WO2016201531A1 - Intervention and installation system for at least one production flow and elevation device inside at least one production riser in a floating production unit - Google Patents

Intervention and installation system for at least one production flow and elevation device inside at least one production riser in a floating production unit Download PDF

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WO2016201531A1
WO2016201531A1 PCT/BR2015/000088 BR2015000088W WO2016201531A1 WO 2016201531 A1 WO2016201531 A1 WO 2016201531A1 BR 2015000088 W BR2015000088 W BR 2015000088W WO 2016201531 A1 WO2016201531 A1 WO 2016201531A1
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riser
production
intervention
unit
gas
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PCT/BR2015/000088
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Inventor
Roberto Rodrigues
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Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/36Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for floating cargo
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01Risers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells

Definitions

  • the present invention relates to an artificial lifting system and production flow guarantee for subsea oil wells. More specifically, the invention relates to the assembly of equipment within production risers of FPSO type floating production units.
  • PI 0109766-0 it is also proposed to install a BCS above a wet Christmas tree, ANM, descended into a riser.
  • ANM wet Christmas tree
  • the riser is vertical, ie without curvature, and has a motion compensation system, making it difficult to apply in systems Floating Production Storage and Offloading.
  • US8087464 proposes a balcony-like structure installed on the side of an FPSO for supporting and exchanging BCS-type pumps for subsea pumping module systems.
  • the current state of the art lacks a system that facilitates the installation / replacement / repair of equipment within a set of risers, in particular pumps, line heating or depressurization equipment, in floating production systems.
  • FPSO type Infrared Synchronization
  • the main object of the present invention is to provide a system of intervention and installation of equipment within a set of risers in floating production units without requiring the use of high cost naval resources.
  • the present invention provides an intervention and installation system of at least one production lifting and lifting equipment within at least one production riser in an FPSO floating production unit. where at least one intervention and installation equipment is supported on a sliding frame that moves easily over the top of the production riser assembly.
  • Lifting and lifting equipment installed within the risers may comprise at least one of: a pump; a BCS; an electric heater; a gas arbor // ' #; and a jet bomb.
  • Intervention and installation equipment may comprise at least one of: a probe; a flexible tube unit; a wire unit; an overhead crane; and a crane.
  • h-riser geometry is still proposed in order to facilitate the accommodation of one or more hoisting and lifting equipment within the production risers.
  • Figure 1A illustrates a view of a floating production unit in accordance with an optional embodiment of the present invention.
  • Figure 1B illustrates a front cross-sectional view of the floating production unit shown in Figure 1A.
  • FIG. 2A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS pump with a Shroud's inverted flow controller is installed with a production column inside a riser.
  • Figure 2B illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a shroudless BCS pump is installed with a production column within a riser.
  • Figure 2C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein the production column and power cable elements are integrated into a single circular structure.
  • Figure 3A illustrates an optional embodiment of the present invention in which a BCS pump is installed within a riser with the aid of a reinforced electrical cable.
  • Figure 3B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS pump is installed within a riser with the aid of a reinforced power cable, where the power cable is positioned externally to the riser.
  • Figure 4A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein an electric heating system is installed within a riser.
  • Figure 4B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a flexible duct system having a lift gas chuck is installed within a riser.
  • Figure 5A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS type pump is installed within a riser and is driven by a rod.
  • Fig. 5B illustrates a view of a variant configuration of Fig. 5A wherein the rod is driven by a higher power motor.
  • Figure 5C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a concentric double hose system is installed together with a jet pump within a riser.
  • Figure 6A illustrates an optional configuration of a split vertebra element in its open position.
  • Figure 6B illustrates an optional configuration of a split vertebra element in its closed position.
  • Figure 6C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a split vertebra type elements are installed in three risers.
  • Figure 7 illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a pocket type h riser is adopted.
  • Figure 8 illustrates an optional embodiment of the present invention in which a pocketless h-type riser 6o is adopted.
  • the present invention relates to an intervention and installation system of at least one production lifting and flowing equipment within a set of production risers in a floating production unit with a counter where production risers are hung.
  • the counter comprises a sliding system, which is supported by at least one intervention and installation equipment, such as a probe, hose assembly and wire unit, which can move over the top of the production riser assembly.
  • intervention and installation equipment such as a probe, hose assembly and wire unit
