MX2013011624A - Sistemas y metodos de transferencias de fluidos maritimos. - Google Patents

Abstract

Un sistema para transferir fluidos de un elevador independiente a un buque superficial comprende un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula y una primera válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través de la primera bobina de válvula. Además el sistema comprende un segundo ensamble de válvula acoplado de manera liberable al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente. El segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobina de válvula y una segunda válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través de la segunda bobina de válvula. Además el sistema comprende un obenque de implementación/retracción acoplado al primer ensamble de válvula y el segundo ensamble de válvula del buque superficial. Cada válvula de aislamiento tiene una posición abierta que permite que el fluido fluya a través de la misma y una posición cerrada que restringe flujo de fluido a través de la misma, y cada válvula de aislamiento es desviada a la posición cerrada.

Description

SISTEMAS Y METODOS DE TRANSFERENCIA DE FLUIDOS MARITIMOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere generalmente a sistemas y métodos para la ' transferencia de fluidos a partir de componentes submarinos a buques superficiales. Más particularmente, la invención se refiere a sistemas y métodos para transferir fluidos desde un elevador independiente submarino a un buque superficial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Sistemas elevadores independientes (FSR, por sus siglas en inglés) se utilizan durante las operaciones de producción y terminación para transferir fluidos desde un pozo submarino a un buque superficial . Elevadores independientes convencionales incluyen un conducto vertical rígido formado por un arreglo de tubos de acero fijados al suelo marino en su extremo inferior con una base. La porción superior del elevador independiente se coloca bajo el mar, por debajo de la zona de olas, y típicamente comprende un ensamble de elevador superior. Una o más de boyas de tensión están acopladas al ensamble de elevador superior para soportar el peso del elevador y mantener el elevador en tensión. Líneas de flujo flexibles o "puentes" conectan el ensamble del elevador superior a un buque superficial, de este modo permitiendo el flujo de hidrocarburos producido del elevador Ref.: 243971 al buque. La combinación de una sección de elevador rígida que se extiende verticalmente desde el piso marino a un extremo superior por debajo de la zona de olas, y una sección flexible comprendida de líneas de flujo flexibles que se extienden desde la parte superior de la sección rígida a un buque flotante sobre la superficie se refiere frecuentemente como elevadores "híbridos" .

Algunos sistemas de elevador independientes convencionales incluyen sistemas de conexión/desconexión que que permiten que un buque superficial se conecte y desconecte de los puentes. Por ejemplo, un buque superficial puede ser desconectado de un elevador independiente y movido para evitar un hielo marino flotante, huracanes, etc. Sin embargo, tales sistemas de conexión/desconexión convencionales están adaptados a un tipo particular de buque superficial y/o requieren hardware específico que puede no estar disponible en todos los buques. Por otra parte, algunos sistemas de conexión/desconexión convencionales tienen un período de tiempo relativamente largo para conectarse y/o desconectarse del elevador independiente, lo que puede ser problemático en una situación de emergencia en donde una desconexión muy rápida es deseable sin dañar el hardware o descargar hidrocarburos en el mar circundante.

En consecuencia, sigue habiendo una necesidad en la técnica para los sistemas de transferencia de fluido eficientes (FTS, por sus siglas en inglés) y métodos para la transferencia de fluidos de hidrocarburos entre un sistema submarino tal como un elevador independiente y un buque superficial. Tales sistemas y métodos serían particularmente bien recibidos si proporcionan una capacidad de conexión/desconexión relativamente rápida desde la superficie y pudieran ser operados con una variedad de diferentes buques.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Estas y otras necesidades de la técnica se tratan en una modalidad mediante un sistema para transferir fluidos de un elevador independientes a un buque superficial. En una modalidad, el sistema comprende un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula que tiene un extremo superior, un extremo inferior opuesto al extremo superior, un orificio de flujo que se extiende entre el extremo superior y el extremo inferior, y una primera válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través del orificio de flujo de la primera bobona de válvula. El orificio de flujo de la primera bobina de válvula tiene una salida en el extremo superior configurado para suministrar fluidos al buque superficial y una entrada en el extremo inferior. Además, el sistema comprende un segundo ensamble de válvula de forma liberable acoplado al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente. El segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobona de válvula que tiene un extremo superior, un extremo inferior opuesto al extremo superior, un orificio de flujo que se extiende entre el extremo superior y el extremo inferior, y una segunda válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través del orificio de flujo de la segunda bobina de válvula. El orificio de flujo de la segunda bobina de válvula tiene una salida en el extremo superior y una entrada en el extremo inferior configurado para recibir fluidos del elevador independiente. Además, el sistema comprende un obenque de despliegue/retracción acoplado al primer ensamble de la válvula y está configurado para suspender el primer ensamble de válvula y el segundo ensamble de válvula desde el buque superficial. El orificio de flujo de la segunda bobina de válvula está en comunicación fluida con el orificio de flujo de la primera bobina de válvula. Cada válvula de aislamiento tiene una posición abierta que permite que el fluido fluya a través del mismo y una posición cerrada que restringe que el flujo fluya a través del mismo. Cada válvula de aislamiento es empujada a la posición cerrada.

Estas y otras necesidades de la técnica se abordan en otra modalidad mediante un método. En una modalidad, el método comprende (a) ensamblar un sistema de transferencia de fluido en un buque superficial. El sistema de transferencia de fluido incluye un primer ensamble de válvula que incluye una primera válvula de distribución con una primera válvula de aislamiento hidráulicamente accionada y un segundo ensamble de válvula acoplado de forma liberable al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente. El segundo ensamble de válvula incluye una segunda válvula de distribución con una segunda válvula de aislamiento accionada hidráulicamente. Además, el método comprende (b) acoplar una línea de transferencia de fluido que se extiende desde el buque hasta el sistema de transferencia de fluido. Además, el método comprende (c) acoplar el sistema de transferencia de fluido a un puente que se extiende desde un elevador independiente. Aún además, el método comprende (d) reducir el sistema de transferencia de fluido a través de una escotilla de perforación en el buque superficial en el mar. Por otra parte, el método comprende (e) fluir fluidos de hidrocarburos desde el elevador independiente a través del puente, el sistema de transferencia de fluido, y la línea de transferencia de fluido al buque.

Estas y otras necesidades de la técnica se tratan en otra modalidad mediante un sistema para producir fluidos a partir de una fuente submarina a un buque superficial que tiene una cubierta. En una modalidad, el sistema comprende una plataforma configurada para ser acoplada de manera movible a la cubierta del buque. Además, el sistema comprende un sistema de transferencia de fluido configurado para ser suspendido desde el buque con un obenque de despliegue/retracción. El sistema de transferencia de fluido incluye un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula con una primera válvula de aislamiento y un segundo ensamble de válvula acoplado de forma liberable al primer ensamble de válvula con un conector hidráulicamente accionado. El segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobina de válvula con una segunda válvula de aislamiento. Cada válvula de aislamiento tiene una posición abierta que permite que el fluido fluya a través del ensamble de válvula y una posición cerrada que restringe que el flujo fluya a través del ensamble de válvula. Además, el sistema comprende un obenque de desconexión acoplado al conector accionado hidráulicamente. El obenque de desconexión está configurado para desconectar mecánicamente el primer ensamble de válvula del segundo ensamble de válvula. Aún además, el sistema comprende una línea de alimentación que incluye una pluralidad de líneas hidráulicas que se extienden desde el buque hasta el sistema de transferencia de fluido. Por otra parte, el sistema comprende una línea de transferencia de fluido que se extiende desde el buque hasta el sistema de transferencia de fluido.

