presente descripción y al sistema de producción. Además, la tasa de dosificación de productos químicos o de inyección de líquido puede ser controlada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, un líquido almacenado puede usarse con moderación en un sistema de producción y se dosifica a una velocidad baja con una pequeña bomba de medición, mientras que otro líquido almacenado, tal como metanol, puede dosificarse en grandes volúmenes y a velocidades elevadas al sistema de producción. Los sistemas de tuberías y de bombeo usados junto con la inyección de líquido almacenado a un sistema de producción pueden estar dimensionados según los volúmenes y las tasas del líquido que se está dosificando.
Los tanques de almacenamiento de la presente descripción pueden tener al menos un depósito interior mantenido con un líquido almacenado. Al menos un depósito interior de un tanque de almacenamiento puede rellenarse con un líquido rellenando el tanque en el lecho marino desde un buque en la superficie o sustituyendo el tanque vacío y rellenándolo en tierra. Por ejemplo, según realizaciones de la presente descripción, un procedimiento de provisión de líquido (por ejemplo, productos químicos) a una instalación en el lecho marino puede incluir la provisión de un tanque de almacenamiento en un entorno submarino, en el que el tanque de almacenamiento tiene un depósito exterior y al menos un depósito interior flexible dispuesto en el interior del depósito exterior, en el que el volumen del depósito exterior permanece fijo, y el volumen del al menos un depósito interior es variable. El líquido puede inyectarse, por ejemplo, en un punto de consumo submarino a través de una apertura controlada, tal como una válvula de salida, en el al menos un depósito interior, proporcionada a través de una línea descendente desde el buque marítimo al por lo menos un depósito interior del tanque de almacenamiento, o puede rellenarse en el al menos un depósito interior después de que el tanque de almacenamiento ha sido extraído del mar. A continuación, se describirán más detalladamente las operaciones de rellenado.
Con referencia ahora a la Figura 2, un tanque 200 de almacenamiento según realizaciones de la presente descripción está en un fondo 210 marino. El tanque 200 de almacenamiento tiene al menos un depósito interior flexible (no mostrado), en el que el al menos un depósito interior contiene un líquido almacenado. El líquido puede inyectarse en un punto de contacto submarino a través de una válvula de salida (no mostrada) en el al menos un depósito interior. A medida que el volumen del líquido en el al menos un depósito interior disminuye, el agua de mar desde el entorno submarino fluye a través de un conjunto de equilibrado (no mostrado), similar al descrito en la Figura 1, dispuesto en el depósito exterior para aumentar el volumen de agua de mar en el espacio entre el al menos un depósito interior y el depósito exterior. El al menos un producto químico puede ser rellenado en el al menos un depósito interior según los procedimientos descritos en la presente memoria. Durante las operaciones de rellenado, la válvula 204 (véase la Figura 1) de aislamiento puede estar abierta. Cuando la válvula 204 de aislamiento y la válvula 126 están en la posición abierta, los productos químicos pueden bombearse al interior del depósito 120 interior a través de la entrada/salida 125. Este aumento de volumen puede forzar parte de la cantidad de agua de mar o fluido de barrera fuera del espacio 140, a través de la válvula 202 de retención y la válvula 204 de aislamiento, y fuera del punto 206 de conexión de tubo ascendente. El punto 206 de conexión de tubo ascendente pueden estar conectado a un tubo ascendente (no mostrado) que, a su vez, puede estar conectado a un tanque de almacenamiento en un buque marítimo, por ejemplo. El punto 206 de conexión de tubo ascendente puede proporcionarse para prevenir liberaciones al medio ambiente. Sin embargo, si la supervisión del fluido de barrera indica que no hay daños en el depósito interior, y el fluido de barrera es sólo agua de mar, la expulsión del fluido de barrera al mar puede ser admisible. De manera similar a al conjunto 135 de equilibrado, la válvula de conexión ascendente puede estar situada interna o externamente con respecto al tanque 110. La válvula de conexión ascendente puede estar situada también al menos parcialmente internamente o parcialmente externamente con respecto al tanque 110.
Con referencia todavía a la Figura 1, cabe señalar que un conjunto 135 de equilibrado y un conjunto (202, 204, 206) de descarga pueden combinarse en una única cabecera mediante una conexión 139 al depósito 110 exterior. Deberían proporcionarse válvulas y controles apropiados en dicha realización. Sin embargo, el uso de conexiones separadas y la provisión de válvulas de retención pueden proporcionar medidas adicionales para prevenir una liberación o un fallo no deseados durante la elevación, el descenso, el funcionamiento o las operaciones de rellenado. El conjunto de descarga puede incluir además un sensor 131 de contaminación, que se describirá más detalladamente a continuación.
Con referencia una vez más a la Figura 2, puede proporcionarse una línea 220 descendente desde un buque 230 marítimo al por lo menos un depósito interior, en el que la línea descendente incluye una boquilla 240 de rellenado que conecta la línea 220 descendente al tanque 200 de almacenamiento y una válvula de control de presión posicionada en la boquilla 240 de rellenado. La válvula de control de presión puede ser parte del tanque de almacenamiento, o puede ser parte de la línea 220 descendente. La válvula de control de presión puede controlar la presión de salida de la línea descendente a una diferencia máximo con relación la presión hidrostática ambiente del entorno submarino circundante mediante el conjunto de equilibrado. Mediante el control de la presión de salida de la línea descendente a una diferencia máxima con respecto a la presión hidrostática ambiente, la válvula de control de presión puede prevenir una sobrepresión del tanque de almacenamiento durante las operaciones de rellenado. Por ejemplo, la válvula de control de presión puede controlar la presión de salida de la línea descendente a una diferencia de presión de menos de aproximadamente 0,140 MPa (aproximadamente 20 psi), y menos de 0,069 MPa (10 psi) en algunas realizaciones. La línea 220 descendente puede ser un tubo ascendente, una tubería, una tubería flexible, un tubo ascendente articulado o una manguera que puede proporcionar una conexión de fluido entre el buque 230 marítimo y el depósito 200 de almacenamiento submarino.
Todavía con referencia a la Figura 2, puede usarse al menos un vehículo 250 operado de manera remota (Remotely Operated Vehicle, ROV) para realizar operaciones submarinas en el tanque 200 de almacenamiento. Tal como se muestra, un ROV 250 puede estar atado al buque 230 marítimo. El ROV 250 puede usarse, por ejemplo, para conectar las mangueras de inyección iniciales y cualquier acoplamiento de energía y de mando al sistema de producción submarino o para conectar una línea 220 descendente al tanque 200 de almacenamiento para aplicaciones de rellenado. En algunas realizaciones, pueden usarse dos o más ROVs para realizar operaciones submarinas. En algunas realizaciones, pueden usarse un vehículo submarino autónomo (Autonomous Underwater Vehicle, AUV) para realizar operaciones submarinas.
Según una o más realizaciones descritas en el presente documento hay un tanque de almacenamiento submarino con presión compensada que trabaja a casi la presión hidrostática. El producto químico está almacenado en el tanque y una bomba retira este producto químico a través de una red de distribución que suministra el producto químico a la presión de inyección a sus puntos de consumo respectivos. Cuando el producto químico almacenado en el tanque se agota, puede ser necesario rellenar el tanque. En la descripción siguiente se contemplan maneras en las que los tanques pueden ser rellenados.
