MX2013003933A - Sistema de inyeccion de dispersantes submarino autonomo y metodos. - Google Patents

Abstract

Se describe en la presente un sistema para suministrar autónomamente un dispersante químico a un sitio de descarga de hidrocarburos submarino que comprende un recipiente de almacenamiento submarino configurado para almacenar el dispersante químico bajo el mar. El recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante en comunicación fluida con el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

Description

SISTEMA DE INYECCION DE DISPERSANTES SUBMARINO AUTONOMO Y METODOS Campo de la Invención La invención se relaciona en general con sistemas y métodos de dispersantes submarinos. Más particularmente, la invención se relaciona con sistemas y métodos autónomos de dispersantes para el manejo de la liberación o venteo submarino de hidrocarburos .

Antecedentes de la Invención Los agentes de dispersión químicos, o simplemente dispersantes, ayudan a romper hidrocarburos sólidos y líquidos, y a disipar manchas de aceite sobre la superficie del agua formando micelas solubles en agua que se diluyen rápidamente. Como resultado, los hidrocarburos se dispersan con efectividad a través de un volumen mayor de agua. Además, se cree que los dispersantes facilitan y aceleran la digestión microbiana del aceite. Los dispersantes también pueden retardar la formación de emulsiones de aceite en agua persistentes.

Tradicionalmente, los dispersantes de aceites se han rociado sobre el aceite en la superficie del agua.

Normalmente, este proceso es controlado y proveído desde recipientes superficiales o desde el aire justo por arriba del aceite en la superficie. Por ejemplo, pueden emplearse Ref.: 240459 aeronaves para rociar dispersante de aceite sobre una mancha de aceite sobre la superficie del mar. En general, se prefiere minimizar la cantidad y distribución de dispersantes. Sin embargo, dado que el aceite liberado desde un pozo submarino se difunde y dispersa al ascender a la superficie, el aceite en la superficie con frecuencia se extiende sobre una área relativamente grande (por ejemplo, cientos de miles de kilómetros cuadrados) . Para cubrir suficientemente todo o sustancialmente todo el aceite que llega a la superficie, deben distribuirse cantidades relativamente grandes de dispersante sobre el área relativamente grande cubierta por la mancha de aceite. Además, limitando la distribución de dispersantes a la superficie, sólo aquellos microbios en o cerca de la superficie tienen una oportunidad de comenzar la digestión del aceite. Además, ocasionalmente puede ser necesario evacuar debido a una actividad de huracán anticipada. Dado que la distribución de dispersantes en la superficie típicamente involucra la intervención humana, puede que esto no sea posible durante tales evacuaciones.

Consecuentemente, sigue habiendo una necesidad en la técnica por sistemas y métodos de distribución de dispersantes que puedan operar de manera autónoma durante periodos cuando las operaciones de la superficie no sean factibles. Tales sistemas y métodos serían particularmente bien recibidos si ofrecieran el potencial de minimizar la cantidad de dispersantes emitidos, mejorar la disipación del aceite, y facilitaran aumentar la digestión microbiana del aceite .

Breve Descripción de la Invención. Éstas y otras necesidades en la técnica son solucionadas en una modalidad por medio de un sistema para proveer de manera autónoma un dispersante químico a un sitio de descarga de hidrocarburos submarino. En una modalidad, el sistema comprende un recipiente de almacenamiento submarino configurado para almacenar el dispersante químico bajo el mar. El recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante en comunicación fluida con el sitio de descarga de hidrocarburos submarino . Éstas y otras necesidades en la técnica son solucionadas en otra modalidad por medio de un método para proveer de manera autónoma un dispersante químico a un sitio de descarga de hidrocarburos submarino. En una modalidad, el método comprende (a) instalar un sistema sobre el fondo marino, el sistema comprende una pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos, cada recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante. Además, el método comprende (b) almacenar un dispersante químico en los recipientes de almacenamiento submarinos. Además, el método comprende (c) hacer fluir el dispersante químico desde uno o más recipientes de almacenamiento submarinos hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino .

Por lo tanto, las modalidades descritas en la presente comprenden una combinación de características y ventajas destinadas a solucionar varias desventajas asociadas con ciertos dispositivos, sistemas y métodos anteriores. Las varias características descritas arriba, así como otras características, serán fácilmente evidentes para aquellos con experiencia en la técnica al leer la siguiente descripción detallada, y haciendo referencia a las figuras adjuntas.

Breve Descripción de las Figuras Para una descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención, a continuación se hará referencia a las figuras adjuntas en las cuales: La figura 1 es una vista superior esquemática de una modalidad de un sistema de dispersantes submarino autónomo de conformidad con los principios descritos en la presente; la figura 2 es una vista superior esquemática de los montajes de almacenamiento de dispersante de la figura 1; la figura 3 es una vista en perspectiva de uno de los recipientes de almacenamiento de la figura 2 ; la figura 4 es una vista superior esquemática de uno de los montajes de almacenamiento y un colector de distribución correspondiente de la figura 1; la figura 5 es una vista en perspectiva del colector de distribución de la figura 4; la figura 6 es una vista superior esquemática amplificada del colector de suministro, el sistema de bombeo, y los sitios de descarga de la figura 1; la figura 7 es una vista en perspectiva del colector de suministro de la figura 6 ; la figura 8 es una vista en perspectiva del sistema de bombeo de la figura 6; la figura 9 es una vista frontal del sitio de descarga del colector de las figuras 1 y 6; y la figura 10 es una vista en sección transversal del eductor de Venturi de las figuras 6 y 9.

Descripción Detallada de la Invención La siguiente discusión está dirigida a varias modalidades de la invención. Aunque puede preferirse una o más de estas modalidades, las modalidades descritas no deben interpretarse, o de otra manera usarse, como limitantes de la descripción, incluyendo las reivindicaciones. Además, alguien con experiencia en la técnica entenderá que la siguiente descripción tiene una amplia aplicación, y la discusión de cualquier modalidad tiene como fin servir solo de ejemplo de esa modalidad, y no pretende sugerir que el alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones esté limitada a esa modalidad.

Ciertos términos se emplean a lo largo de la siguiente descripción y las reivindicaciones para referirse a características o componentes particulares . Como podrá apreciarlo alguien con experiencia en la técnica, diferentes personas pueden referirse a la misma característica o componente mediante nombres diferentes . Este documento no pretende distinguir entre componentes o características que difieren en nombre sino en función. Las figuras no están necesariamente a escala. Ciertas características y componentes en la presente pueden mostrarse exagerados en su escala o en una forma un tanto esquemática y algunos detalles de elementos convencionales pueden no mostrarse con el propósito de claridad y concisión.

En la siguiente discusión y en las reivindicaciones, los términos "incluye" y "comprende" se usan libremente, y por lo tanto deben interpretarse con el significado de "incluye, pero no limitado a ... " . Asimismo, el término "acoplan" o "acopla" pretende significar ya sea una conexión indirecta o directa. Por lo tanto, si un primer dispositivo se acopla a un segundo dispositivo, esa conexión puede ser a través de una conexión directa, o a través de una conexión indirecta por medio de otros dispositivos, componentes y conexiones. Además, tal como se usa en la presente, los términos "axial" y "axialmente" generalmente significan a lo largo de o paralelo a un eje central (por ejemplo, el eje central de un cuerpo o un puerto) , mientras que los términos "radial" y "radialmente" generalmente significan perpendicular al eje central. Por ejemplo, una distancia axial se refiere a una distancia medida a lo largo de o paralelo al eje central, y una distancia radial significa una distancia medida perpendicular al eje central.