Las modalidades descritas en este documento comprenden una combinación de caracterís icas y ventajas previstas a abordar diversos inconvenientes asociados con ciertos dispositivos, sistemas y métodos anteriores. Las diferentes características descritas anteriormente, así como otras características, serán fácilmente evidentes para las personas experimentadas en la técnica al leer la siguiente descripción detallada, y haciendo referencia a las Figuras que la acompañan .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Para una descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención, ahora se hará referencia a las Figuras anexas en las que: La Figura 1 es una vista en sección en perspectiva parcial de una modalidad del sistema de transferencia de fluido de acuerdo con los principios descritos en este documento; La Figura 2 es una vista en sección parcial frontal del sistema de transferencia de fluido de la figura 1 ; La Figura 3 es una vista frontal del ensamble de válvula superior de la Figura 1; La Figura 4 es una vista frontal del ensamble de válvula inferior de la Figura 1 ; La Figura 5 es una vista esquemática del sistema de transferencia de fluido de la Figura 1 que ilustra un dispositivo para cortar las líneas hidráulicas conectadas al actuador del ensamble de válvula inferior de la Figura 1; La Figura 6A es una vista en perspectiva del dispositivo de corte de la línea hidráulica de la figura 5 ; La Figura 6B es una vista frontal del dispositivo de corte de la línea hidráulica de la figura 5 ; La Figura 6C es una vista lateral en sección transversal parcial del dispositivo de corte de la línea hidráulica de la Figura 5 ; La Figura 7 es una vista en perspectiva del sistema de transferencia de fluido de la Figura 1 implementado debajo del mar desde un buque superficial; La figura 8 es una vista frontal del sistema de transferencia de fluido de la Figura 1 implementado debajo del mar desde el buque superficial de la figura 7; La Figura 9A es una vista en perspectiva ampliada de la plataforma de la figura 7; La Figura 9B es una vista superior de la plataforma de la figura 7; La Figura 9C es una vista en perspectiva ampliada de la plataforma de la Figura 7 que soporta la cadena del obenque de implementación/retracción de las figuras 7 y 8; La Figura 10 es una vista frontal del obenque de implementación/retracción de la figura 7 acoplado al ensamble de válvula superior de la Figura 1 ; La Figura 11 es una vista frontal ampliada del obenque de implementación/retracción de la Figura 7; La Figura 12 es una vista esquemática parcial de un elevador independiente y puente correspondiente; Las Figuras 13-16 son ilustraciones esquemáticas secuenciales de un método para desplegar el sistema de transferencia de fluido de la figura 1; y La Figura 17 es una vista en perspectiva de una modalidad de un kit para transferir fluidos desde un conducto o componente submarino .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La siguiente discusión se dirige a varias modalidades ejemplares. Sin embargo, una persona experimentada en la técnica entenderá que los ejemplos descritos en este documento tienen una amplia aplicación, y que la discusión de cualquier modalidad está destinada sólo para ser ejemplar de esa modalidad, y no pretende sugerir que el alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones, se limita a esa modalidad .

Ciertos términos son utilizados en la siguiente descripción y las reivindicaciones para referirse a características o componentes particulares. Como una persona experimentada en la técnica apreciará, diferentes personas pueden referirse a la misma característica o componente por diferentes nombres. Este documento no tiene la intención de distinguir entre los componentes o características que difieren en el nombre, pero no función. Las figuras no están necesariamente a escala. Algunas de las funciones y componentes de la presente descripción se pueden mostrar exageradas en escala o en forma esquemática, y algunos detalles de los elementos convencionales no se pueden mostrar en interés de la claridad y la concisión.

En la siguiente discusión y en las reivindicaciones, los términos "que incluye" y "que comprende" se utilizan de una manera abierta, y por lo tanto deben ser interpretados que significan "incluyendo, pero no limitado a También, el término "acoplar" o "acopla" está previsto que signifique 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 a través de otros dispositivos, componentes y conexiones. Además, tal como se usa en este documento, los términos "axial" y "axialmente" significan generalmente a lo largo o paralelo a un eje central (por ejemplo, eje central de un cuerpo o de un puerto), mientras que los términos "radial" y "radialmente" en general significan perpendicular al eje central. Por ejemplo, una distancia axial se refiere a una distancia medida a lo largo o paralela al eje central, y una distancia radial significa una distancia medida perpendicularmente al eje central.

Haciendo referencia ahora a las figuras 1 y 2, se muestra una modalidad de un sistema de transferencia de fluido 100 para producir hidrocarburos a partir de un elevador independiente (FSR) de un buque superficial. En general, el sistema 100 puede emplearse para transferir hidrocarburos a partir de un FSR a cualquier tipo de buque superficial incluyendo, sin limitación, un barco de perforación, un buque de producción o transformación, una plataforma de perforación o de producción marina, una estructura marina anclada al fondo, una estructura marina flotante, o un buque marino móvil. En la Figura 1, el sistema 100 se coloca entre una conexión 10 y una línea de transferencia de fluido 20. La conexión 10 está acoplada al extremo superior del FSR y la línea de transferencia 20 está acoplada al equipo de procesamiento de un buque superficial. Así, el FSR suministra hidrocarburos al sistema 100 a través de la conexión 10, y el sistema 100 suministra los hidrocarburos al buque superficial a través de la línea de transferencia 20. La línea de transferencia 20 puede comprender cualquier tipo de conducto de fluido flexible apropiado para su uso con hidrocarburos, incluyendo, sin limitación, la manguera Coflon® disponible de Technip USA Inc., de Houston, Texas.

El sistema 100 tiene un eje central o longitudinal 101, un primero o superior extremo 100a, y un segundo extremo o inferior 100b opuesto al extremo 100a. En esta modalidad, el sistema 100 incluye un primero o ensamble de válvula superior (UVA, por sus siglas en inglés) 110 y un segundo o ensamble de válvula inferior (LVA, por sus siglas en inglés) 160 acoplado al UVA 110 con un conector liberable 150. Como se muestra mejor en la Figura 1, una conexión de cuello de cisne 105 se extiende entre el UVA 110 y la línea de transferencia 20, de este modo colocando el sistema 100 en comunicación fluida con la línea 20, y el LVA 160 está acoplado a la conexión 10, de este modo colocando el sistema 100 en comunicación fluida con la conexión 10 y el FSR acoplado a la misma.

En esta modalidad, el conector 150 es un conector mecánico accionado hidráulicamente. En general, el conector 150 puede comprender cualquier conector mecánico accionado hidráulicamente apropiado, incluyendo, sin limitación, el Cameron Choke & Kill Line Collet Conector disponible de Cameron International Corporation de Houston, Texas, o MIB fluid connectors disponibles de MIB Italiana SPA de Padova, Italia. Típicamente, tales conectores mecánicos accionados hidráulicamente comprenden un mandril o buje macho orientado hacia arriba, marcado con el número de referencia 151 en este documento, que se inserta en y se acopla de manera liberable a un conector de buje hembra orientado hacia abajo, marcado con el número de referencia 152 en este documento. Además, algunos conectores mecánicos accionados hidráulicamente convencionales, tales como the Cameron Choke & Kill Line Collet Connector, incluyen un aparato de desconexión opcionalmente mecánico en el conector de recolección que permite una liberación accionada mecánicamente de la conexión como un auxiliar al sistema de accionamiento hidráulico. Esto puede ser particularmente beneficioso en los casos en que el accionamiento hidráulico falla o es de lo contrario no funcional .

Haciendo referencia ahora a las Figuras 1-3, el UVA 110 tiene un eje central o longitudinal alineado coaxialmente con el eje 101, un primero o extremo superior 110a coincidente con el extremo 100a, un segundo o extremo inferior 110b opuesto al extremo 110a, y un paso de flujo interno 111 que se extiende axialmente entre los extremos 110a, 110b. En esta modalidad, el UVA 110 incluye un codo de bloqueo 112 en el extremo superior 110a, una bobina de válvula 120 acoplada a un codo de bloqueo 112 con una primera bobina adaptadora 130, un conector de buje 152 en el extremo 110b acoplado a la bobina de válvula 120 con una segunda bobina adaptadora 135, y un sistema de liberación mecánico 140. El canal de flujo interno 111 es definido por una serie de orificios y pasos interconectados que se extienden a través del codo de bloqueo 112, bobinas 130, 135, conector de buje 152, y la bobina de válvula 120.

Como se muestra mejor en la Figura 3, el codo de bloqueo 112 incluye una abertura u orificio 113, una superficie inferior plana 114, una superficie lateral plana 115, y un orificio o paso de flujo interior 116 que se extienden entre las superficies 114, 115. El orificio de flujo 116 define la parte superior del paso de flujo 111 del UVA 110. La conexión de cuello de cisne 105 incluye una brida 106 en un extremo que está atornillada a la superficie lateral 115, de este modo colocando el paso 116 en comunicación fluida con la conexión de cuello de cisne 105. Como se muestra en las figuras 1 y 2, el orificio 113 permite que el UVA 110 y el sistema 100 sean acoplados a un obenque de despliegue/retracción 220. En particular, un perno 117 se aloja de forma deslizable por el orificio 113 y acopla el codo de bloqueo 112 a un grillete 118, que está acoplado al sistema obenque 200. Como se describirá en más detalle a continuación, el sistema obenque 200 se usa para ensamblar, mover, desplegar y recuperar el sistema 100.

Con referencia nuevamente a las Figuras 1-3, la bobina de válvula 120 está posicionada axialmente entre el codo de bloqueo 112 y el conector de buje 152. En esta modalidad, la bobina 120 tiene un primero o extremo superior 120a, un segundo o extremo inferior 120b, y un orificio pasante o paso 121 que se extienden axialmente entre los extremos 120a, 120b. El paso 121 define una porción intermedia del paso 111.

En esta modalidad, la bobina de válvula 120 incluye un par de válvulas de aislamiento axialmente adyacentes 123 que controlan el flujo de fluidos a través de los pasos 111, 121.