En algunas realizaciones, el tanque puede ser recuperado a la superficie, devuelto a la orilla donde el tanque puede ser sometido a mantenimiento, inspeccionado y rellenado con producto químico. Una vez llenado, el tanque podría reinstalarse en el lecho marino, según una o más realizaciones descritas en la presente memoria, donde volvería a suministrar el producto químico almacenado al sistema de medición y a la red de distribución. En aras de la continuidad de las operaciones, este procedimiento de recarga puede realizarse cambiando uno o más tanques vacíos por uno o más tanques llenos.
En otro procedimiento, el tanque puede rellenarse mientras está en el lecho marino. Este procedimiento de rellenado en el lecho marino puede realizarse conectando un buque en la superficie al tanque usando un sistema de línea descendente, en el que el tanque puede rellenarse en su sitio en el lecho marino.
Si el uso de productos químicos rutinario es un "lote" o tratamiento intermitente, entonces puede ser posible "suministrar de manera continua y lenta" o rellenar lentamente el volumen de trabajo del tanque a través de un pequeño conducto de flujo, tal como el que se encuentra en un cordón umbilical desde una instalación de servicio. En este escenario, el tanque submarino puede funcionar como un "tanque de día" o un tanque de compensación para suministrar producto químico durante eventos de alta demanda en los que la demanda supera la capacidad de suministro del pequeño conducto.
El riesgo común en los tres escenarios de recarga es el llenado en exceso del tanque hasta el punto de fallo del tanque causado por la acumulación de presión interna una vez que el tanque está lleno de líquido. Este es un mecanismo de fallo potencial debido a la alta presión de suministro de relleno de producto químico que supera la presión de fallo interno del tanque. Este mecanismo de fallo puede abordarse de una o más maneras, tal como se describe a continuación.
Una posible solución es supervisar el volumen interno del tanque de producto químico durante el rellenado para operar dentro de un volumen de trabajo seguro. Esto puede conseguirse indirectamente calculando el total de flujo de producto químico a y desde el tanque. Cuando se acerca al nivel total del tanque, la velocidad de llenado puede ralentizarse para un mayor control de la parada. Dependiendo de las propiedades del producto químico (es decir, el peso específico), otro procedimiento de medición de volumen puede ser la medición directa del nivel de producto químico y, de esta manera, del volumen. Este enfoque puede usarse cuando el peso específico del producto químico no es cercano a 1 (es decir, no parecido al del agua de mar). Otro procedimiento de medición de volumen puede ser mediante el uso de un aditivo trazador particular en el producto químico, cuya presencia podría medirse directamente en el interior de los confines cerrados del tanque.
Otra posible solución es gestionar la presión de rellenado del producto químico durante las operaciones de rellenado para garantizar una presión segura dentro de la capacidad del tanque. Esta gestión de la presión puede conseguirse con una válvula de control (o regulador de presión) usando la presión aguas abajo para controlar la válvula. Esto puede lograrse haciendo que la tubería aguas abajo sea suficientemente grande como para no crear una contrapresión significativa debida al flujo de fluido.
Un sensor de diferencia de presión separado puede supervisar la presión en el interior del tanque de almacenamiento en comparación con la presión hidrostática exterior. Este sensor puede estar situado lejos del puerto de entrada de producto químico para minimizar la influencia de pequeñas presiones transitorias. En el caso en el que este sensor detecta presiones de alarma, las operaciones de rellenado pueden pasar a un modo de operación de parada de seguridad (Safety Shut-Down, SSD). Debido a que la línea de suministro de productos químicos o tubo ascendente puede ser larga, la válvula de SSD puede estar situada en la corriente de suministro de productos químicos en estrecha proximidad al tanque submarino. Puede utilizarse más de uno de estos sensores en un sistema individual para primero activar una alarma que resulta en una ralentización de la velocidad de llenado y activando una parada a una presión más elevada.
Según otras realizaciones, en la presente memoria se describen mecanismos de alivio y de seguridad útiles con el sistema de tanques de almacenamiento. Los productos almacenados en tanques en el lecho marino pueden tener cierto grado de toxicidad. De esta manera, puede ser deseable minimizar una potencial descarga para prevenir de manera segura un fallo catastrófico y la descarga completa de volumen de producto químico del tanque de almacenamiento. Este escenario puede conseguirse mediante la inclusión de una válvula de alivio de seguridad que alivia las presiones excesivamente elevadas en el interior del tanque y que proporciona una alarma de la situación a las operaciones de rellenado. Estas válvulas pueden estar dimensionadas para transitorios relativamente bajos y para proporcionar alivio a corto plazo.
Si la condición de presión de sobrellenado supera las capacidades de la válvula de alivio, o la válvula de alivio falla, puede utilizarse un disco de ruptura para prevenir una sobrepresión y un fallo incontrolado del tanque. Estos pueden usarse también en serie para proporcionar un alivio 'escalonado'. Los sensores colocados en los discos de ruptura pueden alertar a los operadores acerca de la condición.
El mecanismo de seguridad puede incluir también un punto de fallo no estructural predeterminado en el caso de una sobrepresurización imposible de gestionar del tanque. El propósito de este punto de falla intencionado es proteger la integridad estructural residual del sistema de tanque y del equipo. De esta manera, puede ser posible recuperar el tanque para un análisis posterior al evento.
La descripción anterior identifica tres niveles progresivos de protección contra sobrepresión. Aunque solo se describen tres procedimientos, se prevé que puedan usarse también más o menos procedimientos. Las estrategias de presión de relleno pueden aplicarse independientemente de si las operaciones de llenado se realizan en tierra, en un buque, bajo el mar a través de un tubo ascendente o mediante una carga de manera continua y lenta a través de un cordón umbilical.
En una o más realizaciones, los aspectos únicos de esta aplicación de llenado de tanque pueden ser que el tanque se llena de líquido al 100% con agua de mar y productos químicos en un ambiente de alta presión hidrostática. Este enfoque ofrece diversas ventajas para el almacenamiento de depósitos de presión más comunes. Una ventaja puede ser que el espesor de la pared del tanque de almacenamiento se reduce considerablemente en comparación con el depósito de presión capaz de soportar grandes profundidades, lo que puede permitir el almacenamiento de grandes volúmenes de líquido en el interior de tanques relativamente ligeros. El agua de mar y los productos químicos pueden estar separados por un material de la vejiga de tela revestida. Las diferencias de presión de trabajo pueden ser pequeñas, tales como por ejemplo entre 0,034 y 0,103 MPa (5 y 15 psi), o tales como entre 0,055 y 0,083 MPa (8 y 12 psi), y la presión puede cambiar rápidamente debido al entorno de alta presión.
La presión hidrostática puede ser aprovechada reduciendo los requisitos de diferencia de presión para sacar el líquido del tanque hasta el punto de uso o de consumo. En algunos casos, el aprovechamiento de la presión hidrostática puede eliminar la necesidad de una bomba, midiéndose o estrangulándose el líquido suministrado mediante una válvula controlada hasta el punto de uso o de consumo.
En otra realización descrita en la presente memoria, puede proporcionarse un sistema de parada de seguridad permanente. Un sistema de para de seguridad permanente puede equiparse en cada una de las bodegas de producto químicos en el interior de la lanzadera. Este sistema puede incluir un sensor de presión en cada tanque que puede ser supervisado por el sistema de control de procedimiento. Cuando la presión interna del tanque es alta, la válvula de seguridad de la entrada del tanque puede ser cerrada para prevenir la entrada de más fluido y una mayor presión en el interior del tanque.