Con referencia ahora a la figura 1, se muestra esquemáticamente una modalidad de un sistema de distribución de dispersantes submarino 100 de conformidad con los principios descritos en la presente. El sistema 100 está dispuesto a lo largo del fondo marino 101 y suministra dispersantes químicos a uno o más sitios submarinos de emisión o descarga de aceite 110. Como se describirá más detalladamente más adelante, el dispersante químico se inyecta directamente a una corriente submarina de aceite para facilitar su ruptura, disipación y digestión microbiana en uno o más sitios de expulsión submarinos 110. Como se muestra en la figura 1, un sitio de descarga 110, también rotulado como 110a, es una BOP, y un segundo sitio de descarga 110, también rotulado como 110b, es un colector submarino preinstalado (por ejemplo, una chimenea). Sin embargo, en general, un sitio de descarga dado (por ejemplo el sitio de descarga 110) puede ser cualquier sitio submarino o ubicación submarina en donde se deja escapar, se emite o se expulsa aceite (de manera intencional o no intencional) al agua marina de los alrededores incluyendo, sin limitación, una BOP submarina, una tubería o un conducto submarino, un colector submarino, o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, para propósitos de control de presión de pozos, puede ventearse intencionalmente un pozo hacia el agua submarina de los alrededores desde una BOP o un colector submarino al realizar la evacuación de operaciones superficiales asociadas antes de un huracán. Como otro ejemplo, puede emitirse intencionalmente aceite hacia el agua marina circundante desde un conducto de aceite o una BOP submarina dañada o descompuesta.

En la presente modalidad, el sistema 100 incluye una pluralidad de montajes de almacenamiento de dispersante 120, un colector de distribución de dispersante 140 acoplado a cada montaje de almacenamiento 120, un colector de suministro de dispersante 160 acoplado a cada colector de distribución 140, y un sistema de bombeo 180 acoplado al colector de suministro 160. En general, cada montaje de almacenamiento 120 almacena dispersantes químicos bajo el mar, cada colector de distribución 140 recolecta el dispersante desde su montaje de almacenamiento correspondiente 120 y suministra el dispersante al colector de suministro 160, y el colector de suministro 160 suministra el dispersante a uno o más sitios de descarga 110. El sistema de bombeo 180 facilita el flujo del dispersante a través del sistema 100 desde los montajes de almacenamiento 120 hasta los sitios de descarga 110. Como se describirá más adelante más detalladamente, los varios componentes del sistema 100 (por ejemplo, los montajes de almacenamiento 120, el colector de distribución 140, y el colector de suministro 160) incluyen una pluralidad de válvulas que permiten el control del flujo de dispersante desde cada montaje de almacenamiento 120 hasta uno o más sitios de descarga 110, reduciendo con ello el potencial de descarga inadvertida de dispersante en el agua marina de los alrededores ..

Los componentes del sistema 100 se suministran bajo el mar, se acoplan entre sí bajo el mar, y se operan bajo el mar con uno o más vehículos operados remotamente (ROVs, por sus siglas en inglés) . Debido al tiempo y esfuerzo que puede necesitarse para instalar el sistema 100, éste se implementa preferentemente como parte del plan de largo plazo para el desarrollo de un campo marino. Por ejemplo, si el sistema 100 aún no está instalado, puede ser muy tarde hacerlo una vez que se ha identificado un riesgo de huracán específico.

Con referencia ahora a la figura 2, se muestran los dos montajes de almacenamiento 120 del sistema 100. En esta modalidad, cada montaje de almacenamiento 120 es idéntico. Específicamente, cada montaje de almacenamiento 120 incluye una pluralidad de planchas de apoyo de lodo 121 dispuestas a lo largo del fondo marino 101 y una pluralidad de recipientes de almacenamiento de dispersantes 122 soportados por planchas de apoyo de lodo 121. Las planchas de apoyo de lodo 121 distribuyen el peso de los recipientes de almacenamiento 122 a lo largo del fondo marino 101, restringiendo y/o evitando de esta manera . que los recipientes de almacenamiento 122 se hundan en el fondo marino 101. Además, las planchas de apoyo de lodo 121 cubren y protegen el fondo marino 101 de la turbulencia inducida por los propulsores de los ROVs, reduciendo así la pérdida de visibilidad debido al lodo alterado durante la instalación y operación. En la figura 2, cada montaje de almacenamiento 120 incluye un total de seis recipientes de almacenamiento 122 dispuestos en dos hileras escalonadas de tres recipientes 122 cada una. Sin embargo, en general, los montajes de almacenamiento (por ejemplo, los montajes de almacenamiento 120) pueden comprender cualquier número de recipientes de almacenamiento (por ejemplo, los recipientes 122) dispuestos en cualquier configuración adecuada .

Con referencia ahora a la figura 3, se muestra un recipiente de almacenamiento 122, entendiéndose que cada recipiente de almacenamiento 122 del sistema 100 está configurado de la misma manera. En general, los recipientes de almacenamiento 122 son dispositivos diseñados para contener dispersantes químicos bajo el mar, y suministrar los dispersantes químicos al resto del sistema 100. En esta modalidad, cada recipiente de almacenamiento 122 incluye un bastidor o estructura de soporte 123 y una vejiga de almacenamiento de dispersante flexible 130 soportada en la estructura 123. La estructura de soporte 123 tiene una base rectangular inferior 124, una pluralidad de columnas o rieles guía 125 que se extienden perpendicularmente hacia arriba desde la base 124, y una placa de compresión superior rectangular o miembro 126 montado de forma deslizable a los rieles 125. Específicamente, cada riel guía 125 se fija y se extiende verticalmente hacia arriba desde una esquina de la base 124, y cada esquina de la placa superior 126 incluye un manguito anular o collar 127 dispuesto de forma deslizable alrededor de un riel 125. El extremo superior de cada riel guía 125 incluye un tope 128 que se extiende radialmente hacia fuera desde su respectivo riel 125; cada tope 128 restringe y/o evita que un collar correspondiente 127 se deslice hacia fuera y desenganche el riel 125. Por otro lado, la placa supérior 126 tiene libertad para moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los rieles 125 en relación con la base 124.

La vej iga de almacenamiento 130 se ubica entre la base 124 y la placa superior 126, y está dispuesta entre los cuatro rieles guía 125. En esta modalidad, la vejiga 130 está configurada generalmente para asumir una forma rectangular en la estructura de soporte 123 cuando se llena con dispersantes. Para reducir y/o eliminar la fuga o descarga inadvertida de dispersante químico contenido en la vejiga 130 hacia el agua marina de los alrededores, la vejiga 130 está hecha preferentemente de materiales durables y flexibles adecuados para almacenar dispersantes químicos en un ambiente submarino. Ejemplos de materiales adecuados incluyen, sin limitación, telas recubiertas con PVC y telas recubiertas con EVA. Al disminuir el volumen del dispersante en la vejiga 130, la vejiga 130 colapsara entre la placa superior 126 y la base 124, y una placa superior 126 descenderá hacia la base 124 bajo la fuerza de la gravedad. Para mejorar la compresión de la vejiga 130 (para facilitar el flujo del dispersante desde la vejiga 130 al resto del sistema 100), la placa superior 126 puede incluir un peso añadido. La placa superior 126 generalmente permanece en contacto con la parte superior de la vejiga 130, y por lo tanto, la posición y movimiento de la placa 126 en relación con la base 124 dependerá, por lo menos en parte, del volumen del dispersante en la vejiga 130. Para proteger más la vejiga (por ejemplo, la vejiga 130), en otras modalidades, el armazón (por ejemplo, la estructura de soporte 123) puede incluir paredes externas que se entienden entre la placa superior (por ejemplo, la placa 126) y la base (por ejemplo, la base 124) , y que se extienden entre rieles adyacentes (por ejemplo, los rieles 125) , para evitar que la vejiga se extienda hacia fuera más allá de la periferia del armazón. Las paredes pueden comprender cualquier material adecuado tal como acero revestido, una malla de polipropileno, o una malla de alambre.