En particular, cada válvula 123 tiene una posición abierta que permite que el fluido fluya a través de la misma y una posición cerrada para restringir y/o impedir que el fluido fluya a través de la misma. Puesto que las válvulas 123 están dispuestas en serie, si la válvula 123 está cerrada, el flujo que fluye a través de los pasos 111, 121 es restringido y/o impedido. En esta modalidad, cada válvula 123 es una válvula de aislamiento a prueba de cierre que está inclinada a la posición cerrada, y debe ser accionada para la transición a la posición abierta. En particular, cada válvula 123 es una válvula de compuerta aislada de accionamiento hidráulico a prueba de cierre. Un actuador hidráulico 124 está acoplado a cada válvula 123 a las válvulas de transición 123 a la posición abierta, y mantener las válvulas 123 en la posición abierta. Un ejemplo de una válvula apropiada y el ensamble de actuador hidráulico que puede ser utilizado para cada válvula 123 y actuador asociado 124 es la válvula estranguladora e interruptora Marina MCS 3-1/16 pulg ( 7.62 - 0.41 cm) . 15 ksi (1054.6 kgf/cm2) con el actuador MCK disponible de Cameron International Corporation de Houston, Texas.

Con referencia todavía a las figuras 1-3, la primera bobina adaptadora 130 acopla el codo de bloqueo 112 y la bobina de válvula 120, y la segunda bobina adaptadora 135 se acopla al conector de buje 152 a la bobina de válvula 120. Cada bobina adaptadora 130, 135 tiene un orificio pasante 131, 136, respectivamente, que se extiende entre sus extremos superior e inferior, y, además, los extremos de cada bobina 130, 135 comprenden bridas anulares 132, 137, respectivamente. A través de los orificios 131, 136 definen una porción de paso 111 que se extiende a través del UVA 110. La brida superior 132 en el extremo superior de la brida 130 está atornillado a la superficie inferior 114 del codo de bloqueo 112, y la brida 132 en el extremo inferior de la bobina 130 se atornilla a una brida correspondiente 122 en el extremo superior 120a, de este modo acoplando la bobina de válvula 120 al codo de bloqueo 112. Además, la brida 136 en el extremo superior de la bobina 135 está atornillada al extremo inferior 120b, y la brida 136 en el extremo inferior de la bobina 135 está atornillado al conector de buje 152, de este modo acoplando la bobina de válvula 120 al conector de buje 152.

Haciendo referencia todavía a las figuras 1-3, el UVA 110 también incluye un sistema de liberación mecánico 140 para accionar mecánicamente el conector de buje 152 para desenganchar y liberar el buje 151. El sistema de liberación mecánico 140 generalmente funciona como un mecanismo auxiliar para desconectar el UVA 110 y el 160 LVA en el caso que el conector de buje 150 no pueda ser accionado hidráulicamente para soltar y liberar el buje 151. En esta modalidad, el sistema de liberación mecánica 140 incluye una placa de liberación anular 141 y un par de varillas de liberación 147 que se extienden axialmente hacia arriba desde la placa 141.

La placa de liberación 141 incluye una base en forma de anillo 142 dispuesta alrededor del segundo adaptador 135 y un par de brazos espaciados circunferencialmente 143 que se extienden radialmente hacia fuera desde la base 142. Una pluralidad de pernos de liberación mecánicos separados circunferencialmente 153 que se extienden axialmente hacia arriba del conector de buje 152 y están acoplados a la base 142. Cada varilla 147 tiene un primer extremo o superior 147a acoplado a un obenque de desconexión mecánico 240 (Figura 1) y un segundo extremo o inferior 147b acoplado a un brazo 143. Los pernos de liberación 153 están configurados para accionar mecánicamente el conector de buje 152 para soltar y liberar el buje 151 cuando se jala axialmente hacia arriba. Por lo tanto, el obenque de desconexión 240 se puede utilizar para jalar axialmente hacia arriba sobre las varillas 147 para levantar la placa de liberación 141 y los pernos 153 acoplados a la misma axialmente hacia arriba, de este modo el conector de buje de accionamiento mecánico 152 se desengancha y libera el buje 151. En esta modalidad, cada varilla 147 se extiende a través y se acopla en forma deslizable con un orificio en un brazo guía 119 que se extiende radialmente desde el codo de bloqueo 112. Los abrazos 119 mantienen la orientación de las varillas 147 y guían el movimiento axial de las varillas 147.

Haciendo referencia ahora a las figuras 1, 2, y 4, el LVA 160 tiene un eje central o longitudinal alineado coaxialmente con el eje 101, un primer o extremo superior 160a, un segundo o extremo inferior 160b coincidente con el extremo 100b, y un paso de flujo interno 161 que se extiende axialmente entre los extremos 160a, 160b. El paso de flujo 161 está coaxialmente alineado y en comunicación fluida con el paso de flujo 111 del UVA 110. En esta modalidad, el LVA 160 incluye el buje 151 en el extremo superior 160a, una bobina de válvula 170 acoplada al buje 151, y un ensamble auxiliar de accionamiento de válvula 180 acoplado a la bobina de válvula 170.

Un panel de prueba 125 está montado en la bobina de válvula 120 y permite que personal de cubierta aplique presión de prueba a los pasos 111, 161 para confirmar que el conector 150 entre el UVA 110 y el LVA 160 se ha hecho correctamente, y es hermético. El panel 125 también permite que los pasos 111, 161 sean ventilados y purgados para eliminar la presión atrapada y/o hidrocarburos cuando se desensamblan el UVA 110 y el LVA 160 durante una operación de retracción o desconexión planificada. Se proporciona potencia hidráulica a los actuadores 124 y al conector de buje 152 (para accionar las válvulas 123 y el conector de buje 152) a través de las líneas hidráulicas 126 alojadas dentro de una línea de alimentación 127 que se extiende entre un buque superficial y el sistema 100.

Haciendo referencia específicamente a la Figura 4, la bobina de válvula 170 está posicionada axialmente entre el buje 151 y el extremo inferior 160b. En esta modalidad, la bobina 170 tiene un primero o extremo superior 170a acoplado al buje 151, un segundo o extremo inferior 170b coincidente con el extremo 160b, y un orificio o paso 171 que se extiende axialmente entre los extremos 170a, 170b. El paso 171 define una porción del paso 161. El extremo inferior 170b comprende una brida anular 172.

En esta modalidad, la bobina de válvula 170 incluye una válvula de aislamiento 123 como se ha descrito previamente que controla el flujo de fluidos a través de los pasos 111, 171. Por lo tanto, si la válvula 123 está cerrada, el flujo fluye a través de los pasos 111, 171 es restringido y/o evitado. Además, como se ha descrito anteriormente, la válvula 123 es una válvula de aislamiento a prueba cierre inclinada a la posición cerrada, y debe ser accionada para la transición a la posición abierta. Un actuador hidráulico 124 como se ha descrito previamente está acoplado a la válvula 123 para la transición a la válvula 123 a la posición abierta, y mantener las válvulas 123 en la posición abierta.

Se proporciona la potencia hidráulica al actuador 124 (para accionar la válvula 123) a través de las líneas hidráulicas 126 alojadas dentro de la línea de alimentación 127 descrita anteriormente. El ensamble auxiliar de accionamiento de válvula 180 está acoplado a la bobina de válvula 170 y proporciona potencia hidráulica adicional para accionar la válvula 123 del UVA 160 a la posición cerrada. En esta modalidad, el ensamble auxiliar 180 incluye una estructura o marco de soporte 181 montado en la bobina de válvula 170 y una pluralidad de acumuladores hidráulicos 182 montados al marco 181. Los acumuladores 182 están acoplados al actuador 124 y almacenan fluido hidráulico presurizado que puede ser utilizado para la transición a la válvula 123 entre las posiciones abierta y cerrada.

Haciendo referencia ahora a las figuras 5 y 6A-6C, en esta modalidad, el sistema de transferencia de fluido 100 incluye también un sistema de corte de línea hidráulica 190. Para fines de claridad, el sistema 190 se muestra solamente acoplado al UVA 110 y LVA 160 en la Figura 5. El sistema 190 es un mecanismo pasivo para cortar el par de líneas hidráulicas 126 que se extienden desde el panel de control 125 al actuador 124 del LVA 160 durante la desconexión submarina y la separación del UVA 110 y el LVA 160. Por ejemplo, en el caso de una situación de emergencia (por ejemplo, huracanes), puede ser necesario desconectar el UVA 110 del LVA 160, y jalar el UVA 110 a la superficie, dejando el LVA 160 acoplado a la conexión 10 submarina. La desconexión del UVA 110 del LVA 160 submarino (sin cortar intencionadamente las líneas 126 conectadas al actuador 124) puede resultar en el rompimiento no controlado de las líneas hidráulicas 126 conectadas al actuador 124 mientras panel de control 125 se jala a la superficie junto con el UVA 110. Tal rompimiento no controlado puede dañar permanentemente los conectores en el extremo de las líneas 126, que conectan al actuador 124. Esto puede necesitar una intervención submarina más compleja para volver a conectar el UVA 110 al LVA 160 puesto que el actuador 124 del LVA 160 puede tener que ser reparado y/o sustituido. Sin embargo, el sistema 190 funciona para cortar las líneas 126 en forma intencional y controlable conectadas al actuador 124 del LVA 160 durante la desconexión submarina y la separación del UVA 110 y el LVA 160.