Con referencia de nuevo a la Figura 1, el sensor 131 de contaminación y un sensor 150 de diferencia de presión en cada bodega de la lanzadera pueden operar una válvula 126 de aislamiento en la abertura 125 controlada tras detectarse condiciones de alarma durante las operaciones de rellenado.
En una o más realizaciones descritas en la presente memoria, múltiples tanques pueden conectar entre sí usando un colector de producto químico de la lanzadera y un puerto. Tal como se describe en la presente memoria, el sistema comprende tres tanques, pero se prevé que comprenda dos, tres, cuatro, cinco o más tanques. En algunas realizaciones, se prevé que el sistema comprenda diez o veinte o más tanques.
Con referencia ahora a la Figura 3, los tanques 400, 401 y 402 pueden conectarse a un colector 410 común, tal como se ilustra. En esta realización, todas las opciones de rellenado del tanque de productos químicos pueden conectarse en el punto 412 de conexión de conexión/desconexión rápida (Quick Connect/Dis-Connect, QCDC). El colector puede también tener una válvula 414 de alivio de presión y un transmisor 415 de presión que puede actuar como respaldo para los sistemas de supervisión de tanques individuales, así como una válvula 416 de aislamiento de entrada de colector. Esto puede proporcionar una redundancia de la supervisión de presión durante cualquier operación de rellenado.
La tubería de productos químicos a bordo de la lanzadera puede ser de aproximadamente 20,32 cm (8 pulgadas), por ejemplo, entre 15,24 y 25,40 cm (6 pulgadas y 10 pulgadas). Cada uno de los tanques 400, 401 y 402 de productos químicos puede estar equipado con válvulas 403, 404 y 405 de aislamiento, respectivamente, controladas eléctricamente a través del sistema de control de producción. Si la diferencia de presión aumenta demasiado o los sensores de contaminación en cada tanque detectan una alta concentración de productos químicos en la descarga de agua de mar durante las operaciones de rellenado, entonces pueden cerrarse las válvulas 403, 404 o 405 de aislamiento.
Si la alarma procede de uno de los sensores de contaminación en los tanques, entonces pueden cerrarse las válvulas de aislamiento de agua de mar en los tanques (ilustradas en la Figura 1), así como las válvulas 403, 404 y 405 de aislamiento, para contener cualquier potencial escape de productos químicos. Un ROV puede recoger una muestra de fluido de barrera desde el tanque cerrado que puede confirmar la alta concentración o puede indicar un fallo del sensor de contaminación. En el caso en el que se produce un fallo del sensor de contaminación, un sensor de contaminación secundario podría ser desplegado por el ROV en la salida de agua de mar para supervisar la contaminación durante una operación de rellenado.
En serie con las válvulas 403, 404 y 405 de aislamiento, puede haber caudalímetros 406, 407 y 408 que pueden medir el flujo tanto hacia el interior como hacia el exterior de los tanques respectivos. Todos los tanques pueden conectarse al colector de productos químicos a través de esta válvula, este medidor de flujo y esta conexión de tubería. El colector de productos químicos puede incluir una válvula 414 de alivio de presión como un nivel de seguridad adicional. El tanque de transporte está diseñado para tener una diferencia de presión de entre 0,034 y 0,103 MPa (5 y 15 psi), tal como entre 0,055 y 0,083 MPa (8 y 12 psi). Las válvulas 403, 404 y 405 de seguridad de aislamiento de tanque pueden cerrarse automáticamente si se detecta una presión de alarma. Si las válvulas de aislamiento no se cierran, entonces la válvula 414 de alivio que descarga al mar puede abrirse a una diferencia de presión de aproximadamente 0,096 a 0,103 MPa (de 14 a 15 psi) entre los productos químicos en el colector y la presión hidrostática externa. Esta descarga controlada de productos químicos al mar puede realizarse para proteger la integridad estructural de las bodegas de la lanzadera y la potencial pérdida total de productos químicos a bordo.
Fijada también al colector, puede haber una manguera 420 para productos químicos que transfiere el producto químico desde el colector 410 a la unidad de inyección de productos químicos submarina (Subsea Chemical Injection Unit, SCIU). Esta conexión de manguera puede liberarse de manera remota (ROV) en el caso en el que la SCIU debe ser recuperada por separado a la superficie. La manguera 420 para productos químicos puede tener también una válvula 422 de aislamiento redundante separada.
El rellenado seguro con líquido de un tanque submarino de baja presión tal como se ha descrito anteriormente no se aplica solo a los productos químicos de producción, tal como se ha desarrollado anteriormente, sino que puede aplicarse también a grandes tanques de almacenamiento de petróleo submarinos y otras necesidades de almacenamiento de líquidos submarino.
A diferencia de las operaciones submarinas, es posible que el tiempo para rellenar los tanques de productos químicos en un puerto no sea un factor significativo. Sin embargo, aún debería tenerse en cuenta la operación segura del proceso de llenado. La operación de rellenado puede empezar con una conexión a tierra adecuada de todos los equipos de manipulación de productos químicos para gestionar cualquier riesgo de electricidad estática y una inspección exhaustiva del sistema con cualquier mantenimiento planificado, actualizaciones de equipos o reparaciones realizadas. Es posible que se requiera un panel de control de procedimiento y un suministro eléctrico para comprobar y supervisar los sensores de la lanzadera (nivel y presiones diferenciales) y para operar todas las válvulas de seguridad y de aislamiento.
Con referencia ahora a la Figura 4, una línea 500 descendente puede estar conectada al punto 412 de conexión QCDC. El suministro de productos químicos puede conectarse a través de la línea 500 descendente y el punto 412 de conexión QCDC a la tubería de la lanzadera. La presión de suministro debería ser de baja presión (menor de 0,069 MPag (10 psig)) y con capacidad de flujo nulo.
Pueden recogerse y analizarse muestras del agua de mar descargada durante las operaciones de rellenado para una comparación y una calibración del sensor de contaminación a bordo. Además, debido a que la lanzadera trabaja en aguas territoriales, la descarga del agua de mar no contaminada en el puerto cumpliría con los requisitos reglamentarios.
En una o más realizaciones, un buque multiservicio (Multi-Service Vessel, MSV) posicionado dinámicamente y equipado con una línea 500 descendente y un sistema 502 de manipulación (tubería articulada, mangueras o tubería flexible), puede usarse un ROV para reabastecer una lanzadera in situ en el lecho marino con 477 m3 (3.000 bbls) de productos químicos, o más. Para dicho escenario, el tiempo de bombeo total puede ser de 10 horas o menos para hasta 477 m3 (3.000 bbls) de productos químicos (una velocidad de bombeo de 47,7 m3 (300 bbls) por hora; 0,8 m3 (5 bbls) por minuto o ~ 210 gpm). Puede usarse una tubería ascendente con un diámetro de 7,62-12,70 cm (3-5 pulgadas) para gestionar estos caudales de productos químicos. Cerca de la lanzadera, el diámetro de la tubería puede aumentar tanto para mejorar la resistencia de la tubería como para reducir la velocidad del fluido para un control de presión más sensible y preciso en el interior de las vejigas de la lanzadera durante el rellenado de la lanzadera.