A pesar de que esta modalidad del recipiente de almacenamiento 122 incluye la placa superior 126 acoplada de forma deslizable a los rieles guía 125, en otras modalidades, el miembro superior (por ejemplo, la placa 126) de la estructura de soporte de la vejiga (por ejemplo, la estructura 123) puede fijarse para soportar postes que se extienden perpendicularmente desde la base (por ejemplo, similar a los rieles 125 que se extienden desde la base 124) . En tales modalidades, la vejiga (por ejemplo, la vejiga 130) puede suspenderse desde el miembro superior. Durante la operación, el dispersante ligeramente flotante almacenado en la vejiga asciende dentro de la vejiga al disminuir su volumen.

Con referencia ahora a las figuras 3 y 4, cada recipiente de almacenamiento 122 también incluye un conducto o una línea de flujo de dispersante 132 que se acopla a la placa superior 126 y da acceso a la vejiga 130. En particular, el conducto 132 incluye un conector en T 133 conectado de forma liberable a un conector de vejiga 131 que define un pasaje o puerto de entrada/salida en la vejiga 130. El conector de vejiga 131 se extiende verticalmente desde la parte superior de la vejiga 130 a través de una agujero pasante 129 en la placa superior 126 y se acopla de forma liberable al conector en T 133. Por lo tanto, el dispersante puede fluir hacia dentro o fuera de la vejiga 130 a través del conducto 132, el conector en T 133, y el conector 131.

El conducto de dispersante 132 tiene un primer extremo 132a que define una entrada 134 hacia el conducto 132 y un segundo extremo 132b que define una salida 135 hacia el conducto 132. En general, la vejiga 130 se llena con dispersante a través de la entrada 134, y la vejiga 130 suministra dispersante al resto del sistema 100 a través de la salida 135. En esta modalidad, cada extremo 132a, 132b comprende un conector macho 200 configurado para conectarse de forma liberable a un conector hembra coincidente 201. Además, el conducto 132 incluye una válvula de salida 210 colocada entre la salida 135 y el conector en T 133, una válvula de entrada 211 colocada entre la entrada 134 y el conector en T 133, y una válvula de retención 212 colocada entre la válvula de entrada 211 y el conector en T 133. La válvula de retención 212 está configurada y orientada para permitir que un fluido en un solo sentido fluya desde la entrada 134 a través de la válvula 211 hasta el conector en T 133 y la vejiga 130. En otras palabras, la válvula de retención 212 evita que el dispersante en la vejiga 130 y el conducto 132 salga del conducto 132 a través de la entrada 134. Se provee un indicador o sensor de presión 220 para medir la presión del dispersante en el conducto 132 y la vejiga 130.

En esta modalidad, cada válvula 210, 211, es una válvula de mariposa de un cuarto de vuelta que es accionada físicamente y directamente por uno o más vehículos submarinos operados remotamente (ROVs) . Sin embargo, en general, cada válvula 210, 211 puede comprender cualquier válvula adecuada capaz de cambiar entre una posición abierta que permite que fluya fluido a través de la misma y una posición cerrada que evita el flujo de fluido a través de la misma. Ejemplos de válvulas adecuadas incluyen, sin limitación, válvulas de bola y válvulas de mariposa. Además, aunque las válvulas 210, 211 son válvulas manuales operadas por ROVs submarinos en la presente modalidad, en general, las válvulas 210, 211 puede accionarse por otros medios adecuados incluyendo, sin limitación, accionamiento hidráulico, accionamiento eléctrico, accionamiento neumático, o combinaciones de los mismos .

Con referencia aún a las figuras 3 y 4, para minimizar y/o eliminar la emisión inadvertida de dispersantes químicos al agua marina de los alrededores antes de ventear o descargar hidrocarburos bajo el mar, la válvula de salida 210 y la válvula de entrada 211 de cada recipiente 122 se cierran preferentemente hasta que es tiempo de inyectar el dispersante a la corriente de hidrocarburos submarina. Para llenar la vejiga 130 con dispersante, se emplean uno o más ROVs submarinos para conectar en forma liberable el receptáculo o conector hembra 201 en el extremo de una línea de suministro de dispersante 230 con el conector macho coincidente 200 en el extremo de entrada 132a, y después abrir la válvula de entrada 211. Con la válvula de salida 210 en la posición cerrada, el dispersante es bombeado a través de la línea de suministro 230 a través de la entrada 134, la válvula de entrada 211, la válvula de retención 212, el conector en T 133, y el conector de vejiga 131 al interior de la vejiga 130. Para minimizar el riesgo de inflar excesivamente la vejiga 130, lo cual podría rasgar o dañar potencialmente la vejiga 130, la presión del dispersante en el conducto 132 y la vejiga 130 se monitorea con el indicador de presión 220 mientras se llena. la presión puede monitorearse con un ROV submarino y/o comunicarse con la superficie del mar por telemetría (por ejemplo, telemetría acústica) , y después comunicarse por satélite a una ubicación remota para monitoreo periódico o en tiempo real de la presión del dispersante en la vejiga 130. En el caso de que el conector 201 en la línea de suministro 230 se desacople o desconecte inadvertidamente del conector 200 en el extremo de entrada 132a mientras la válvula de entrada 211 está abierta y la vejiga 130 se está llenando, la válvula de retención 212 restringe y/o evita que el dispersante dentro de la vejiga 130 fluya de regreso a través de la válvula 211 y salga del conducto 132a, limitando con ello y/o evitando la liberación inadvertida de dispersante al ambiente de los alrededores . Una vez que la vejiga 130 se ha llenado suficientemente, la válvula de entrada 211 se cierra y el conector hembra 201 de la línea de suministro de dispersante 230 se desconecta del conector 200 en el extremo de entrada 132a. Cada vejiga 130 se llena de forma similar.

Con referencia ahora a las figuras 1 y 4, se provee un colector de distribución 140 para cada montaje de almacenamiento 120. En general, cada colector de distribución 140 recolecta el dispersante suministrado por cada recipiente 122 de un montaje de almacenamiento 120, y después suministra el dispersante recolectado al colector de suministro 160. Aunque la figura 4 solo muestra un colector de distribución, cada colector de distribución 140 está configurado de la misma manera .

Una pluralidad de tuberías o conductos de dispersante 231 suministran dispersante almacenado en recipientes de almacenamiento 122 al colector 140, cada conducto 231 se extiende desde un recipiente de almacenamiento 122 del montaje de almacenamiento 120 hasta el colector 140. En particular, cada conducto 231 tiene un primer extremo o extremo de entrada 231a que comprende un conector hembra 201 conectado de forma liberable a un conector macho coincidente 200 en la salida 135 de una línea de flujo 143 del recipiente de almacenamiento, y un segundo extremo o extremo de salida 231b que comprende un conector hembra 201 que está acoplado de forma liberable a un conector macho coincidente 200 del colector 140. En general, cada conducto 231 puede comprender cualquier tubular o tubo rígido o flexible para el flujo de dispersantes químicos. Cada conducto 231 está hecho preferentemente de un material adecuado tanto para condiciones submarinas severas como para las propiedades químicas del dispersante tal como un revestimiento de caucho de nitrilo butadieno hidrogenado (HNBR, por sus siglas en inglés) con una cubierta de neopreno. El diámetro de los conductos 231 puede aumentar o disminuir como se desee para aumentar o disminuir, respectivamente, la fricción interna y la resistencia asociada al flujo de fluido a través de los mismos. En esta modalidad, cada conducto 231 comprende una manguera flexible de 10.16 centímetros (cuatro pulgadas) de diámetro.

Con referencia ahora a las figuras 4 y 5, un bastidor o una estructura de soporte 150 soporta el colector 140 por arriba del fondo marino 101. La estructura 150 incluye un armazón 151, una placa inferior generalmente horizontal 152 acoplada al fondo del armazón 151 y dispuesta a lo largo del fondo marino 101, y una placa superior generalmente horizontal 152 acoplada a la parte superior del armazón 151 y espaciada por arriba de la placa inferior 152. Similar a las planchas de apoyo de lodo 121 descritas anteriormente, la placa inferior 152 distribuye el peso de la estructura 150 y el ' colector 140 a lo largo del fondo marino 101, restringiendo y/o evitando de esta manera que la estructura 150 se hunda en el fondo marino 101. Además, las placas paralelas 152, 153 cubren y protegen el lodo a lo largo del fondo marino 101 de la turbulencia inducida por los propulsores de los ROV, reduciendo así la pérdida de visibilidad debido al lodo alterado.