En esta modalidad, el sistema 190 incluye un alojamiento 191 y un miembro de corte o cuchilla 195 recibido en forma deslizable por el alojamiento 191. El alojamiento 191 está asegurado al UVA 110 con un miembro de conexión 192 y el miembro de corte 195 está asegurado al LVA 160 con un miembro de conexión 196. En esta modalidad, un miembro de conexión 192 es un soporte de montaje anular dispuesto alrededor del UVA 110 y el miembro de conexión 196 es un bloque rectangular atornillado al LVA 160. En general, los miembros de conexión 192, 196 se pueden montar en cualquier parte apropiada del UVA 110 y el LVA 160, respectivamente, los miembros 192, 196 proporcionados no interfieren con o afectan a otros componentes del sistema 100. El miembro 192 fija la posición y orientación del alojamiento 191 con respecto al UVA 110, y por lo tanto, el alojamiento 191 no se mueve translacionalmente o rotacionalmente con relación al UVA 110. El miembro 196 fija la posición y orientación del miembro de corte 195 con relación al LVA 160, y por lo tanto, un miembro de corte 195 no se mueve traslacionalmente o rotacionalmente con relación al LVA 160.

Haciendo referencia todavía a las figuras 5 y 6A-6C, el alojamiento 191 tiene un primero o extremo superior 191a unido al miembro de conexión 192, un segundo o inferior extremo 191b, y una bolsa o receptáculo 193 generalmente rectangular que se extiende axialmente hacia arriba desde el extremo inferior 191b. El receptáculo 193 está dimensionado y conformado para recibir de manera deslizante el miembro de corte 195. El alojamiento 191 también incluye un orificio o ventana 194 que se extiende perpendicularmente a través del mismo. La ventana 194 se coloca entre los extremos 191a, 191b y está dimensionada para recibir las líneas hidráulicas 126 como se muestra en la Figura 6B. El miembro de corte 195 es una placa rectangular que tiene un primero o extremo superior 195a, un segundo o extremo inferior 195b unido al miembro de conexión 196, y un par de orificios pasantes o ventanas 197a, b que se extienden perpendicularmente a través del mismo. Cada ventana 197a, 197b se coloca entre los extremos 195a, 195b y está dimensionada para recibir una línea hidráulica 126. El borde superior de cada ventana 197a, 197b comprende una cuchilla de corte biselada 198 diseñada para cortar la línea hidráulica 126 que se extiende a través del mismo. Como se muestra mejor en la Figura 6B, la ventana 197b es más larga (en este caso, tiene una mayor altura) que la ventana 197a.

El alojamiento 191 y el miembro de corte 195 son dimensionados , posicionados, y orientados de tal manera que durante el montaje del conector 150 el elemento de corte 195 es recibido de forma deslizable por el alojamiento 191 y las ventanas 197a, 197b entran en alineación con la ventana 194, como se muestra en las figuras 6B y 6C. Sin embargo, durante el desacoplamiento del eje 151 y conector de buje 152, y la posterior separación axial del UVA 110 y el LVA 160, el miembro de corte 195 es jalado axialmente desde el alojamiento 191. Durante el ensamble del sistema 100, después de montar el conector 150, dos líneas hidráulicas 126 que se extienden desde el panel de control 125 son orientadas a través de ventanas alineadas 194, 197a, 197b y conectadas al actuador 124 del LVA 160 - una línea 126 se extiende a través de las ventanas alineadas 194, 197a, y la otra línea 126 se extiende a través de las ventanas alineadas 194, 197b. En particular, la línea, hidráulica 126 que opera para abrir la válvula 123 del LVA 160 a través del actuador 124 se coloca a través de la ventana 197a, y la línea hidráulica 126 que opera para cerrar la válvula 124 del LVA 160 a través del actuador 124 se coloca a través de la ventana 197b.

Una vez que las líneas 126 están dispuestas a través de las ventanas 194, 197a, 197b, la separación axial del UVA 110 y el LVA 160 resulta en el alojamiento 191 que se desplaza axialmente hacia arriba con relación al miembro de corte 195, de este modo moviendo las ventanas 197a, 197b fuera de la alineación con la ventana 194. Las líneas 126 dispuestas en las ventanas 194, 197a, 197b inicialmente se comprimen y después son cortadas en láminas 198 mientras que el miembro 195 se jala del receptáculo 193. Por lo tanto, en el caso de que una desconexión de emergencia submarina del UVA 110 y el LVA 160, las líneas 126 conectadas al actuador 124 del LVA 160 se cortan, de este modo permitiendo que la válvula 123 del LVA 160 se desvíe automáticamente a la posición cerrada y restringida y/o evitar que el fluido fluya a través del paso 161. Debido a la diferencia en la longitud axial de las ventanas 197a, 197b, puesto que el alojamiento 191 y el miembro de corte 195 se separan, la línea "abierta" hidráulica 126 se corta primero, y la línea "cerrada" hidráulica 126 se corta después. Esta secuenciación en el corte de las líneas 126 limita las cargas sobre la hoja 195 y acelera la velocidad de la válvula 123 del LVA 160.

Haciendo referencia ahora a las figuras 7 y 8, el sistema de transferencia de fluido 100 se muestra desplegado bajo el mar para la transferencia de fluidos de hidrocarburos de la conexión 10 a un buque 200. El buque 200 incluye un casco 201, una cubierta inferior 202, una cubierta superior 203, y una escotilla de perforación 204 que se extiende verticalmente a través de la cubierta inferior 202 y el casco 201 a la superficie marina 50. Un cabrestante 205 y un par de unidades de potencia hidráulica (HPU, por sus siglas en inglés) 206 están dispuestos en la cubierta 202. Como será descrito en más detalle a continuación, el cabrestante 205 se usa para desplegar y retraer el sistema 100 utilizando el obenque de implementación/retracción 220. En esta modalidad, el cabrestante 205 es un cabrestante hidráulico accionado por una HPU 206, sin embargo, en general, el cabestante 205 puede comprender cualquier cabrestante apropiado conocido en la técnica, tal como un cabrestante hidráulico, un cabrestante neumático, o cabrestante eléctrico. Por otra parte, en otras modalidades, el cabrestante (por ejemplo, el cabrestante 205) puede accionar una unidad de potencia a bordo del buque, tal como un dispositivo hidráulico, neumático o eléctrico a bordo del buque. La otra HPU 206 suministra fluido hidráulico presurizado a las líneas hidráulicas 126 de la línea de alimentación 127, que se extiende desde la cubierta 202 al sistema 100. Un sistema de control 209 en la cubierta 202 opera y controla la aplicación de fluido hidráulico presurizado a las líneas 126. La línea de transferencia de fluido 20 descrita anteriormente se acopla a la conexión de cuello de cisne 105 y se extiende a la cubierta 202, de este modo fluyendo los hidrocarburos producidos por el sistema 100 al buque 200 para el procesamiento, almacenamiento, descarga o combinaciones de los mismos. La línea de alimentación 127 y la línea de transferencia 20 están soportadas cada una en la cubierta 202 con una silleta de cubierta arqueada 208. Aunque el buque 200 puede comprender cualquier buque apropiado para recibir fluidos de hidrocarburos producidos a partir del sistema 100, en esta modalidad, el buque 200 es un barco de perforación y la cubierta superior 203 comprende una mesa giratoria .

Una plataforma 210 está soportada sobre la escotilla de perforación 204 con un par de soportes rígidos alargados 211 que se extienden a través de la escotilla de perforación 204 (en este caso, con ambos extremos asegurados a la cubierta 202) . En esta modalidad, los soportes 211 son vigas en I que se extienden a través de la cubierta 202 sobre la escotilla de perforación 204. La plataforma 210 se acopla de forma móvil a los soportes 211 de tal manera que la plataforma 210 puede moverse hacia atrás y hacia adelante a lo largo de los soportes 211 (en este caso, paralela a los soportes 211) entre una primera posición dispuesta sobre la cubierta 202 y una segunda posición dispuesta sobre la escotilla de perforación 204. Como se muestra mejor en las figuras 9A-9C, la plataforma 210 comprende una cubierta 212 que incluye una ranura receptora 213 que se extiende desde el borde frontal de la cubierta 212 hacia el centro de la cubierta 212. Por lo tanto, la ranura 213 tiene un extremo exterior abierto en el borde de la cubierta 212 y un extremo interno terminal en el centro de la cubierta 212. Una pluralidad de miembros guía 214 están dispuestos sobre el extremo interior de la ranura 213 y se extienden verticalmente hacia arriba desde la cubierta 212. Los miembros guía 214 definen un receptáculo 215 sobre la cubierta 212 que recibe componentes adicionales utilizados durante el despliegue y operación del sistema 100. Por ejemplo, en las figuras 9A-9C, una placa C 216 se asienta dentro del receptáculo 215 y en la Figura 13, una brida de fijación 332 se asienta dentro del receptáculo 215.