La Figura 4 ilustra el uso de un tubo 500 ascendente articulado para la conexión de suministro de productos químicos entre un buque de superficie (barco) y el sistema de tuberías de la lanzadera. También puede ser posible usar mangueras o tubos en espiral para esta función, ya que pueden desplegarse desde el barco ya llenos de productos químicos. Tal como se ilustra, como parte de un conjunto de tubo ascendente inferior, el tubo 500 ascendente articulado es una forma de tubería articulada que puede extenderse húmeda y llena de agua de mar. Sin embargo, la manguera 502 desde la válvula 504 de manguito deslizante al punto 412 de conexión de QCDC puede extenderse llena de productos químicos. La siguiente descripción enumera las características básicas que se esperan de cada uno de los componentes principales en el conjunto de tubo ascendente inferior.
El punto 412 de conexión de QCDC fija la manguera 502 ascendente a la tubería de la lanzadera para el reabastecimiento de productos químicos. Cada lado de esta conexión puede tener válvulas de aislamiento que cierran ambos lados del acoplamiento tras su separación con una entrada mínima de agua de mar. Este acoplamiento puede tener un tamaño de aproximadamente 15,24 a 25,40 cm (de 6 a 10 pulgadas), tal como de 20,32 (8 pulgadas), y está diseñado para operar a presiones diferenciales bajas (aproximadamente 0,345 MPa (50 psi)).
Las válvulas de aislamiento QCDC pueden ser operadas por presión y pueden ser sensibles a la presión. Es decir, pueden estar diseñadas para separarse lo suficientemente lejos como para cerrar y sellar la presión en el caso en el que la presión interior de la tubería supere un punto de consigna seguro. Este punto de consigna puede estar cargado por muelle y volvería a cerrar el QCDC cuando las presiones internas caen de nuevo al intervalo de operación segura. Además, el QCDC puede tener un indicador visible desde el ROV de las posiciones de la válvula de aislamiento. Esta es una característica de seguridad adicional que puede añadirse a un QCDC estándar.
Una válvula 506 de control de presión (PCV) puede reducir la presión a menos de 0,069 MPa (10 psi) para que fluya al interior de los tanques de almacenamiento de productos químicos de la vejiga de los elementos de transporte. La tubería y las mangueras pueden estar dimensionadas de manera que una presión de vejiga y el punto de detección de PCV en el QCDC sean esencialmente iguales para un suministro de productos químicos seguro. Esta PCV puede ser el control de presión principal para garantizar que la vejiga permanece dentro de un intervalo de operación segura. En el caso en el que esta PCV requiere una alimentación externa para operar, es posible proporcionar baterías. Esto puede permitir que el conjunto de tubo ascendente inferior funcione de manera independiente sin una línea de alimentación o conexión separada.
Puede proporcionarse un accesorio 508 de ruptura para protección contra enganches o cualquier accionamiento incontrolado del buque de superficie. La conexión puede ser robusta y proporciona un punto de fallo predeterminado para proteger los componentes de la lanzadera.
La manguera 502 puede usarse para su conexión entre la lanzadera y el elevador. Puede aislar el sistema de tuberías de la lanzadera con relación a las cargas del tubo ascendente. Esta manguera puede llenarse de manera rutinaria con productos químicos durante las operaciones de funcionamiento del tubo ascendente incluso si el tubo ascendente está lleno de agua de mar. El producto químico puede capturarse entre el punto 412 de conexión de QCDC y la válvula 504 de manguito deslizante en el extremo inferior del tubo ascendente. La manguera puede tener suficiente flexión como para compensar la compensación de la presión química (en lugar de filtrar agua de mar a través de la válvula de aislamiento QCDC). Pueden incluirse también rótulas de fluido en cada extremo de la manguera (no ilustradas).
En su posición de funcionamiento, la válvula 504 de manguito deslizante puede mantenerse en una posición "hacia arriba" en la que los puertos del manguito conectan el espacio interior del tubo ascendente con el entorno externo a través de una válvula 512 de aislamiento operada por ROV (normalmente abierta). Una vez que el tubo ascendente se coloca en su sitio y está lleno de agua de mar, puede lanzarse una bola de dosificación desde el barco de superficie hacia abajo al tubo ascendente. Esta bola se empuja hacia abajo con el producto químico de producción. Mientras la bola desciende por el tubo ascendente puede funcionar como un raspador separador y el agua de mar interior en el tubo ascendente se elimina y se descarga al mar a través del puerto en el manguito deslizante.
Una vez que la bola llega al manguito deslizante, se asienta en el interior del manguito (sellando el puerto de descarga al mar) y la presión acumulada en el interior del tubo ascendente fuerza al manguito a su posición "hacia abajo". En la posición hacia abajo, el manguito deslizante abre los puertos secundarios a la manguera química y proporciona un sellado secundario para el puerto de descarga.
Puede ser necesario extraer el producto químico desde el tubo 500 ascendente articulado antes de su recuperación al buque de soporte de superficie. Realizando un seguimiento del volumen de producto químico colocado en las vejigas de la lanzadera, la operación de suministro puede detenerse antes de que estén 100% llenas. Con un margen para la cantidad de producto químico en el interior del tubo ascendente, puede lanzarse una segunda bola/raspador separador en el tubo ascendente. Esta segunda bola se bombea hacia abajo usando agua de mar mientras el químico residual se empuja al interior de las vejigas de producto químico de la lanzadera. Una vez que la bola se asienta en su asiento respectivo en el manguito deslizante, sella los puertos de la manguera y de la lanzadera. De esta manera, el tubo ascendente ahora está lleno de agua y listo para ser recuperado.
El tubo 500 ascendente articulado se puede extenderse desde el MSV y tiene acceso al producto químico bien a bordo o bien desde un buque de transporte separado. El tubo ascendente puede estar tensado entre un peso 510 macizo en el extremo inferior y el conjunto de tubo ascendente superior. El conjunto del tubo ascendente superior puede estar equipado con una válvula de seguridad maestra en el recorrido vertical del tubo ascendente y una válvula de ala para una bomba de transferencia de productos químicos. La válvula de ala está fijada al lanzador de bolas/raspador separados en la parte superior del tubo ascendente. Este lanzador puede tener capacidad para al menos dos raspadores que pueden lanzarse de manera independiente.
Puede conectarse una bomba de transferencia de velocidad variable (no ilustrada) a un tanque de almacenamiento de productos químicos o puede conectarse a un suministro de agua de mar para limpiar el tubo ascendente entre el producto químico y el relleno de agua de mar. La bomba puede tener una válvula de derivación para descargar de nuevo al tanque de suministro en el caso en el que una válvula esté cerrada o el sistema no pueda aceptar más fluidos. Una válvula de seguridad maestra puede ser cerrada por un operador en el barco o por una señal/comando desde la instalación principal que está supervisando las operaciones de rellenado a través del sistema de control de procedimiento permanente.