El colector 140 se asegura a la placa superior 153 y comprende una pluralidad de entradas de dispersante 141 y un par de salidas de dispersante 142. Cada entrada 141 está en comunicación fluida con un recipiente de almacenamiento 122, y cada salida 142 está en comunicación fluida con el colector de suministro 160. Específicamente, cada entrada 141 comprende un conector macho 200 que se conecta de forma liberable al conector hembra coincidente 201 en el extremo de salida 231b de un conducto 231 que se extiende desde un recipiente de almacenamiento 122, y cada salida 142 comprende un conector macho 200 que se conecta de forma liberable a un conector hembra coincidente 201 en el extremo de entrada 231a de un conducto 231 que se extiende hasta el colector de suministro 160. Como mejor se muestra en la figura 4, cada entrada 141 incluye una válvula de retención 212 configurada y orientada para permitir que fluya fluido en un solo sentido desde el conducto de suministro 231 a través de la entrada 141 en el colector 140. Por lo tanto, el dispersante puede fluir desde los recipientes de almacenamiento 122 a través de los conductos 231 al colector 140, sin embargo, se restringe o se evita por medio de válvulas de retención 212 que el dispersante fluya desde el colector 140 a través de uno o más conductos 231 a los recipientes de almacenamiento 122. Consecuentemente, en el caso de que una vejiga submarina 130 se desgarre o rompa, se evita que el dispersante que fluye a través del colector 140 desde otras vejigas 130 fluya en sentido contrario desde el colector 140 hasta el colector desgarrado 130, limitando y/o evitando de esta manera una emisión adicional de dispersante hacia el mar de los alrededores a través de la rasgadura en la vejiga dañada 130.

Con referencia aún a las figuras 4 y 5, cada salida 142 incluye una válvula de salida 210 y un indicador o sensor de presión 220 para medir la presión de dispersante que fluye a través de la misma. Las entradas 141 están en comunicación fluida con cada salida 142 que tiene su correspondiente válvula de salida 210 abierta. Por lo tanto, si ambas válvulas de salida 210 están abiertas, cada entrada 141 está en comunicación con ambas salidas 142; si una válvula de salida 210 está abierta y la otra válvula de salida 210 está cerrada, cada entrada 141 está en comunicación fluida con la salida 142 asociada con la válvula abierta 210 y no está en comunicación fluida con la salida 142 asociada con la válvula de salida 210; y si ambas válvulas de salida 210 están cerradas, ninguna entrada 141 está en comunicación fluida con cada salida 142.

Con referencia ahora a las figuras 1 y 6, cada colector de distribución 140 suministra dispersante al colector de suministro 160 a través de los conductos 231 que se extienden desde las salidas 142'. En general, el colector de suministro 160 recolecta el dispersante suministrado por cada colector de distribución 140, y después suministra el dispersante recolectado a uno o más sitios submarinos de descarga de hidrocarburos 110.

Una pluralidad de conductos de dispersante 231 como se describió anteriormente suministran dispersante desde el colector de distribución 140 al colector de suministro 160, cada conducto 231 se extiende desde una salida de colector de distribución 142 hasta el colector 160. En particular, el conector hembra 201 en el extremo de salida 231a de cada conducto 231 está conectado de forma liberable al conector macho coincidente 200 en una salida 142, y el conector hembra 201 en el extremo de salida 231b de cada conducto 231 está conectado de forma liberable a un conector macho coincidente 200 del colector 160.

Con referencia ahora a la figura 7, un bastidor o una estructura de soporte 170 soporta el colector 160 por arriba del fondo marino 101. La estructura 170 es similar a la estructura 151 descrita anteriormente. Es decir, la estructura 170 incluye un armazón 171, una placa inferior generalmente horizontal 172 acoplada al fondo del armazón 171 y dispuesta a lo largo del fondo marino 101, y una placa superior generalmente horizontal 173 acoplada a la parte superior del armazón 171 y espaciada por arriba de la placa inferior 172. Similar a las planchas de apoyo de lodo 121 descritas anteriormente, la placa inferior 172 distribuye el peso de la estructura 170 y el colector 160 a lo largo del fondo marino 101, restringiendo y/o evitando con ello que la estructura 170 se hunda en el fondo marino 101. Además, las placas paralelas 172, 173 cubren y protegen el lodo a lo largo del fondo marino 101 de la turbulencia inducida por los propulsores de los ROVs, reduciendo así la pérdida de visibilidad debido al lodo alterado.

Con referencia ahora a las figuras 6 y 7, el colector 160 está asegurado a una placa superior 173 y comprende una pluralidad de entradas de dispersante 161, una salida de bomba 162a, una entrada de bomba 162b, y una pluralidad de salidas de descarga 163. Las entradas 161 reciben de los colectores de distribución 140 a través de los conductos 231, la salida de bomba 162a suministra dispersante desde el colector 160 al sistema de bombeo submarino 180, la entrada de bomba 162b recibe dispersante del sistema de bombeo 180, y las salidas 163 suministran dispersante a los sitios de descarga 110. En esta modalidad, el sistema 100 está configurado para suministrar dispersante a la BOP submarina 110a y al colector submarino 110b, un par de salidas 163, también rotuladas como salidas 163a, proveen de dispersante a la BOP 110a, y un segundo par de salidas 163, también rotuladas como salidas 163b, proveen de dispersante al colector 110b. La inclusión múltiples salidas 163 para cada sitio de descarga 110 proporciona una redundancia en el caso de que por alguna razón se interrumpa o se obstruya el suministro de dispersante a través de una salida 163. En esta modalidad, cada entrada 161, 162b, y cada salida 162a, 163 comprende un conector macho 200 que conecta de forma liberable con un conector hembra coincidente 201 de un conducto o una tubería de dispersante. Por ejemplo, el conector 200 en cada entrada 161 se conecta de forma liberable al conector hembra 201 en el extremo de salida 231b de un conducto 231 que se extiende desde el colector de distribución 140. Además, cada salida 163 incluye una válvula de salida 210 como se describió a anteriormente.

Aún con referencia a las figuras 6 y 7, cada entrada 161 incluye una válvula de entrada 211 como se describió anteriormente. Corriente abajo de las válvulas 211, las entradas 161 se juntan y el dispersante que fluye a través de las entradas 161 pasa a través de una sola válvula de compuerta 213 que controla el flujo de dispersante a través del resto del colector 160 y del sistema 100. Para minimizar el suministro de una cantidad excesiva de dispersante, un medidor de flujo 221 mide la velocidad de flujo total de dispersante que pasa a través de la válvula de compuerta 213, el colector 171 y el sistema 100. La velocidad de flujo del dispersante medido por el medidor de flujo 221 puede monitorearse con un ROV submarino y/o comunicarse con la superficie del mar por telemetría (por ejemplo, telemetría acústica) , y después comunicarse por satélite a una ubicación remota para monitoreo periódico o en tiempo real de la velocidad de flujo total de dispersante. El medidor de flujo 221 también registra la velocidad de flujo para recuperación y análisis posterior. Además, se provee un indicador o sensor de presión 220 para medir la presión del dispersante en el colector de suministro 171.