Con referencia otra vez a las figuras 7 y 8, el sistema 100 está posicionado por debajo de la superficie del mar 50 y suspendido del obenque de despliegue/retracción 220, que se extiende a través de la escotilla de perforación 204. El obenque de implementación/retracción 220 es operado con el cabrestante 205, y en esta modalidad, incluye una línea o cable de cabrestante 221 montado al cabrestante 205, una polea de cubierta 222 asegurada a la cubierta inferior 202, una polea suspendida 223 colgada desde la cubierta superior 203, una cadena 224, y un ensamble de soporte 230. La línea 221 se extiende desde la escotilla de perforación 205 alrededor de las poleas 222, 223 y entre los soportes 211 a la cadena 224. El extremo de la línea 221 está unido de manera liberable al extremo superior de la cadena 224 con un grillete, y el extremo inferior de la cadena 224 está unido de manera liberable al sistema 100 con el grillete 118 descrito anteriormente. Por lo tanto, mediante la rotación del cabrestante 205 en una dirección, el sistema 100 puede ser bajado con respecto a la plataforma 210 y la cubierta 202, y mediante la rotación del cabrestante 205 en la dirección opuesta, el sistema 100 puede ser elevado con relación a la plataforma 210 y la cubierta 202. Para la mayoría de aplicaciones, la línea de cabrestante 221 tiene preferiblemente una longitud de aproximadamente 2000 pies (~ 610 metros) .

Haciendo referencia ahora a las figuras 7, 8, 10, y 11, el ensamble de soporte 230 está asegurado a la cadena 224 e incluye un miembro de base 231, un miembro de soporte de línea de alimentación arqueado 232 acoplado al elemento base 231, y un miembro de soporte de la línea de transferencia arqueada 233 acoplado a la base 231. El miembro de soporte 233 se coloca detrás del miembro de soporte 232 en las figuras 8, 10, y 11. El miembro base 231 es lineal que tiene un extremo 231a superior, un extremo inferior 231b, y una paso 234 que se extiende entre los extremos 231a, 231b. La cadena 224 se extiende a través del paso 234. Un soporte de montaje 235 conectado a cada extremo 231a, 231b está conectado de forma segura a la cadena 224, de este modo evitando que el ensamble de soporte 230 se mueva hacia abajo a lo largo de la cadena 224. Los soportes 232, 233 están acoplados a los lados opuestos del miembro base 231. En esta modalidad, cada uno de los miembros de soporte 232, 233 comprende una silleta generalmente semicircular que tiene una superficie superior empotrada que recibe y dirige la línea de alimentación 127 y la línea de transferencia 20, respectivamente. Los miembros de soporte 232, 233 definen un radio de curvatura de la línea de alimentación 127 y la línea de transferencia 20, respectivamente, que es suficiente para evitar que la línea de alimentación 127 y la línea de transferencia 20 se retuerza o se dañe.

La línea 221 y la cadena 224 soportan el sistema 100 durante el despliegue y la retracción del sistema 100 (es decir, mientras sube y baja el sistema 100) . Sin embargo, durante las operaciones de transferencia de fluidos (en este caso, después de que el sistema 100 se implementa bajo del mar) , el sistema 100 está soportado por la cadena 224 y la plataforma 210. En particular, como se muestra en las Figuras 7, 8, y 9C, una vez el sistema 100 está dispuesto en la profundidad apropiada para las operaciones de transferencia de fluidos, la plataforma 210 es avanzada sobre la escotilla de perforación 204, la placa C 216 está asentada en el receptáculo 215, y la cadena 224 está asentada en la placa C 216. Como se muestra mejor en la Figura 9B, la placa C 216 incluye una ranura de acceso 217 alineada con la ranura 213, y se extiende desde el perímetro de la placa C 216 al centro de la placa C 216. Un hueco 218 en la placa C 216 está orientado perpendicular a la ranura 217 y atraviesa la ranura 217 próxima a su extremo interior/terminal . La ranura 217 está dimensionada y conformada para recibir un eslabón de la cadena 224 que está alineada con el mismo, pero impide que un eslabón orientado perpendicular a la misma pase a través de la misma. Por lo tanto, con el sistema 100 dispuesto en la profundidad deseada bajo el mar, la plataforma 210 se puede mover sobre la escotilla de perforación 204 para recibir la cadena 224 a través de las ranuras 213, 217. Con la cadena 224 que se extiende sustancialmente de forma vertical a través del extremo interior/terminal de las ranuras 213, 217, el cabrestante 205 disminuye ligeramente el sistema 100 para asentar un eslabón de la cadena 224 orientada perpendicular a la ranura 217 dentro del hueco 218 como se muestra en la Figura 9C, de este modo transfiriendo el peso del sistema 100 de la línea 221 a la plataforma 210. Para asegurar que la cadena 224 permanezca asentada en el hueco 218 durante las operaciones de producción, una placa o miembro de restricción 219 se monta en la placa C 216 y se extiende a través de la ranura 217 para evitar que la cadena 224 de forma inadvertida pase a través y salga de la ranura 217. Una vez que la carga del sistema 100 se transfiere desde la línea 221 a la plataforma 210, la línea 221 puede ser desconectada de la cadena 224 para el resto de las operaciones de transferencia de fluidos. También debe ser apreciado que una vez que la cadena 224 está asentada en la placa 216 C y está soportada por la plataforma 210 para las operaciones de transferencia de fluido, la flexibilidad moderada de la cadena 224 permite la puesta en veleta del buque 200.

El obenque de desconexión mecánico 240 se muestra también en las figuras 10 y 11. Como se describió anteriormente, el obenque de desconexión 240 se utiliza para jalar las varillas 147 hacia arriba para levantar la placa de liberación 141 y los pernos 153 acoplados a la misma, de este modo liberando mecánicamente el conector de buje 152 del buje 151. En esta modalidad, el obenque de desconexión 240 incluye un par de cables de acero o cables 241 que se extienden entre la línea 221 (después de la desconexión de la cadena 224) y las varillas 147. Más específicamente, cada cable de acero 241 tiene una parte superior 241a extremo acoplada al extremo de la línea 221 y un extremo inferior 242b acoplado a una varilla 147. En esta modalidad, las líneas de alambre 241 se extienden a través y enganchan de forma deslizante una pluralidad de miembros guía 236 que se extienden lateralmente desde el miembro base 231 del ensamble de soporte 230. Con la cadena 224 asentada en la placa C 216 y la plataforma que soporta el peso del sistema 100 y la línea 221 conectada con los cables de acero 241, el cabrestante 205 y la línea 221 se puede utilizar para jalar los cables de acero 241, las varillas 147, la placa 141, y los pernos 153 hacia arriba para accionar mecánicamente el conector de buje 152 para soltar y liberar el buje 151. Como se muestra mejor en la Figura 8, como una característica de seguridad adicional, esta modalidad también incluye un tope 242 montado de forma segura a la línea 221 por encima de la plataforma 210. Por lo tanto, en caso de que la cadena 224 se rompa, el sistema 100 comienza a hundirse, y el cabrestante 205 no está conectado a la línea 221 o de lo contrario no puede aplicar tensión a la línea 221, el tope 242 acoplará una ranura en la cubierta 212 a través de la cual pasa la línea 221, de este modo permitiendo que el peso del sistema 100 accione mecánicamente el conector de buje 152 desenganche y libere el buje 151 a través de las líneas 221, cables de acero 241, varillas 147, placa 141, y pernos 153. Por lo tanto, en esta modalidad, el conector de buje 152 puede ser accionado mecánicamente para desenganchar y liberar el buje 151 jalando hacia arriba sobre la línea 221 con el cabrestante 205 o por el peso del sistema 100 en el caso que la cadena 224 se rompa y el sistema 100 comience a hundirse. En otras modalidades, un actuador lineal se puede utilizar para accionar mecánicamente el conector de buje (por ejemplo, conector de buje 152) para desenganchar y liberar el buje (por ejemplo, el buje 151) . Por ejemplo, el actuador lineal puede tener un extremo inferior conectado a los cables de acero 241 y un extremo superior conectado para soportar el ensamble o grillete que conecta la cadena de conexión 224 a la línea 221 (siempre que la línea 221 no se ha desconectado de la cadena 224) . Por lo tanto, cuando el actuador lineal es accionado para conectar linealmente, los cables de acero 241, las varillas 147, la placa 141, y los pernos 153 son jalados hacia arriba para accionar mecánicamente el conector de buje 152 para desenganchar y liberar el buje 151.