En todavía otra realización descrita en la presente memoria se proporciona un procedimiento de suministro de productos químicos eficaz que puede ser útil para aplicaciones que requieren un tratamiento químico por lotes rápido. Por ejemplo, cuando se inyecta metanol en pozos durante las operaciones de cierre para prevenir la formación de hidratos. La mayoría de los tubos umbilicales no son lo suficientemente grandes como para suministrar la tasa de inyección deseada. Usando los tanques de almacenamiento de la lanzadera como un tanque intermedio, de compensación o de consumo diario y usando bombas de inyección submarinas para suministrar una alta tasa de inyección de productos químicos, puede ser posible una rápida preservación del sistema de producción.
Usando un conjunto de terminación umbilical convencional (Umbilical Termination Assembly, UTA) desplegado típicamente cerca de pozos submarinos, puede ser posible cargar los tanques de almacenamiento submarinos para un tratamiento por lotes rápido. En dicho escenario, los tubos en el interior del cordón umbilical tienen una capacidad de flujo limitada pero continua que disminuye significativamente con la distancia y la viscosidad química. Este flujo de producto químico puede redirigirse en el UTA a una manguera de suministro de productos químicos a la conexión QCDC de la lanzadera a través de un accesorio separable y una válvula de control de presión configurada para limitar la presión aguas abajo durante el rellenado, de manera similar al escenario del tubo ascendente. La válvula puede limitar el sobrellenado y la sobrepresurización de los tanques de la lanzadera. Las tuberías y los sistemas de seguridad a bordo de la lanzadera son comunes a las otras aplicaciones de rellenado de lanzadera.
Una diferencia de esta alimentación continua y lenta con relación a otras operaciones de rellenado, es que puede reducirse el tamaño de los componentes que componen el sistema para adaptarse mejor a los caudales lentos a través del cordón umbilical. El suministro de producto químico puede requerir cambiar de un modo de operación de inyección a uno de suministro continuo e interrumpible de producto químico.
Según realizaciones de la presente descripción, un procedimiento para proporcionar un tanque de almacenamiento al lecho marino puede incluir bajar el tanque de almacenamiento al lecho marino usando al menos una cámara de flotabilidad variable dispuesta a lo largo de al menos una pared del tanque de almacenamiento. Por ejemplo, con referencia a la Figura 5, un tanque 300 de almacenamiento según realizaciones de la presente descripción puede incluir un depósito 310 exterior, al menos un depósito 320 interior flexible dispuesto en el interior del depósito 310 exterior, un conjunto de equilibrado (no mostrado), similar al descrito en la Figura 1, tal como está dispuesto en el depósito 310 exterior, y al menos una cámara 340 de flotabilidad variable dispuesta a lo largo de al menos una pared del depósito 310 exterior, en el que cada cámara 340 de flotabilidad variable tiene al menos una válvula 350 de entrada y salida de flujo. En algunas realizaciones, puede disponerse al menos una cámara de flotabilidad variable a lo largo de la parte superior del depósito exterior de un tanque de almacenamiento, en el que la al menos una cámara de flotabilidad variable está llena de aire presurizado. A continuación, el tanque de almacenamiento puede bajarse al lecho marino liberando aire presurizado desde la cámara de flotabilidad variable y haciendo fluir agua de mar a través de la al menos una válvula de entrada y salida de flujo a la cámara de flotabilidad variable. Según realizaciones de la presente descripción, un tanque 300 de almacenamiento puede incluir también al menos una cámara 360 de flotabilidad fija. La al menos una cámara 360 de flotabilidad fija puede soportar la profundidad de trabajo hidrostática del tanque 300 de almacenamiento. La cantidad de flotabilidad fija, por ejemplo, el volumen relativo de la al menos una cámara 360 de flotabilidad fija al tanque 300 de almacenamiento, puede controlar el peso sumergido en los procedimientos de la línea descendente. De manera alternativa, en realizaciones en las que el fluido en el tanque 300 de almacenamiento tiene un peso específico bajo, puede usarse un lastre. El lastre supera la flotabilidad de los fluidos de peso específico bajo durante la instalación y puede recuperarse por separado para ajustar el peso total de la estructura dentro del intervalo de flotabilidad fija durante las operaciones de recuperación de la estructura.
Durante una operación de bajada, el conjunto de equilibrado, que comprende una válvula de aislamiento, una válvula de retención y una vejiga flexible, tiene ambas válvulas de retención y de aislamiento en la posición abierta para permitir la entrada de flujo de agua de mar al espacio entre el al menos un depósito interior y el depósito exterior. La entrada de flujo de agua de mar permite el mantenimiento de la presión hidrostática en al menos un depósito interior.
Durante la operación de subida, el conjunto de equilibrado tiene la válvula de aislamiento cerrada. A medida que la presión hidrostática se reduce en el al menos un depósito interior, el fluido interior se expandirá, el fluido fluirá al interior de la vejiga flexible contenida en el conjunto de equilibrado. La vejiga flexible puede estar dimensionada para contener al menos la máxima expansión del fluido interior. En algunas realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada de manera que contenga hasta 1,6 m3 (10 barriles). En otras realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada de manera contenga hasta 2,1 m3 (13 barriles). En otras realizaciones, la vejiga flexible puede estar dimensionada de manera contenga hasta 2,4 m3 (15 barriles) o más.
Según una o más realizaciones descritas en la presente memoria, se proporciona un procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento existente. El tanque de almacenamiento existente puede contener uno o más depósitos exteriores rígidos, al menos una salida, al menos una entrada y otras tuberías, válvulas, equipo de control y dispositivos de anclaje asociados. El tanque de almacenamiento existente contiene uno o más depósitos interiores flexibles y un fluido dispuesto en el interior de un espacio entre los uno o más depósitos exteriores y los uno o más depósitos interiores. El proceso de reacondicionamiento puede implicar la eliminación de al menos una entrada y la adición de un conjunto de equilibrado. El conjunto de equilibrado contiene una entrada; un punto de conexión de conjunto; una válvula de aislamiento situada cerca de la entrada, una vejiga flexible situada cerca del punto de conexión de conjunto y una válvula de retención situada a medio camino entre la válvula de aislamiento y la válvula de retención. El conjunto de equilibrado puede instalarse también justo antes de las operaciones de recuperación. El tanque reacondicionado puede tener un rendimiento mejorado en lo que se refiere a la gestión de un cambio en la presión hidrostática durante las operaciones de bajada, dosificación y subida en comparación con el tanque sin el conjunto de equilibrado.
Además, los tanques de almacenamiento de la presente descripción pueden flotar en la superficie del mar para remolcarlos a y desde la costa. Por ejemplo, según realizaciones de la presente descripción, un tanque de almacenamiento puede ser mayor de 477 m3 (3.000 barriles), mayor de 795 m3 (5.000 barriles) en algunas realizaciones, y mayor de 1.272 m3 (8.000) barriles en todavía otras realizaciones. El tanque de almacenamiento puede contener volúmenes en los intervalos descritos usando un único depósito interior flexible o múltiples depósitos interiores flexibles conectados entre sí en serie o en paralelo para conseguir el volumen de trabajo total deseado. Además, tal como se ha descrito anteriormente, un tanque de almacenamiento de la presente descripción puede incluir un depósito exterior rígido (que contiene al menos un depósito interior flexible) o múltiples depósitos exteriores rígidos (incluyendo cada uno al menos un depósito interior flexible) conectados entre sí. El volumen total del tanque de almacenamiento (incluyendo el depósito exterior rígido y al menos un depósito interior flexible) puede variar desde más de 477 m3 (3.000 barriles) a un volumen lo suficientemente pequeño como para caber debajo de un dispositivo de elevación y/o lo suficientemente pequeño como para que los ROVs maniobren la estructura a su ubicación deseada en el lecho marino. Dichos tanques de almacenamiento pueden tener también un peso elevado y, de esta manera, los depósitos de soporte pueden tener una capacidad de grúa inadecuada para elevar el tanque de almacenamiento a o desde el agua. Según las realizaciones de la presente descripción, el tanque de almacenamiento puede elevarse hacia la superficie del mar desde el lecho marino liberando el agua desde las cámaras de flotabilidad para hacer flotar el tanque de almacenamiento o eliminado lastre para ajustar el peso del tanque de almacenamiento a la relación de flotabilidad.