El colector 160 también incluye una válvula 214 colocada entre la salida de bomba 162a y la entrada de bomba 162b, una válvula de salida 210 asociada con la salida de bomba 162a, y una válvula de entrada 211 asociada con la entrada de bomba 162b. Cuando la válvula 214 se cierra y las válvulas 210, 211 de la salida de bomba 162a y la entrada de bomba 262b, respectivamente, se abren, el dispersante fluye desde el medidor de flujo 221 a través de la salida de bomba 162a hasta el sistema de bombeo 180, y el dispersante regresa al colector 160 desde el sistema de bombeo 180 a través de la entrada de bomba 162b. En general, el sistema de bombeo 180 crea una diferencial de presión entre el dispersante en la salida 162a y la entrada 162b (es decir, a través de la válvula 214) que facilita el movimiento de dispersante a través del sistema 100 desde los montajes de almacenamiento 120 hasta los sitios de descarga 110. Similar a las válvulas 210, 211 descritas anteriormente, en esta modalidad, la válvula 214 es una válvula de mariposa de un cuarto de vuelta que es accionada manualmente por uno o más vehículos submarinos operados remotamente (ROVs) . Sin embargo, en general, la válvula 214 puede comprender cualquier válvula adecuada capaz de cambiar entre una posición abierta que permite que fluya fluido a través de la misma y una posición cerrada que evita el flujo de fluido a través de la misma. Ejemplos de válvulas adecuadas incluyen, sin limitación, válvulas de bola y válvulas de mariposa . Además , aunque la válvula 214 es una válvula manual operada por ROVs submarinos en la presente modalidad, en general, la válvula 214 puede accionarse por otros medios adecuados incluyendo, sin limitación, accionamiento hidráulico, accionamiento eléctrico, accionamiento neumático, o combinaciones de los mismos .

Con referencia ahora a las figuras 6-8, el sistema de bombeo 180 incluye una entrada de dispersante 181, una salida de dispersante 182, una bomba primaria 183, una primera bomba de reserva 184, y una segunda bomba de reserva 185. En esta modalidad, la entrada 181 comprende un conducto de suministro 232a conectado de forma liberable al conector macho 200 de la salida de colector de suministro 162a con un conector hembra coincidente 201, y la salida 182 comprende un conducto de retorno 232b conectado de forma liberable al conector macho 200 de la entrada de colector de suministro 162b con un conector hembra coincidente 201. Por lo tanto, el conducto de suministro 232a hace fluir dispersante desde el colector de suministro 160 hasta el sistema de bombeo 180 y un conducto de retorno 232b hace fluir dispersante desde el sistema de bombeo 180 hasta el colector 160.

Como mejor se muestra en la figura 8, cada bomba 183, 184, 185 está configurada de forma similar. Específicamente, cada bomba 183, 184, 185 comprende una entrada de dispersante 186, una salida de dispersante 187, un sistema de energía y control 188, y un mecanismo de impulsión 189. Durante la operación del sistema de bombeo 180, cada entrada 186 está en comunicación fluida con el conducto 232a y suministra dispersante a su respectiva bomba 183, 184, 185 y cada salida 187 está en comunicación fluida con el conducto 232b y regresa dispersante desde su respectiva bomba 183, 184, 185 al colector de suministro 160. En esta modalidad, cada salida 187 incluye una válvula de retención 212 como se describió anteriormente para permitir el flujo de fluido en una sola dirección desde la salida 187 hasta el conducto de retorno 232b. En otras palabras, las válvulas de retención 212 en el sistema de bombeo 180 evitan que el dispersante en el conducto de retorno 232b fluya de regreso a las bombas 183, 184, 185.

Con referencia todavía a la figura 8, cada sistema de energía y control 188 incluye una pluralidad de baterías en dos circuitos independientes 188a que suministran energía eléctrica al mecanismo de impulsión 189, y un controlador 188b que monitorea y regula el suministro de energía y la operación del mecanismo de impulsión 189 (por ejemplo, encendido/apagado, rapidez, velocidad de flujo de dispersante) . Por ejemplo, los controladores 188b pueden 'medir y registrar el perfil de suministro de dispersante durante las operaciones de suministro de dispersante para recuperación y análisis posterior. Cuando están en operación, cada mecanismo de impulsión 189 crea una diferencial de presión entre el dispersante en la entrada correspondiente 186 y la salida correspondiente 187, moviendo de esta manera el dispersante a través de ellas. En general, cada mecanismo de impulsión 189 puede comprender cualquier dispositivo adecuado capaz de crear una diferencial de presión para mover un fluido incluyendo, sin limitación, una bomba de desplazamiento positivo (por ejemplo, una bomba de engranes, una bomba de cavidad progresiva, una bomba de pistón de movimiento alternativo, etc.), una bomba de velocidad (por ejemplo, una bomba centrífuga, una bomba de flujo radial, una bomba de flujo axial, etc.), o combinaciones de las mismas.

Las bombas 183, 184, 185 proporcionan múltiples niveles de redundancia, la bomba 184 sirve como una reserva para la bomba 183, y la bomba 185 sirve como reserva para la bomba 184. En esta modalidad, las bombas 183, 184, 185 están dispuestas y configuradas de tal manera que la bomba 183 inicia operaciones de bombeo con las bombas 184, 185 apagadas, la primera bomba de reserva 184 arranca cuando la salida de la bomba primaria 183 es insuficiente (por ejemplo la bomba primaria 183 falla o comienza a quedarse sin energía, etc.), y la segunda bomba de reserva 185 arranca cuando la salida de la bomba primaria 183 y la primera bomba de reserva 184 son ambas insuficientes. En particular, el' sistema 180 incluye una pluralidad de sensores de presión 221 que se comunican con los controladores 188b. La salida de la bomba primaria 183 incluye dos sensores de presión 221 que miden ahí la presión del dispersante, y la salida 187 de la primera bomba de reserva 184 incluye un sensor de presión 221 que mide ahí la presión del dispersante. Un sensor de presión 221 en la salida 187 de la bomba primaria 183 se comunica con el controlador 188b de la primera bomba de reserva 184, el otro sensor de presión 221 en la salida 187 de la bomba primaria 184 está en serie con el sensor de presión 221 sobre la salida 187 de la primera bomba de reserva 184 y se comunica con el controlador 188b. Cuando la presión en la salida 187 de la bomba primaria 183 es suficientemente baja, un sensor 221 cierra un circuito que instruye al controlador 188b de la primera bomba de reserva 184 para que comience operaciones de bombeo, y el otro sensor 221 cierra parcialmente un circuito que puede instruir eventualmente al controlador 188b de la segunda bomba de reserva 185 para que comience operaciones de bombeo. Cuando la presión en la salida 187 de la primera bomba de reserva 184 es suficientemente baja, el sensor 221 cierra completamente un circuito que instruye a un controlador 188b de la segunda bomba de reserva 185 para que comience operaciones de bombeo.

Aún con referencia a la figura 8, el sistema de bombeo 180 también incluye un sistema de derivación de control de presión 190 dispuesto entre las salidas 187 de las bombas 183, 184, 185 y el conducto de retorno 232b. En general, el sistema de derivación de control de presión 190 protege a las bombas 183, 184, 185 de contrapresiones excesivas y permite que las bombas 183, 184, 185 se desvíen en el caso de que las bombas 183, 184, 185 hallan fallado, no estén en uso, o estén bombeando insuficientemente. El sistema 190 incluye una válvula hidráulica "inactiva abierta" 215 que se extiende desde los conductos 232a, 232b, una primera válvula o regulador controlado de presión variable 216 en comunicación fluida con la válvula 215, las salidas de bombeo 187, y el conducto 232b, y una segunda válvula o regulador controlado de presión variable 217 en comunicación fluida con la válvula 215, el regulador 216 y las salidas de bomba 187. En general, los reguladores 216, 217 permiten que pase dispersante a través de los mismos por arriba de cierta presión de umbral predeterminada. Como resultado, los reguladores 216, 217 generan una contrapresión en el sistema 190. La contrapresión en el sistema 190 que resulta de los reguladores 216, 217 cambia la válvula hidráulica 215 de su posición normalmente abierta a una posición cerrada. En la posición abierta, la válvula 215 permite la comunicación de fluido directa entre los conductos 232a, b, permitiendo con ello que el dispersante fluya a través de los mismos para desviarse con efectividad del sistema de bombeo 180 y las bombas 183, 184, 185. Sin embargo, en la posición cerrada, la válvula 215 restringe y/o evita la comunicación fluida directa entre los conductos 232a, b, obligando de esta manera que el dispersante en el conducto de suministro 232a fluya a través del sistema de bombeo 180 y las bombas 183, 184, 185 antes de pasar al conducto de retorno 232b.