Las figuras 12-15 ilustran vistas secuenciales de una modalidad de un método para el sistema de ensamble 100 sobre la plataforma 210 sobre la escotilla de perforación 204. En la Figura 12 se muestra, un elevador independiente rígido (FSR) 30 y la conexión flexible 10 acoplada al mismo; en las figuras 13 y 14, el extremo libre de la conexión 10 se muestra levantado y soportado por la plataforma 210, en la Figura 15, el LVA 160 se muestra conectado a la conexión 10 sobre la plataforma 210, y en la Figura 16, el UVA 110 se muestra conectado al LVA 160 en la plataforma 210.

Haciendo referencia primero a la Figura 12, se muestra el buque 200 descrito moviéndose hacia un segundo buque 300 tal como un buque flotante de producción, de almacenaje y descarga (FPSO, por sus siglas en inglés) . El buque 200 lleva los componentes del sistema 100, así como el hardware para implementar, operar, y recuperar el sistema 100. Los hidrocarburos recibidos por el buque 200 pueden ser procesados y almacenados en el buque 200 y/o transferidos al buque 300 para el procesamiento o almacenamiento. El FSR 30 incluye un ensamble de elevador superior 31, un elemento de flotabilidad 32 acoplado al ensamble 31 y una conexión de cuello de cisne 33 que se extiende desde el ensamble 31. La conexión flexible 10 descrita previamente está conectada a la conexión de cuello de cisne 32 y se sujeta al costado del elevador 30. En esta modalidad, el extremo libre 10a de la conexión 10 comprende una brida de conexión 11 que está conectada a una bobina de fijación 330. La bobina 330 tiene una brida anular 331 en un extremo y una brida anular de fijación 332 en el extremo opuesto conectado a la brida 11. Como se describirá en más detalle a continuación, durante el ensamble del sistema 100 y el acoplamiento del sistema 100 a la conexión 10, la brida de fijación 332 es asentada en el receptáculo 215 de la plataforma 210. Una herramienta de retracción de conexión 320 está acoplada a la bobina de fijación 330. En esta modalidad, la herramienta de retracción 320 es un cabezal de abandono y retracción (A R) convencional que tiene un primer extremo 320a que comprende un grillete 321 y un segundo extremo 320b que comprende una brida anular 322 acoplada a la brida 331 con una placa adaptadora 340.

Haciendo referencia ahora a las Figuras 12 y 13, para recuperar la conexión 10, la escotilla de perforación 204 se coloca generalmente sobre el FSR 30 y la plataforma 210 se retrae de la escotilla de perforación 204. Después, el obenque 220 se baja a través de la escotilla de perforación 204 a través del cabrestante 205 y la línea 221 a una posición de la herramienta de retracción próxima 320. Uno o más ROVs submarinos entonces pueden sujetar la herramienta 320 y conectarla al obenque 220 con el grillete 321.

Con la herramienta de retracción 320 acoplada firmemente al obenque 220, el cabrestante 205 y la línea 220 levanta el obenque 220, la herramienta de fijación 320, la brida de fijación 330, y el extremo de la conexión 10a hacia arriba a través de la escotilla de perforación 204 a una altura ligeramente sobre la plataforma retraída 210. A continuación, la plataforma 210 se hace avanzar a lo largo de los soportes 211 sobre la escotilla de perforación 204. La ranura 213 está generalmente alineada con la conexión 10 de tal manera que la conexión 10 es recibida de forma deslizable por la ranura 213 mientras que la plataforma 210 avanza sobre la escotilla de perforación 204. La plataforma 210 se hace avanzar hasta que la conexión 10 se extiende a través del extremo terminal interior de la ranura 213.

El cabrestante 205 y la línea 220 a continuación bajan el obenque 220, y la herramienta 320 y la bobina de fijación 330 hacia abajo hasta que la brida de fijación 332 está asentada en el receptáculo 215, como se muestra en la Figura 13, de este modo transfiriendo la carga de la conexión 10, la herramienta 320, y la bobina de fijación 330 soportada por la plataforma 210. Como se muestra mejor en la Figura 14, con la conexión 10 y la bobina de fijación 330 soportada por la plataforma 210, la herramienta de retracción 320 y la placa adaptadora 340 son desacopladas y retiradas de la bobina de fijación 330 con el obenque 220, de este modo preparando la bobina de fijación 330 para la conexión al LVA 160.

Haciendo referencia ahora a las Figuras 14 y 15, el LVA 160 se baja sobre la bobina de fijación 330 y se acopla a la misma con bridas correspondientes 172, 331. En esta modalidad, el LVA 160 se levanta y se mueve sobre la plataforma 210 y la bobina de fijación 330 con el obenque 220 descrito anteriormente. Por ejemplo, un adaptador que comprende un conector de buje 152 puede estar acoplado a la cadena 224 con un grillete, y conectado de modo liberable al buje 151 para levantar y colocar el LVA 160, y una vez que el LVA 160 está asegurado a la bobina 330, el conector de buje 152 del adaptador puede ser desacoplado y retirado del LVA 160, de ese modo dejando el eje hacia arriba 151 expuesto para la conexión posterior al conector de buje 151.

Haciendo referencia ahora a la figura 16, el UVA 110 se baja sobre el LVA 160 y acoplado al mismo con el conector de buje 152, de este modo completando el ensamble del sistema 100, que está acoplado a la conexión 10 que se extiende desde la plataforma 210. En esta modalidad, el UVA 110 se levanta y se mueve sobre la plataforma 210 y el LVA 160 con el obenque 220 descrito anteriormente. Se debe apreciar que las líneas hidráulicas 126 se extienden desde la HPU 206 en la línea de alimentación 127 están conectadas preferiblemente al UVA 110 antes de colocar el buje 151 dentro de conector 152 de manera que la HPU 206 y las líneas correspondientes 126 pueden ser utilizadas para accionar el conector de buje 152 para acoplar y bloquear el buje 151. Antes, durante, o después de conectar el UVA 110 al LVA 160 en la plataforma 210, pero preferiblemente antes de la implementación bajo el mar, la conexión de cuello de cisne 105 está conectada para bloquear el codo 112; la línea de transferencia de fluido 20 está conectada a la conexión de cuello de cisne 105; y el obenque de desconexión mecánica 240 y está acoplado a las varillas 147.

Después, el sistema 100 se eleva desde la plataforma 210 y es soportado con el obenque de despliegue/retracción 220 y la plataforma 210 se retira de la escotilla de perforación 204 y el sistema 100. Una vez que se logra la suficiente separación entre el sistema 100 y la plataforma 210, el sistema 100 se baja con el obenque 220 a través de la escotilla de perforación 204 en el mar y las operaciones de transferencia de fluido pueden comenzar. Durante tales operaciones de transferencia de fluido, el sistema 100 puede estar soportado por la cadena 224 y la plataforma 210 como se ha descrito anteriormente. Es decir, una vez que el sistema 100 está dispuesto en la profundidad apropiada para las operaciones de transferencia de fluido, la plataforma 210 se hace avanzar sobre la escotilla de perforación 204, la placa C 216 está dispuesta en el receptáculo 215, y la cadena 224 se asienta en el hueco de acoplamiento 218 como se muestra en las Figuras 8 y 9C, transfiriendo de este modo el peso del sistema 100 a la plataforma 210. Una vez que la carga del sistema 100 se realiza por la plataforma 210, la línea 221 se puede desconectar de la cadena 224 y conectada al obenque de desconexión mecánico 240 para el resto de las operaciones de transferencia de fluido.

En el caso de que el buque 200 necesite ser movido lejos del FSR 30 (por ejemplo, en previsión de un huracán), el UVA 110 se puede desconectar del LVA 160 accionando el conector de buje 152 para liberar el eje 151. Como se describió anteriormente, el conector de buje 152 puede ser accionado para liberar el buje 151 hidráulicamente a través de las líneas 126 o mecánicamente con el obenque 240. Una vez que el conector 152 libera el buje 151, el UVA 110 puede ser recuperado a la plataforma 210 y el buque 200 con el obenque 220 y el 160 LVA está libre de caer por su propio peso.