Según realizaciones de la presente descripción, un tanque de almacenamiento puede estar conformado para actuar como una barcaza u otro buque de transporte marítimo con una bodega de carga interior que contiene al menos un depósito interior flexible. El tanque de almacenamiento puede incluir una proa para su remolque y/o paredes y fondo de doble cara para minimizar las consecuencias si se produce una colisión durante el remolque. Las paredes de doble cara de un tanque de almacenamiento pueden usarse también para proporcionar flotabilidad cuando se hace flotar el tanque de almacenamiento durante el remolque y el tránsito, que posteriormente puede inundarse cuando el tanque se sumerge completamente. Además, en algunas realizaciones, un tanque de almacenamiento conformado como un buque marítimo puede subdividirse en compartimentos más pequeños para contener y segregar múltiples depósitos interiores flexibles llenos de al menos un tipo de producto químico o para un mayor volumen de almacenamiento de productos químicos.
Puede minimizarse la cantidad de aparejos usados para la transición desde una brida de remolque de tanque de almacenamiento a un aparejo usado para bajar el tanque de almacenamiento al lecho marino en una línea de elevación activa compensada. Por ejemplo, puede usarse una brida de remolque articulada en la proa de un tanque de almacenamiento. En algunas realizaciones, puede haber un poste reforzado en el centro de un tanque de almacenamiento en el que el poste tiene un perfil de conexión en la parte superior del poste (en el extremo más distal desde el tanque de almacenamiento) para un conector de conexión/liberación rápida del ROV para la fijación de la línea de elevación suspendida desde un buque de trabajo. Un buque remolcador puede tirar del tanque de almacenamiento junto con el buque de trabajo (es decir, una operación de dos embarcaciones), en el que la fijación es a la parte superior del poste para sumergir el tanque y bajarlo al lecho marino.
Tal como se ha descrito anteriormente, la flotabilidad a alta presión puede disponerse a lo largo de la parte superior de un tanque de almacenamiento según realizaciones de la presente descripción. Mediante la adición de cámaras de flotabilidad a lo largo de la parte superior de un tanque de almacenamiento, la flotabilidad puede proporcionarse por encima del centro de gravedad del tanque de almacenamiento y, de esta manera, la carga puede ser estable cuando está suspendida desde una línea de elevación. Las cámaras de flotabilidad pueden reducir el peso sumergido del sistema de tanque de almacenamiento de manera que una grúa o cabrestante fácilmente disponible en una embarcación de trabajo con un ROV pueda ser capaz de bajar el tanque al lecho marino, posicionar y conectar el sistema de tanque de almacenamiento. Los movimientos de la grúa o del cabrestante usados para maniobrar el tanque de almacenamiento pueden compensarse de manera activa para minimizar las cargas de masa añadidas debido al movimiento del buque de apoyo. Las cámaras de flotabilidad pueden proporcionarse de diversas formas. Por ejemplo, pueden usarse una flotabilidad sólida fija capaz de soportar la profundidad de trabajo o una tubería compuesta tapada y fijada de manera segura en la parte superior del tanque de almacenamiento. La tubería de flotabilidad puede estar dimensionada (diámetro y espesor de pared) para resistir de manera apropiada las presiones de colapso a la profundidad de operación del tanque de almacenamiento, mientras proporcionan también la cantidad de flotabilidad requerida. Una tubería de flotación puede usarse también como un volumen de almacenamiento de aire comprimido, nitrógeno u otro gas. Por ejemplo, una vez que un tanque de almacenamiento se eleva desde el lecho marino a una ubicación cerca de la superficie (por ejemplo, durante una operación de sustitución del tanque de almacenamiento), el aire desde la tubería de flotabilidad puede liberarse a los espacios de flotabilidad variable en el interior de la estructura del tanque de almacenamiento para deslastrar estos espacios y preparar el tanque de almacenamiento para su remolcado en superficie. El uso de una tubería de flotabilidad fija como almacenamiento de aire comprimido puede eliminar la necesidad de conectar una manguera de aire o una bomba de agua para deslastrar los tanques de las paredes laterales cuando regresan a la superficie.
Además, un tanque de almacenamiento puede estar equipado con tuberías y compartimentos para alojar y proteger la bomba de inyección de productos químicos y los componentes de medición que enrutan los productos químicos (u otro líquido distinto del agua de mar) a través de mangueras o tubos de alta presión a sus puntos de inyección, así como un conjunto de equilibrado. En algunas realizaciones, la bomba de inyección, el conjunto de equilibrado y los componentes relacionados pueden recuperarse con el tanque de almacenamiento y, de esta manera, pueden ser sometidos a mantenimiento de manera rutinaria junto con el tanque de almacenamiento. En algunas realizaciones, la bomba de inyección, los componentes de medición y el conjunto de equilibrado pueden estar situados separados en un módulo que se somete a mantenimiento de manera independiente.
Dependiendo de la tasa de dosificación de producto químico y de la aplicación, tanto la tubería como la bomba de inyección pueden estar dimensionados de manera apropiada, o si el producto químico (u otro líquido) se inyecta en un ambiente subhidrostático, puede usarse también una válvula de estrangulamiento y un sistema de medición. Un módulo de control puede controlar las bombas de inyección y supervisar cualquier sensor que supervise la operación del tanque de almacenamiento y el sistema de medición. El módulo de control puede interactuar con el sistema de control de producción usando protocolos estándar. Además, puede desplegarse un cable de interconexión para alimentación y comunicaciones de datos y de comandos desde el tanque de almacenamiento hasta el punto de conexión eléctrica submarino. El módulo de control, la bomba y el sistema de medición pueden estar situados a bordo del tanque de almacenamiento o pueden estar posicionados por separado en el sistema de producción. Las cajas para cables de interconexión (tanto eléctricos como químicos) pueden estar situadas en el tanque de almacenamiento y pueden gestionar los cables de interconexión durante el despliegue y la recuperación del tanque. Una caja puede estar optimizada para una operación con ROV. Un mecanismo de despliegue de cable de interconexión puede facilitar también la recuperación eficiente de los cables de interconexión en el caso en el que se cambie el tanque de almacenamiento.