Como se describió anteriormente, los reguladores 216, 217 permiten que pase dispersante a través de los mismos por arriba de cierta presión de umbral predeterminada. En esta modalidad, el regulador 216 tiene una presión de umbral de paso predeterminada que es menor que la presión de umbral de paso predeterminada del regulador 217. Por lo tanto, al aumentar la presión del dispersante en las salidas 187, el regulador 216 permitirá que el dispersante pase a través del mismo antes del regulador 217. Al permitir que el dispersante pase a través del regulador 216, la presión del dispersante en las salidas 187 generalmente se mantendrá en o ligeramente por arriba de la presión de umbral de paso predeterminada del regulador 216. Como resultado, puede no alcanzarse la mayor presión de umbral de paso predeterminada del regulador 217. Sin embargo, si la presión del dispersante en las salidas 187 continúa elevándose después de que el dispersante está fluyendo a través del regulador 216, existe un riesgo de que se genere una contrapresión excesiva, la cual puede dañar las bombas 183, 184, 185. Consecuentemente, el regulador 217 está configurado de tal manera que su presión de umbral de paso predeterminada es inferior a la presión a la cual puede ocurrir un daño a las bombas 183, 184, 185. Cuando la presión del dispersante en las salidas 187 cumple o excede la presión de umbral de paso predeterminada del regulador 217 el regulador abrirá y permitirá ventear dispersante al mar, protegiendo así el sistema de bombeo 180 del daño.

Con referencia de nuevo a la figura 6, las salidas del colector de suministro 163a suministran dispersante a la BOP 110a a través de un par de conductos de suministro de BOP 233. Cada conducto 233 tiene un extremo de entrada 233a que comprende un conector hembra 201 conectado de forma liberable a una salida 163a, y un extremo de salida 233b que comprende un conector macho 200 conectado de forma liberable a un miembro de inyección de BOP 190. En general, el miembro de inyección de BOP 190 puede comprender cualquier dispositivo que permite que el dispersante se inyecte a la corriente de hidrocarburos que se está venteando en la BOP 110. En esta modalidad, el miembro de inyección de BOP 190 comprende un anillo montado a la BOP 110a que incluye un puerto de inyección en comunicación fluida con los hidrocarburos que fluyen a través de la BOP 110a. En esta modalidad, el miembro de inyección 190 incluye un par de entradas 191, una salida o un puerto de inyección 192, y un par de válvulas de salida 210. Cada entrada 191 comprende un conector hembra 201 acoplado a un extremo de salida 233b.

Las salidas de colector de suministro 163b suministran dispersante al colector 110b a través de un par de conductos de suministro de colector 234. En esta modalidad, cada conducto 234 comprende una pluralidad de conductos o mangueras conectadas de forma liberable de extremo a extremo. Cada conducto 234 tiene un extremo de entrada 234a que comprende un conector hembra 201 conectado de forma liberable a una salida 163b, y un extremo de salida 234b que comprende un conector macho 200 conectado de forma liberable a un eductor de Venturi 195 montado al colector 110b. Cada conducto 234 también incluye una válvula de salida 210. Un indicador o sensor de presión 222 mide la presión diferencial entre los conductos 234.

Con referencia ahora a las figuras 9 y 10, el eductor de Venturi 195 está montado al extremo superior del colector submarino 110b e incluye una entrada de hidrocarburos 196, una entrada de dispersante 197, y una salida 198. La entrada de dispersante 197 está colocada en la intersección de la entrada de hidrocarburos 196 y la salida 198. La entrada de hidrocarburos 196 incluye una trayectoria de flujo frustocónica convergente 196a que se extiende hasta la entrada de dispersante 197, y la salida 198 incluye una trayectoria de flujo frustocónica divergente 198a que se extiende desde la entrada de dispersante 197. Por lo tanto, conjuntamente, las trayectorias 196a, 198a, definen una boquilla convérgente-divergente que resulta en una disminución de la presión del fluido en la salida 198 que lleva dispersante al eductor 195 a través de la entrada 197. En la salida 198, el dispersante se mezcla con la corriente de hidrocarburos .

En esta modalidad, el eductor de Venturi 195 se usa junto con el colector submarino 110a. Sin embargo, las modalidades de eductor de Venturi 195 pueden usarse junto con otros dispositivos submarinos que emiten o ventean hidrocarburos bajo el mar. Dado que el eductor de Venturi 195 se basa en el efecto de Venturi para admitir dispersante, preferentemente se emplea en ambientes de flujo de una sola fase. Dependiendo de la velocidad de flujo deseado de dispersante a través del sistema 100, la caída de presión generada por el eductor de Venturi 195 puede ser suficiente para mover dispersante a través del sistema 100 sin necesidad del sistema de bombeo 180. Alternativamente, en modalidades que no cuentan con la ventaja de un eductor de Venturi (por ejemplo, el eductor de Venturi 195) o en donde la caída de presión inducida por el eductor de Venturi 195 es insuficiente para impulsar el sistema 100, pueden basarse en el sistema de bombeo 180 para impulsar el flujo de dispersante a través del sistema 100.

Con referencia ahora a las figuras 1, 4, 6 y 8, como se describieron anteriormente, el sistema 100 se instala preferentemente bajo el bar con ROVs como parte del plan de desarrollo de largo plazo. Los ROVs pueden usarse para colocar los componentes del sistema 100 bajo el mar (por ejemplo, colectores 140, 160 y bastidores asociados 150, 170, recipientes de almacenamiento 122, etc.) y hacer las conexiones entre los varios componentes (por ejemplo, conectar los conductos 231 entre los recipientes de almacenamiento 122 y los colectores de distribución 140, conectar los conductores 231 entre los colectores 140 y el colector 160, etc.). Después de la instalación, el sistema 100 se coloca en "espera" hasta el momento que se requiera para inyectar dispersantes químicos en una corriente o fuga de hidrocarburos submarina. Las vejigas de almacenamiento de dispersante 130 pueden llenarse como se describió arriba durante la instalación o con base en la necesidad (es decir, una vez que se ha tomado una decisión para operar el sistema 100) .

Después de la instalación, pero antes de utilizar el sistema 100 (es decir, mientras el sistema 100 está en espera) , las varias válvulas del sistema 100 se configuran preferentemente para minimizar el riesgo de una fuga o descarga inadvertida de dispersante al agua marina de los alrededores. Por ejemplo, la válvula de salida 210 de cada recipiente de almacenamiento 122 se cierra preferentemente. Pueden dejarse abiertas válvulas corriente abajo seleccionadas antes de utilizar el sistema 100 para minimizar el tiempo y el esfuerzo requeridos para que los ROVs abran las numerosas válvulas necesarias para la operación del sistema 100 una vez que se necesite. Por ejemplo, las válvulas de salida 210 de cada colector de distribución 140; y las válvulas de entrada 211, la válvula de compuerta 213, y las válvulas de salida 210 del colector de suministro 160 pueden configurarse en sus posiciones abiertas antes del uso real del sistema 100. Sin embargo, para reducir el potencial de dejar que los hidrocarburos en la BOP 110a y/o el colector 110b fluyan en sentido contrario hacia el sistema 100, cuando el sistema 100 no está en operación, las válvulas 210 en los conductos de suministro de BOP 233 y los conductos de suministro de colector 234 están configurados preferentemente en sus posiciones cerradas. Dado que el sistema 100 puede impulsarse por medio del sistema de bombeo 180, los eductores de Venturi 195, o combinaciones de los mismos, existen varias configuraciones posibles para la válvula 214, la válvula de salida 210 de la salida de bomba 162a, y la válvula de entrada 211 de la entrada de bomba 162b. Por ejemplo, para impulsar el sistema 100 solamente con uno o más eductores de Venturi 195, la válvula 214 se abre, la válvula de salida 210 de la salida de bomba 162a se cierra, y la válvula de entrada 211 de la entrada de bomba 162b se cierra. Sin embargo, para impulsar el sistema 100 con el sistema de bombeo 180 así como uno o más eductores de Venturi 195, la válvula 214 se cierra, la válvula de salida 210 de la salida de bomba 162a se abre, y la válvula de entrada 211 de la entrada de bomba 162b se abre .