Puesto que el UVA 110 y el LVA 160 separan las líneas hidráulicas 126 conectadas al actuador 124 del LVA 160 se cortan con el sistema 180. Sin embargo, el LVA 160 no cae al fondo del mar, puesto que está acoplado a la conexión 10, que en combinación con el FSR 30, soporta el peso del LVA 160. Durante la desconexión del UVA 110 y el LVA 160, y el corte de líneas 126, la válvula a prueba de cierre 123 del LVA 160 está inclinada cerrada, de ese modo restringiendo y/o previniendo la fuga de fluidos de hidrocarburos en el mar circundante. Además, el cierre de las válvulas 123 del UVA 110 restringe y/o previene la fuga de fluidos de hidrocarburos en la línea de transferencia 20. Para reanudar las operaciones de transferencia de fluido, la escotilla de perforación 204 se coloca generalmente sobre el FSR 30 y la plataforma 210 se retira de la escotilla de perforación 204. Después, el obenque 220 se baja a través de la escotilla de perforación 204 a través del cabrestante 205 y la línea 221 a una posición próxima al LVA 160 bajo el mar acoplado a la conexión 10. El obenque 220 se conecta después al LVA 160 y se utiliza para jalar el LVA 160 a través de la escotilla de perforación 204. Uno o más ROVs submarinos pueden facilitar la conexión submarina del LVA 160 y el obenque 220. La plataforma 210 se hace avanzar a través de la escotilla de perforación 204 generalmente por debajo del LVA 160 y la bobina de fijación 330 acoplada al mismo, y el LVA 160 se baja con el obenque 220 para asentar la brida de fijación 332 en el receptáculo 215. Después, el UVA 110 es montado al LVA 160 en la plataforma 210 con el buje 151 y el conector de buje 152, como se describió anteriormente. Con el sistema 100 totalmente ensamblado en la plataforma 210, puede ser desplegado bajo el mar de la misma manera como se describió previamente .

Haciendo referencia ahora a la Figura 17, los diversos componentes del sistema de transferencia de fluido 100 y el hardware relacionado necesario para el despliegue del sistema 100 preferiblemente son almacenados e inventariados juntos para facilitar el transporte y almacenamiento. En esta modalidad, un kit 400 para desplegar rápidamente el sistema 100 incluye el UVA 110, el LVA 160, el cabrestante 205 y la línea asociada 221, la plataforma 210, la placa C 216, la placa de soporte de mesa giratoria 217 para acoplar la polea 223 a la cubierta superior 203, la polea de cubierta 222, la polea suspendida 223 y la línea de suspensión correspondiente, el ensamble de soporte 230 montado a la cadena 224, las silletas de cubierta 208, dos HPUs 206, la línea de alimentación 127 y las líneas hidráulicas asociadas 126, las líneas de transferencia de fluido 20, y el sistema de control hidráulico 209. Las HPUs 206 pueden proporcionar energía para ensamblar e instalar los diversos componentes del kit 400. Por consiguiente, el kit 400 puede ser descrito como auto contenido, el cual mejora la versatilidad y capacidad de intercambio del kit 400 para su uso en una variedad de diferentes buques. Equipo adicional también puede ser incluido en el kit 400, incluyendo, sin limitación, el equipo y las herramientas de obenque (por ejemplo, grilletes, barras de manivela, palancas, pernos en U, cadenas, tornillos y similares), el obenque de desconexión mecánico 240, etc. Ciertos componentes pueden ser empaquetados dentro del kit 400. Por ejemplo, en esta modalidad, el LVA 160, el UVA 110, y el ensamble de soporte 230 están cada uno alojados en un marco auxiliar de transporte e instalación, y la línea de transferencia 20 y la línea central 127 están alojadas cada uno en una cesta de transporte.

En la forma descrita, las modalidades descritas en este documento pueden ser utilizadas para establecer, desconectar y volver a establecer el flujo de fluido desde un elevador independiente submarino. Los sistemas de transferencia de fluidos y métodos descritos proporcionan una conexión manejable y controlable entre un sistema de suministro de subsuelo que contiene fluidos de hidrocarburos (por ejemplo, FSR 30) y un buque de proceso o contención superficial (por ejemplo, buque 200), mientras que proporciona capacidades de cierre de emergencia. Por consiguiente, las modalidades descritas en este documento pueden ser particularmente útiles en entornos en donde las condiciones meteorológicas extremas pueden limitar la capacidad de un buque superficial para permanecer en el lugar, o en donde el propio buque superficial se encuentra en una situación de emergencia que requiere apartarse del campo en un período de tiempo relativamente corto. Además, las capacidades de desconexión descritas en este documento ofrecen el potencial de contener de forma segura y aislar los fluidos de hidrocarburos tanto en el FSR acoplado al LVA y la línea de transferencia acoplada al UVA, así como reducir la cantidad de tiempo requerido para desconectar y alejarse de la ubicación de conexión. Por ejemplo, la inclusión del conector 150 permite que el UVA 110 y el 160 LVA sean desconectados rápidamente (hidráulicamente o mecánicamente) en menos de 90 segundos. Además, durante la desconexión del UVA 110 y el LVA 160, el cierre de las válvulas 123 restringe y/o evita el flujo de fluidos de hidrocarburos en el mar circundante a través de la línea de transferencia 20 y la conexión 10, respectivamente.

Otra ventaja potencial de las modalidades descritas en este documento es el diseño autónomo, que puede proporcionar capacidad de intercambio entre los buques y el despliegue y retracción rápidos. Por ejemplo, aunque el sistema 100 y el kit 400 se describen como que son almacenados y desplegados de un barco de perforación, en general, el sistema 100 y el kit 400 pueden ser almacenados y desplegados desde cualquier buque marino tal como una plataforma marina u otro tipo de barco. Como otro ejemplo, el sistema 100 y el kit 400 pueden ser transportados a un buque marino, eliminando así la necesidad de que el buque marino baje a tierra. En consecuencia, las modalidades descritas en este documento pueden mejorar la capacidad operativa de varios buques, que previamente hayan tenido suficiente tiempo de instalar y desmantelar para operar en un modo de tomar hidrocarburos a bordo. Además, el diseño modular, el tamaño compacto y el peso relativamente ligero del sistema 100 permite que sea implementado y levantado por grúas convencionales comúnmente dispuestas en muchos buques marinos rápidamente.

Aunque el sistema 100 se muestra y describe en conexión con el FSR 30, en general, las modalidades descritas en este documento pueden ser utilizadas en conexión con otro componente o dispositivo submarino, tales como elevadores flexibles, bloqueadores de erupción (BOP, por sus siglas en inglés), bombas, colectores, tuberías de transferencia, paquetes de tubería vertical marina inferiores (LMRP, por sus siglas en inglés) , ensambles elevadores inferiores (LRA, por sus siglas en inglés), ensambles elevadores superiores (URA, por sus siglas en inglés), y similares. Aunque el despliegue del sistema de transferencia de fluido 100 se facilita con uno o más ROVs submarinos, en general, cualquier vehículo bajo el agua adecuado (por ejemplo, ROVs, vehículos submarinos autónomos, submarinos, y similares) puede ser utilizado. Además, aunque el sistema 100 se muestra y se describe como la producción de fluidos de hidrocarburos a partir del FSR 30 al buque 200, el sistema 100 también puede ser utilizado para transferir fluidos de un buque (por ejemplo, buque 200) a un componente submarino (por ejemplo, FSR 30) .

Aunque se han mostrado y descrito modalidades preferidas, modificaciones de las mismas pueden ser hechas por una persona experimentada en la técnica sin apartarse del alcance o enseñanzas en este documento. Las modalidades descritas en este documento son solamente ejemplares y no son limitantes. Muchas variaciones y modificaciones de los sistemas, aparatos, y los procedimientos descritos en este documento son posibles y están dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, las dimensiones relativas de varias partes, los materiales de los que están hechas las distintas partes, y otros parámetros se pueden variar. En consecuencia, el alcance de protección no se limita a las modalidades descritas en este documento, pero sólo está limitada por las reivindicaciones que siguen, el alcance de las cuales deberá incluir todos los equivalentes de la materia objeto de las reivindicaciones. A menos que se indique expresamente lo contrario, los pasos en una reivindicación de método se pueden realizar en cualquier orden. La recitación de los identificadores , tales como (a), (b) , (c) o (1), (2), (3), antes de los pasos en una reivindicación de método no pretenden y no especifican un orden particular a los pasos, sino que más bien se utilizan para simplificar la posterior referencia a tales pasos.