Los tanques de almacenamiento de la presente descripción pueden lastrarse para hundirlos por debajo de la superficie del mar, lo que, en algunos casos, puede incluir sumergir el tanque de almacenamiento debajo de las olas en la superficie del mar. En algunas realizaciones, mientras el tanque de almacenamiento se lastra para hundirlo debajo de la superficie del mar, la válvula de aislamiento en el conjunto de equilibrado puede estar en la posición abierta para permitir la compensación de la presión hidrostática. Según algunas realizaciones, pueden fijarse unas columnas a cada esquina de un tanque de almacenamiento. El tamaño y la forma de las columnas pueden variar, pero pueden incluir, por ejemplo, una altura que varía de 304,8 a 1.066,8 cm (de 10 a 35 pies). Las columnas pueden proporcionar un comportamiento semisumergible y un control del movimiento durante las operaciones de lastrado hasta que la parte superior de las columnas se sumerge, lo que puede proporcionar también estabilidad al tanque de almacenamiento en el entorno con olas cerca de la superficie.
Los entornos en el lecho marino pueden variar, por ejemplo, el lecho marino puede ser firme y compactado (sobre el que puede colocarse directamente un tanque de almacenamiento), o el lecho marino puede ser blando (en el que un tanque de almacenamiento puede colocarse sobre una base intermedia colocada sobre el lecho marino, tal como una base de hormigón). Según realizaciones de la presente descripción, puede instalarse una cimentación con pilotes de succión en el lecho marino y, a continuación, puede colocarse un tanque de almacenamiento de la presente descripción sobre la cimentación con pilotes de succión. Una cimentación con pilotes de succión puede proporcionar puntos de aterrizaje en puntos duros que están reforzados de manera adecuada para soportar el peso del sistema de tanque de almacenamiento. Una cimentación puede presentar también postes de alineación (por ejemplo, que tienen al menos dos alturas diferentes) para capturar embudos y manguitos acoplables integrados en un tanque de almacenamiento. Los postes y los embudos pueden garantizar una ubicación, una alineación y una orientación adecuadas del tanque de almacenamiento con respecto al resto del sistema y del equipo de producción submarino. Un tanque de almacenamiento de la presente descripción puede maniobrarse usando una combinación del posicionamiento de la embarcación en la superficie y de la supervisión y de la maniobra proporcionados por al menos un ROV. Además, puede haber ciertas restricciones impuestas por las corrientes más altas en el lecho marino (y la potencia disponible del ROV) y, de esta manera, el aterrizaje del tanque de almacenamiento puede depender de la realización de la operación durante los períodos de tiempo cíclicos de baja corriente.
Según algunas realizaciones, puede añadirse un faldón a la parte inferior del tanque de almacenamiento para prevenir su desplazamiento. El faldón puede separarse en secciones con tuberías hacia la parte superior del tanque de almacenamiento, lo que puede permitir que un ROV atraque y bombee agua al interior de los espacios del faldón debajo del tanque de almacenamiento para minimizar cualquier carga de succión cuando el tanque de almacenamiento se eleva desde el lecho marino durante una operación de cambio.
Además, según una o más realizaciones descritas en la presente memoria, durante las operaciones de despliegue, el tanque de almacenamiento puede bajarse (o lastrarse) para llevar el objeto justo debajo de la superficie, de manera que la flotabilidad fijada mantenga una flotabilidad neta positiva. A continuación, dos o más embarcaciones pueden desplegar una cantidad predeterminada de cable pesado, o cable de catenaria, para superar la flotabilidad fijada y sumergir el tanque de almacenamiento. De esta manera, el paquete puede desplegarse cerca del lecho marino por los buques. Finalmente, el paquete de equipo será depositado en el lecho marino bien retirando o deslastrando la flotabilidad adjunta del objeto o bien añadiendo suficiente peso al paquete de equipo para contrarrestar cualquier flotabilidad positiva.
En dichas realizaciones, los paquetes submarinos de gran tamaño pueden desplegarse y recuperarse de una manera tal como se identifica en la solicitud de patente US provisional N° 62/042.565. La estructura del tanque de almacenamiento puede soportar una carga útil de hasta aproximadamente 600 toneladas de productos químicos que se bajan y se posicionan en el lecho marino de manera controlada, por ejemplo, mediante el uso de una flotabilidad variable y/o un cable con peso. El cable puede estar fijado desde múltiples buques. Pueden usarse dos, tres o más buques. El cable está fijado a puntos de aterrizaje individuales en el tanque de almacenamiento desde cada embarcación. Se despliega una cantidad predeterminada de cable con peso desde los múltiples buques. La flotabilidad del paquete de equipo submarino se ajusta para hundir el paquete de equipo submarino justo debajo de la superficie del mar. El paquete de equipo submarino se posiciona en su ubicación de instalación en el lecho marino a medida que el paquete de equipo submarino se hunde hacia el lecho marino. Finalmente, el paquete de equipo submarino aterriza y se instala en el lecho marino.
La estructura del tanque de almacenamiento puede desplegarse también sobre, o puede tener la forma de, una estructura similar a una barcaza según las realizaciones descritas en la presente memoria. La estructura similar a una barcaza puede flotar sobre la superficie del mar y puede estar equipada con al menos una cámara de flotabilidad. La estructura similar a una barcaza puede actuar como cimentación estructural para el soporte y la operación de diversos equipos de uso en el lecho marino u otra carga útil, tales como el tanque de almacenamiento. Es posible que todo el paquete de equipo pueda comprobarse y ponerse en servicio en la superficie antes de su despliegue en el lecho marino. La capacidad de despliegue exclusiva incorpora una cimentación de carga útil integrada para mejorar la fiabilidad del equipo, para minimizar la construcción basada en el lecho marino y para proporcionar un procedimiento de recuperación eficaz y eficiente en el caso de un funcionamiento incorrecto del equipo o en el caso en el que sea necesario recuperarlo para realizar reparaciones, mantenimiento o modificaciones.
Aunque solo se han descrito en detalle algunas realizaciones ejemplares anteriormente, las personas expertas en la técnica apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones en las realizaciones ejemplares sin apartarse materialmente de las realizaciones descritas en la presente memoria. Por consiguiente, se pretende que la totalidad de estas modificaciones estén incluidas dentro del alcance de la presente descripción, tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos, que comprende:
un depósito (110; 310) exterior rígido;
al menos un depósito (120; 320) interior dispuesto en el interior del depósito (110; 310) exterior, siendo el al menos un depósito (120; 320) interior expandible y plegable y estando en comunicación fluida con una abertura (125) controlada provista de una válvula (126) de aislamiento;
caracterizado porque comprende un conjunto (135) de equilibrado dispuesto en el exterior del depósito (110; 310) exterior, conectado de manera fluida a un espacio (140) entre el al menos un depósito (120; 320) interior y el depósito (110; 310) exterior y configurado para equilibrar la presión de los depósitos (110, 120; 310, 320) a medida que el sistema se baja a un lecho (210) marino, a medida que se vacía al menos un depósito (120; 320) interior y a medida que el sistema se recuperado del lecho (210) marino,
en el que el conjunto (135) de equilibrado comprende:
una o más válvulas (136) de aislamiento;
una o más válvulas (137) de retención;
en el que las una o más válvulas (136) de aislamiento están configuradas, cuando están cerradas, para aislar el espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior y el conjunto (135) de equilibrado con relación al flujo de agua de mar, y en el que las una o más válvulas (137) de retención están configuradas, cuando están abiertas, y cuando las una o más válvulas (136) de aislamiento están abiertas, para permitir el flujo de agua de mar a través del conjunto (135) de equilibrado al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior,
al menos una vejiga (130) flexible entre el depósito (110) exterior y las una o más válvulas (136, 137) de retención y de aislamiento, conectadas de manera fluida al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior, en el que la al menos una vejiga (130) flexible permite la contención de fluido interior durante las operaciones de recuperación del sistema.