Con referencia aún a las figuras 1, 4, 6 y 8, el sistema 100 puede cambiar del modo "en espera" a un modo de "operación" o "activado", en el cual se suministra dispersante desde los recipientes de almacenamiento 122 hasta los sitios de descarga 110, al descargarse y/o ventear bajo el mar hidrocarburos en uno o más sitios de descarga 110. Por ejemplo, antes de un huracán que se aproxima, pueden dejarse escapar intencionalmente hidrocarburos desde uno o más sitios de descarga 110 para el control de la presión durante la evacuación subsiguiente de operaciones superficiales e instalaciones superficiales asociadas con los sitios de descarga 110. Antes de la evacuación de tales operaciones e instalaciones superficiales, el sistema 100 se activa para inyectar , dispersante a las corrientes de hidrocarburos submarinas. En particular, una vez que se ha tomado una decisión de operar el sistema 100, pueden emplearse uno o más ROVs para llenar las vejigas 130 (si no se llenaron durante la instalación) y configurar las válvulas del sistema 100, según sea apropiado, para permitir que el dispersante fluya a través del sistema 100 desde las vejigas 130 hasta los sitios de descarga 110. En los casos en los que se dependa del sistema de bombeo 180 para bombear dispersante a los sitios 110, pueden emplearse ROVs para iniciar operaciones de bombeo con el sistema de bombeo 180. Alternativamente, el sistema de bombeo 180 puede estar adaptado para la activación remota desde la superficie u otra ubicación.

Una vez que se ha activado el sistema 180, éste puede operar autónomamente (es decir, sin intervención humana o intervención desde la superficie) y hacer que fluya continuamente dispersante a los sitios 110. Por ejemplo, siempre que estén fluyendo hidrocarburos a través del eductor de Venturi 195, la región de baja presión en el eductor de Venturi 195 atraerá dispersante de los recipientes de almacenamiento 122 a través del sistema 100. Además, los sistemas de energía y control 188 del sistema de bombeo 180 pueden operar las bombas 183, 184, 185 siempre y cuando las baterías asociadas en los circuitos 188a proporcionen suficiente energía para impulsar las bombas 183, 184, 185. Por lo tanto, en general, el sistema 100 puede suministrar dispersante a los sitios 110 hasta que las vejigas 130 se han vaciado o los ROVs apagan el sistema 100 (por ejemplo, apagan el sistema de bombeo 180, cierran las válvulas que permiten que el dispersante fluya a través del sistema 100, etc.) .

Durante la operación del sistema 100, el dispersante se suministra desde los recipientes de almacenamiento 122 a los colectores de distribución 140 con los conductos 231, y después se suministra desde los colectores de distribución 140 al colector de suministro 160 con los conductos 231. Del colector de suministro 160, el dispersante puede bombearse a través de conductos de suministro 233 al sitio 110b, y bombearse y/o jalarse a través de los conductos de suministro 234 al eductor de Venturi 195 en el sitio 110a. Consecuentemente, el sistema 100 también puede describirse incluyendo uno o más montajes de almacenamiento de dispersante que almacenan dispersante bajo el mar (por ejemplo, el montaje 120) , uno o más sitios de descarga de hidrocarburos submarinos que emiten una corriente de hidrocarburos bajo el mar (por ejemplo, los sitios 110) , y un sistema de suministro de dispersante que suministra el dispersante desde los montajes de almacenamiento hasta los sitios de descarga (por ejemplo, los conductos 231, los colectores de distribución 140, el colector de suministro 160, el sistema de bombeo 180, y los conductos de suministro 233, 234). Aunque el sistema de suministro de dispersante en el sistema 100 incluye una pluralidad de conductores interconectados (por ejemplo, los conductos 231, 233, 234) y colectores (por ejemplo, los colectores 140, 160), en otras modalidades, pueden proveerse otras conexiones, componentes, etc . , adecuados para suministrar dispersante desde los montajes de almacenamiento hasta los sitios de descarga. Por ejemplo, los colectores de distribución 140 podrían eliminarse y los montajes de almacenamiento 120 podrían conectarse directamente a las entradas 161 del colector de suministro 160.

Como se describió anteriormente, las técnicas de dispersantes convencionales se basan en la distribución de dispersantes sobre los hidrocarburos en la superficie del mar. Sin embargo, las modalidades del sistema 100 permiten la inyección directa de dispersantes químicos en una o más corrientes de hidrocarburos submarinas. Sin que esté limitado por ésta o cualquier teoría particular, la inyección de dispersante en el punto de liberación de hidrocarburos bajo el mar ofrece el potencial de mejorar en gran medida la eficiencia del dispersante, en comparación con dispersar dispersante sobre una mancha de aceite sobre la superficie del mar, maximizando el mezclado del dispersante y los hidrocarburos antes de una difusión sustancial de los hidrocarburos. Además, la inyección de dispersantes en el punto de liberación de hidrocarburos bajo el mar ofrece el potencial de minimizar VOCs en la superficie.

En la manera descrita, las modalidades descritas en la presente proporcionan sistemas y métodos para hacer fluir autónomamente y continuamente dispersantes químicos a uno o más sitios de descarga de hidrocarburos submarinos, incluso cuando no sean factibles operaciones superficiales. Además, la inclusión y colocación específica de válvulas de salida 210, válvulas de compuerta 214, válvulas de retención 212, un medidor de flujo 221, e indicadores de presión 220, 222 en las modalidades descritas en la presente ofrece el potencial de reducir la probabilidad de una fuga o descarga inadvertida de dispersante bajo el mar, el desgarre o daño indeseable a vejigas de almacenamiento, el daño al sistema de bombeo (por ejemplo, el sistema de bombeo 180) .

Aunque se han mostrado y descrito modalidades preferidas, aquellos con experiencia en la técnica pueden hacer modificaciones a las mismas sin alejarse del alcance de las presentes enseñanzas. Las modalidades descritas en la presente son solamente de ejemplo y no son limitantes. Son posibles muchas variaciones y modificaciones de los sistemas, aparatos y procesos descritos en la presente, y están dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, las dimensiones relativas de varias partes, los materiales a partir de los cuales están hechos las varias partes, y otros parámetros pueden variar. Consecuentemente, el alcance de la protección no está limitado a las modalidades descritas en la presente, sino que solamente está limitado por las siguientes reivindicaciones, cuyo alcance incluirá todos los equivalentes del objeto de las reivindicaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (25)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un sistema para suministrar autónomamente un dispersante químico a un sitio de descarga de hidrocarburos submarino, caracterizado porque comprende: un recipiente de almacenamiento submarino configurado para almacenar dispersante químico bajo el mar, en donde el recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante en comunicación fluida con el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende un primer colector submarino que incluye una entrada de dispersante en comunicación fluida con la salida de dispersante del recipiente de almacenamiento y una salida de dispersante en comunicación fluida con el sitio de descarga de hidrocarburos submarino .