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 (29)

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

1. Un sistema para transferir fluidos desde un elevador independiente a un buque superficial, caracterizado porque comprende : un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula que tiene un extremo superior, un extremo inferior opuesto al extremo superior, un orificio de flujo que se extiende entre el extremo superior y el extremo inferior, y una primera válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través del orificio de flujo de la primera bobina de válvula, en donde el orificio de flujo de la primera bobina de válvula tiene una salida en el extremo superior configurada para suministrar fluidos al recipiente superficial y una entrada en el extremo inferior; un segundo ensamble de válvula acoplado de forma liberable al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente, en donde el segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobina de válvula que tiene un extremo superior, un extremo inferior opuesto al extremo superior, un orificio de flujo que se extiende entre el extremo superior y el extremo inferior, y una segunda válvula de aislamiento configurada para controlar el flujo de fluidos a través del orificio de flujo de la segunda bobina de válvula, en donde el orificio de flujo de la segunda bobina de válvula tiene una salida en el extremo superior y una entrada en el extremo inferior configurada para recibir fluidos del elevador independiente; un obenque de despliegue/retracción acoplado al primer ensamble de la válvula y configurado para suspender el primer ensamble de válvula y el segundo ensamble de válvula desde el buque superficial; en donde el orificio de flujo de la segunda bobina de válvula está en comunicación fluida con el orificio de flujo de la primera bobina de válvula; en donde cada válvula de aislamiento tiene una posición abierta que permite el flujo de fluido a través de la misma y una posición cerrada que restringe el flujo de fluido a través de la misma, en donde cada válvula de aislamiento es inclinada a la posición cerrada.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera válvula de aislamiento y la segunda válvula de aislamiento son ambas válvulas accionadas hidráulicamente .

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera bobina de válvula incluye una tercera válvula de aislamiento adyacente a la primera válvula de aislamiento, en donde la tercera válvula de aislamiento está configurada para controlar el flujo de fluidos a través del orificio de flujo de la primera bobina de válvula.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una línea de transferencia de fluido acoplada al extremo superior de la primera bobina de válvula y en comunicación fluida con el orificio de flujo de la primera bobina de válvula, en donde la línea de transferencia de fluido está configurada para transferir fluidos entre el primer ensamble de válvula y un buque superficial.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el conector accionado hidráulicamente comprende un conector de buje accionado hidráulicamente acoplado al extremo inferior de la primera bobina de válvula y un buje correspondiente acoplado al extremo superior de la segunda bobina de válvula.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además un sistema de liberación mecánico configurado para desconectar mecánicamente el conector de buje desde el buje.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema de liberación mecánico incluye una placa de liberación y por lo menos una varilla, en donde la placa de liberación está acoplada a una pluralidad de pernos de liberación que se extienden desde el conector de buje y por lo menos una varilla.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer ensamble de válvula incluye un primer actuador hidráulico acoplado a la primera bobina de válvula y configurado para la transición de la primera válvula de aislamiento a la posición abierta; y en donde el segundo ensamble de válvula incluye un segundo actuador hidráulico acoplado a la segunda bobina de válvula y configurado para la transición de la segunda válvula de aislamiento a la posición abierta.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el segundo ensamble de válvula incluye un ensamble auxiliar de accionamiento de válvula acoplado a la segunda bobina de válvula y configurado para proporcionar potencia hidráulica para la transición de la segunda válvula de aislamiento a la posición cerrada.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además un sistema de corte de línea hidráulica configurado para cortar una o más líneas hidráulicas conectadas al segundo actuador hidráulico durante la desconexión del ensamble de válvula superior del ensamble de la válvula inferior.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sistema de corte de la línea hidráulica incluye un alojamiento externo acoplado al ensamble de válvula superior y un miembro de corte acoplado al ensamble de válvula inferior y dispuesto de manera deslizante en un receptáculo del alojamiento; en donde el alojamiento incluye una pluralidad de ventanas que se extienden a través del mismo y configurado para recibir las líneas hidráulicas ; en donde el miembro de corte incluye una pluralidad de ventanas que se extienden a través del mismo y configurado para recibir las líneas hidráulicas; en donde cada ventana del miembro de corte tiene un borde superior que comprende una cuchilla configurada para cortar una o más líneas hidráulicas que se extienden a través del mismo.

12. Un método caracterizado porque comprende: (a) ensamblar un sistema de transferencia de fluido en un buque superficial, en donde el sistema de transferencia de fluido incluye un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula con una primera válvula de aislamiento accionada hidráulicamente y un segundo ensamble de válvula de forma liberable acoplado al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente, en donde el segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobina de válvula con una segunda válvula de aislamiento accionada hidráulicamente ; (b) acoplar una línea de transferencia de fluido que se extiende desde el buque al sistema de transferencia de fluido; (c) acoplar el sistema de transferencia de fluido a una conexión que se extiende desde un elevador independiente; (d) bajar el sistema de transferencia de fluido a través de una escotilla de perforación en el buque superficial en el mar; (e) fluir fluidos de hidrocarburo desde el elevador independiente a través de la conexión, el sistema de transferencia de fluido, y la línea de transferencia de fluido al recipiente.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque (c) se lleva a cabo antes de (d) .

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque (a) comprende: (al) colocar el segundo ensamble de válvula en una plataforma movible acoplada al buque; (a2) acoplar el primer ensamble de válvula al segundo ensamble de válvula en la plataforma con el conector accionado hidráulicamente.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque (c) comprende: (el) colocar la plataforma en la escotilla de perforación; (c2) levantar un extremo libre de la conexión a la plataforma; (c3) acoplar la conexión al segundo ensamble de válvula durante (al) .

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque (d) comprende: (di) acoplar un obenque de implementación/retracción al sistema de transferencia de fluido; (d2) elevar el sistema de transferencia de fluido desde la plataforma con el obenque de implementación/retracción; (d3) retirar la plataforma; (d4) bajar el sistema de transferencia de fluido a través de la escotilla de perforación con el obenque de implementación/retracción.

17. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende: (f) accionar hidráulicamente el conector para desconectar el primer ensamble de válvula del segundo ensamble de válvula submarino después de (e) .

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además comprende: (g) levantar el primer ensamble de válvula a través de la escotilla de perforación después de (f) .

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende: (h) cortar una o más lineas hidráulicas conectadas al segundo ensamble de válvula durante (g) .

20. Un sistema para producir fluidos de una fuente submarina a un buque superficial que tiene una cubierta, caracterizado porque comprende: una plataforma configurada para ser movible acoplada a la cubierta del buque; un sistema de transferencia de fluido configurado para ser suspendido del buque con un obenque de implementación/retracción, en donde el sistema de transferencia de fluido incluye un primer ensamble de válvula que incluye una primera bobina de válvula con una primera válvula de aislamiento y un segundo ensamble de válvula acoplado de forma liberable al primer ensamble de válvula con un conector accionado hidráulicamente, en donde el segundo ensamble de válvula incluye una segunda bobina de válvula con una segunda válvula de aislamiento ,- en donde cada válvula de aislamiento tiene una posición abierta que permite que el flujo fluya a través del ensamble de válvula y una posición cerrada que restringe el flujo de fluido a través del ensamble de válvula ,- un obenque de desconexión acoplado al conector accionado hidráulicamente, en donde el obenque de desconexión está configurado para desconectar mecánicamente el primer ensamble de válvula de la segunda válvula; una línea de alimentación que incluye una pluralidad de líneas hidráulicas que se extienden desde el buque hasta el sistema de transferencia de fluido; una línea de transferencia de fluido que se extiende desde el buque hasta el sistema de transferencia de fluido.

21. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque cada válvula de aislamiento es una válvula accionada hidráulicamente.

22. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el ensamble de válvula incluye una tercera válvula de aislamiento adyacente a la primera válvula de aislamiento.

23. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el conector accionado hidráulicamente comprende un conector de buje accionado hidráulicamente acoplado al primer ensamble de válvula y un buje correspondiente acoplado al segundo ensamble de válvula.

24. El sistema conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema de transferencia de fluido incluye un sistema de liberación mecánico acoplado al obenque de desconexión, en donde el sistema de liberación mecánico incluye una placa de liberación y por lo menos una varilla, en donde la placa de liberación está acoplado a una pluralidad de pernos de liberación que se extienden del conector de buje y por lo menos una varilla.

25. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el primer ensamble de válvula incluye un primer actuador hidráulico configurado para la transición de la primera válvula de aislamiento a la posición abierta; y en donde el segundo ensamble de válvula incluye un segundo actuador hidráulico configurado para la transición de la segunda válvula de aislamiento a la posición abierta.

26. El sistema conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el segundo ensamble de válvula incluye un ensamble auxiliar de accionamiento de válvula configurado para proporcionar potencia hidráulica para las transiciones de la segunda válvula de aislamiento a la posición cerrada.

27. El sistema conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque comprende además una bobina de fijación acoplada al segundo ensamble la válvula y configurada para ser acoplada a una conexión que se extiende desde un elevador independiente, en donde la bobina de fijación incluye una brida de fijación configurada para acoplar la plataforma.

28. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el obenque de implementación/retracción incluye un cabrestante, un cable que se extiende desde el cabrestante sobre una polea, y una cadena acoplada al cable.

29. El sistema conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además comprende un ensamble de soporte montado a la cadena, en donde el ensamble de soporte incluye un primer miembro de soporte arqueado que soporta la línea de alimentación y un segundo miembro de soporte arqueado que soporta la línea de transferencia de fluido.