2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además un sistema de medición para conectar el al menos un depósito (120) interior a un punto de consumo submarino.
3. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además al menos una cámara (340) de flotabilidad a lo largo de una parte superior del depósito (310) exterior, en el que la al menos una cámara (340) de flotabilidad comprende aire presurizado.
4. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además al menos un sensor (150) dispuesto en o conectado de manera fluida al espacio (140) entre el depósito (110) exterior y el al menos un depósito (120) interior.
5. Sistema según la reivindicación 1, en el que el sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos comprende múltiples depósitos (400, 401, 402) exteriores rígidos que se conectan en paralelo con un colector (410) común, en el que cada depósito (400, 401, 402) exterior rígido comprende al menos un depósito interior y un conjunto de equilibrado.
6. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además un sensor de contaminación entre el depósito (110) exterior y la al menos una vejiga (130) flexible, conectado de manera fluida al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior.
7. Sistema según la reivindicación 1, en el que el depósito (110) exterior rígido está dispuesto sobre, o tiene la forma de, una estructura similar a una barcaza, en el que la estructura similar a una barcaza comprende, además: uno o más tanques de flotabilidad fijos o variables;
en el que la estructura similar a una barcaza funciona tiene una cimentación estructural para el soporte y la operación del equipo para una operación submarina.
8. Procedimiento de provisión de productos químicos a una instalación en un lecho marino, comprendiendo el procedimiento:
proporcionar el sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos según la reivindicación 1, comprendiendo además el conjunto (135) de equilibrado un sensor de contaminación;
disponer al menos un producto químico en el al menos un depósito (120; 320) interior;
disponer un fluido de barrera en el espacio (140) entre el al menos un depósito (120; 320) interior y el depósito (110; 310) exterior, en el que el al menos un depósito interior tiene una presión equilibrada;
proporcionar al menos una cámara (340) de flotabilidad a lo largo del depósito (310) exterior, en el que la al menos una cámara (340) de flotabilidad comprende aire presurizado;
hundir el sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos en un entorno submarino, en el que las una o más válvulas (136) de aislamiento y las una o más válvulas (137) de retención del conjunto (135) de equilibrado se abren para permitir el equilibrado de la presión hidrostática del agua de mar en los depósitos (110, 120; 310, 320); y
elevar el sistema de almacenamiento y de suministro de líquidos desde el entorno submarino, en el que las una o más válvulas (136) de aislamiento en el conjunto (135) de equilibrado se cierran para prevenir la expulsión de fluido barrera al entorno submarino.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, que comprende, además:
inyectar el al menos un producto químico en un punto de consumo submarino a través de una válvula de salida en el al menos un depósito (120) interior;
en el que, a medida que disminuye el volumen del al menos un producto químico en el al menos un depósito (120) interior, el agua de mar desde el entorno submarino fluye a través de las una o más válvulas (136) de aislamiento y las una o más válvulas (137) de retención del conjunto (135) de equilibrado para mantener la presión hidrostática.
10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que, durante la operación de recuperación desde el entorno submarino, la presión hidrostática se reduce, causando de esta manera un flujo de fluido de barrera y de agua de mar al interior de la vejiga (130) flexible del conjunto (135) de equilibrado.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además comprobar el fluido de barrera y el agua de mar en la vejiga (130) flexible para detectar una posible contaminación química.
12. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la operación de hundimiento se realiza usando un cable de catenaria con peso.
13. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el depósito (110) exterior rígido tiene la forma de, o está dispuesto sobre, una estructura similar a una barcaza, en el que la estructura similar a una barcaza está configurada para ser completamente sumergible para las operaciones de despliegue y de recuperación, así como para proporcionar una cimentación estructural para el soporte y la operación de los equipos para operaciones submarinas.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que, durante las operaciones de hundimiento o de elevación, se cambia el volumen de aire presurizado en la al menos una cámara (340) de flotabilidad.
15. Procedimiento de reacondicionamiento de un tanque (100; 300) de almacenamiento existente a ser usado en un entorno submarino que comprende un depósito (110; 310) exterior rígido con al menos una entrada y al menos una salida, al menos un depósito (120; 320) interior de volumen variable dispuesto en el interior del depósito (110; 310) exterior, y un fluido de barrera en un espacio (140) entre el al menos un depósito (120; 320) interior y el depósito (110; 310) exterior, comprendiendo el procedimiento:
instalar un conjunto (135) de equilibrado en el exterior del depósito (110; 310) exterior configurado para equilibrar la presión de los depósitos (110, 120; 310, 320) a medida que el tanque de almacenamiento se baja al lecho (210) marino, a medida que el al menos un depósito (120; 320) interior se vacía y, a medida que el tanque de almacenamiento se recupera desde el lecho (210) marino, comprendiendo el conjunto (135) de equilibrado: una entrada (138);
un punto (139) de conexión de conjunto;
una o más válvulas (136) de aislamiento situadas cerca de la entrada (138);
al menos una vejiga (130) flexible situada cerca del punto (139) de conexión de conjunto que permite la contención del fluido interior durante las operaciones de recuperación del tanque de almacenamiento;
un sensor de contaminación situado cerca del punto (139) de conexión de conjunto, y
una o más válvulas (137) de retención situadas entre las una o más válvulas (136) de aislamiento y la al menos una vejiga (130) flexible;
en el que las una o más válvulas (136) de aislamiento están configuradas, cuando están cerradas, para aislar el espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior y el conjunto (135) de equilibrado con relación al flujo de agua de mar, y en el que las una o más válvulas (137) de retención están configuradas, cuando están abiertas, y cuando las una o más válvulas (136) de aislamiento están abiertas, para permitir que el flujo de agua de mar a través del conjunto (135) de equilibrado al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior, y conectar de manera fluida el conjunto de equilibrado al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior a través del punto (139) de conexión de conjunto, conectando de esta manera de manera fluida la al menos una vejiga (130) flexible al espacio (140) entre el al menos un depósito (120) interior y el depósito (110) exterior.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, que comprende además presurizar hidrostáticamente el conjunto (135) de equilibrado antes de la instalación del tanque (100) de almacenamiento existente.
17. Procedimiento de rellenado de un sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino que comprende:
conectar un conjunto (500) de tubo ascendente al sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino según la reivindicación 1;
llenar el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino con productos químicos de un buque de superficie o instalación principal;
supervisar la presión en el interior del sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino usando uno o más sensores de presión; y
desconectar el conjunto (500) de tubo ascendente desde el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además aislar el conjunto (500) de tubo ascendente desde el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino en el caso el que la presión supera un límite operativo seguro.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además supervisar el flujo de fluido a o desde el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino para evitar un sobrellenado.
20. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que el rellenado se realiza mientras el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino está en el lecho marino, o después de que se haya recuperado el sistema de almacenamiento y de suministro de líquido submarino.
ES16725968T 2015-05-05 2016-05-05 Sistema de almacenamiento y de suministro submarinos, procedimiento para proporcionar productos químicos a una instalación submarina, procedimiento para reacondicionar un tanque de almacenamiento y procedimiento para rellenar un sistema de almacenamiento y de suministro submarinos Active ES2822949T3 (es)

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