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque adicionalmente comprende: una pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos, en donde cada recipiente de almacenamiento está configurado para almacenar el dispersante químico bajo el mar e incluye una salida de dispersante; en donde el primer colector submarino incluye una pluralidad de entradas de dispersante, cada entrada de dispersante está en comunicación fluida con la salida de dispersante de uno de los recipientes de almacenamiento.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada recipiente de almacenamiento comprende : la salida de dispersante; una entrada de dispersante; una válvula de salida configurada para controlar el flujo de dispersante a través de la salida de dispersante; una válvula configurada para controlar el flujo de dispersante a través de la entrada de dispersante; y una válvula de retención configurada para permitir la comunicación de fluido en un solo sentido del dispersante a través de la válvula de entrada al recipiente de almacenamiento .

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada recipiente de almacenamiento comprende además : una estructura de soporte; una vejiga flexible dispuesta en la estructura de soporte, en donde la vejiga está configurada para almacenar el dispersante y está en comunicación fluida con la salida de dispersante del recipiente de almacenamiento.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la estructura de soporte de cada recipiente de almacenamiento incluye una base inferior, una pluralidad de rieles guía que se extienden perpendicularmente desde la base, y una placa superior montada de forma deslizable a los rieles guía; en donde la vejiga flexible de cada recipiente de almacenamiento está dispuesta entre la base inferior y la placa superior.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la estructura de soporte de cada recipiente de almacenamiento incluye una base inferior, una pluralidad de postes de soporte que se extienden perpendicularmente desde la base, y una placa superior fijada a los postes de soporte; en donde la vejiga flexible de cada recipiente de almacenamiento está suspendida de la placa superior.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque adicionalmente comprende: una primera pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos ; una segunda pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos ; en donde cada recipiente de almacenamiento está configurado para almacenar el dispersante químico bajo el mar e incluye una salida de dispersante; en donde el primer colector submarino incluye una pluralidad de entradas de dispersante, cada entrada de dispersante del primer colector submarino está en comunicación fluida con la salida de dispersante de uno de los recipientes de almacenamiento de la primera pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos; un segundo colector submarino que incluye una pluralidad de entradas de dispersante y una salida de dispersante, cada entrada de dispersante del segundo colector submarino está en comunicación fluida con la salida de dispersante de uno de los recipientes de almacenamiento de la primera pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos ; un colector de suministro que incluye una pluralidad de entradas de dispersante y por lo menos una salida de dispersante, en donde cada entrada de dispersante del colector de suministro está en comunicación fluida con una de las salidas de dispersante del primer colector submarino o el segundo colector submarino; en donde la por lo menos una salida de dispersante del colector de suministro está en comunicación fluida con el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque adicionalmente comprende un eductor de Venturi montado sobre el sitio de descarga, en donde el eductor de Venturi incluye una boquilla convergente-divergente adaptada para hacer fluir una corriente de hidrocarburos y una entrada de dispersante en comunicación fluida con la boquilla divergente; en donde la entrada de dispersante del eductor de Venturi está en comunicación fluida con por lo menos una salida del colector de suministro.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque adicionalmente comprende un sistema de bombeo submarino configurado para bombear el dispersante químico desde los recipientes de almacenamiento hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino; en donde el sistema de bombeo submarino comprende: una entrada de dispersante en comunicación fluida con una salida de bomba del colector de suministro; una salida de dispersante en comunicación fluida con una entrada de bomba del colector de suministro; una bomba primaria en comunicación fluida con la entrada de dispersante del sistema de bombeo y la salida de dispersante del sistema de bombeo; una primera bomba de reserva en comunicación fluida con la entrada de dispersante del sistema de bombeo; una primera pluralidad de baterías configuradas para suministrar energía a la bomba primaria; y una segunda pluralidad de baterías configuradas para suministrar energía a la primera bomba de reserva.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque cada entrada de dispersante del colector de suministro incluye una válvula de retención configurada para permitir el flujo de fluido en un solo sentido a través de la entrada hacia el colector de suministro.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el colector de suministro incluye una pluralidad de salidas de dispersante, cada salida de dispersante del colector de suministro está configurado para hacer fluir el dispersante al sitio de descarga submarino; en donde cada salida de dispersante del colector de suministro incluye una válvula de salida configurada para controlar el flujo del dispersante a través de su correspondiente salida de dispersante.

13. Un método para suministrar autónomamente un dispersante químico a un sitio de descarga de hidrocarburos submarino, caracterizado porque comprende: (a) instalar un sistema sobre el fondo marino, el sistema comprende una pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos, cada recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante; (b) almacenar un dispersante químico en los recipientes de almacenamiento submarinos; (c) hacer fluir el dispersante químico desde uno o más de los recipientes de almacenamiento submarinos hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque adicionalmente comprende: colocar el sistema en espera después de (a) y antes de (c) ; activar el sistema para hacer fluir el dispersante químico desde uno o más de los recipientes de almacenamiento submarinos en (c) .

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque adicionalmente comprende evacuar una instalación superficial u operación superficial después de activar el sistema.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque (c) se realiza sin intervención humana.

17. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende un primer colector que incluye una pluralidad de entradas de dispersante y una salida de dispersante; y en donde (c) comprende: (el) hacer fluir el dispersante químico desde uno o más de los recipientes de almacenamiento submarinos hasta el primer colector; y (c2) hacer fluir el dispersante químico desde el primer colector hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino .

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque (c) comprende bombear el dispersante químico desde uno o más de los recipientes de almacenamiento submarinos hasta el primer colector; y en donde (d) comprende bombear el dispersante químico desde el primer colector hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque (a) comprende montar un eductor de Venturi al sitio de descarga submarino, el eductor de Venturi incluye una boquilla convergente-divergente y una entrada de dispersante .

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque adicionalmente comprende: hacer fluir una corriente de hidrocarburos a través de la boquilla convergente-divergente del eductor de Venturi; generar una región de baja presión en el eductor de Venturi mientras fluye la corriente de hidrocarburos a través de la boquilla convergente-divergente del eductor de Venturi ; depender de la región de baja presión en el eductor de Venturi para hacer fluir el dispersante químico desde uno o más recipientes de almacenamiento submarinos al primer colector y hacer fluir el dispersante químico del primer colector al sitio de descarga de hidrocarburos submarino.

21. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque adicionalmente comprende llenar cada recipiente de almacenamiento con el dispersante químico bajo el mar.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque cada recipiente de almacenamiento comprende .· una entrada de dispersante que incluye una válvula de entrada y una válvula de retención; una estructura de soporte; una vejiga flexible dispuesta en la estructura de soporte, en donde la vejiga está configurada para almacenar el dispersante; en donde la salida de dispersante de cada recipiente de almacenamiento incluye una válvula de salida.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el llenado de cada recipiente de almacenamiento comprende : abrir la válvula de entrada del recipiente de almacenamiento; hacer fluir el dispersante a través de la entrada y la válvula de retención del recipiente de almacenamiento hacia la vejiga; y expandir la vejiga.

24. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque adicionalmente comprende restringir el flujo de dispersante desde el primer colector hasta uno o más de los recipientes de almacenamiento.

25. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende: una primera pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos ; una segunda pluralidad de recipientes de almacenamiento submarinos ; un segundo colector que incluye una pluralidad de entradas de dispersante y una salida de dispersante; en donde cada recipiente de almacenamiento incluye una salida de dispersante; un colector de suministro que incluye una pluralidad de entradas de dispersante y una salida de dispersante; en donde (c) adicionalmente comprende hacer fluir dispersante químico desde cada recipiente de almacenamiento de la primera pluralidad de recipientes de almacenamiento hasta el primer colector y hacer fluir el dispersante químico desde cada recipiente de almacenamiento de la segunda pluralidad de recipientes de almacenamiento hasta el segundo colector ; en donde (d) adicionalmente comprende hacer fluir el dispersante químico desde el primer colector y el segundo colector hasta el colector de suministro y hacer fluir el dispersante químico desde el colector de suministro hasta el sitio de descarga de hidrocarburos submarino.