  • a single sliding system preferably a rail structure, enables the installation of production equipment within a set of production risers, so that such production equipment may comprise at least one of BCS, electric heater, lift gas chuck, jet pump, hydraulically driven pump among others.
  • the operation of installation of production equipment can be performed from a system comprised within the FPSO itself, without waiting for the availability and movement of vessels. dramatically reducing the time and costs of BCS replacement operations.
  • the risers which is positioned above the counter, horizontal or conventional dry Christmas trees are installed, with or without the adoption of production heads.
  • the production columns are supported by hangers, so that Christmas tree exits are used to send the produced oil to an oil separation plant.
  • the invention provides a slide-supported rail structure positioned above the counter.
  • this structure is installed at least one intervention equipment with technology similar to those used for well intervention, such as probe, hydraulic unit, flexible tube unit and wire unit.
  • intervention equipment such as probe, hydraulic unit, flexible tube unit and wire unit.
  • other equipment such as crane and crane can be added to work in conjunction with the sliding frame to facilitate equipment movement.
  • production risers where production equipment is based, may have either conventional (catenary) geometry or h-geometry with or without rathole.
  • the invention described herein comprises mounting equipment inside suspended risers on counters of floating production units, such as FPSO.
  • Figure 1A illustrates a view of a floating production unit 1 according to an optional embodiment of the present invention
  • Figure 1B illustrates a front cross-sectional view of the floating production unit 1 shown in Figure 1A
  • the floating production unit 1 of the present invention comprises a counter 6 provided with intervention systems supported by a sliding rail system 50 for the installation of lift and flow equipment within riser assembly 49, wherein intervention systems they may be a probe 7 and / or a hose assembly 8 and / or a wire assembly 19, among others.
  • intervention systems may be a probe 7 and / or a hose assembly 8 and / or a wire assembly 19, among others.
  • anchor lines 3 torch 5 set of production risers 49.
  • the invention also provides a short riser element 32 used for controlled atmosphere storage and testing which can be used for pre-testing the operation of used BCS assemblies.
  • the dried Christmas tree 13 is of the horizontal type, however in alternative configurations. , a conventional dry Christmas tree may be adopted.
  • the dried Christmas tree 13 comprises a production outlet 9 through which the hydrocarbons produced by the oil well flow, which are directed to a separation and production unit 4. Also shown in the Figure is the illustrative element: sea surface 36.
  • intervention systems such as probe 7, flexible tube unit 8 and wire unit 19, are installed on a sliding system 50, preferably a rail 20, so that such intervention systems can be moved over the intervention heads of each riser 2.
  • the intervention heads are devices known in the state of the art that have the function of facilitating interventions in risers 2, such as descent and installation of equipment, similar to those performed in wellheads. with dry completion.
  • the intervention heads can be used to assist in the installation of a pump, optionally a BCS, inside the risers.
  • FIG. 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B and 5C illustrate various mounting configurations of a riser pump with column without column, with flexible column, with integrated umbilical flexible column, with cable, with rod, with gas separation, without separation, etc.
  • the pump can be installed in any relative position, even in the horizontal section of a catenary riser.
  • FIG. 2A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS type 14 pump is installed inside a riser 2 so that the BCS 14 is powered by an electrical power cable 15 and connects to a a production column 16.
  • the riser 2 is further connected to a dry christmas tree 13 which comprises a production outlet 9 through which pumped oil from the well which flows to the separation and production unit 4 flows. of floating production unit 1.
  • a horizontal dry Christmas tree 13 is adopted.
  • gas separation and accumulation usually occurs, so that the gas outlet 27 and its control valve 28, both in the spindle 13, are used for gas withdrawal control.
  • the production takes place with liquid gas separation.
  • the dried Christmas tree may comprise one or more shunt valves 11, which allow the flow to the production line 9 to be blocked when desired.
  • a gas removal automation, control and optimization system (not shown in the figure) can perform an optimization of the amount of gas drawn from the gas outlet 27 and its control valve 28 and may even operate in non-separation mode if this is the best condition for a given production scenario.
  • a dynamic or static gas and liquid separator 30 is installed in suction 24 of BCS 14 to intensify the liquid gas separation.
  • the gas and liquid separator 30 is of the inverted tube type.
  • column hanger 29 and marine soil 26.
  • Figure 2B illustrates a variant embodiment of that illustrated in Figure 2A, wherein a configuration is adopted wherein the riser 2 is connected to a conventional Christmas tree 10, so that a production head is required. 12 connecting riser 2 to the Christmas tree 10.
  • the gas and liquid separator 30 shown in Figure 2A is deleted.
  • Figure 2C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein the production column elements 16 and electrical power cable 15 are integrated into a single umbilical circular flexible structure 31, facilitating their surface handling by a single winding reel.
  • Figure 3A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, wherein a BCS 15 is installed within riser 2 with the aid of the 15.
  • a locking element 17 and seal (optionally a packer) is used to lock the BCS 14 set in its ideal position inside the riser.
  • Figure 3B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, wherein a BCS 14 is installed within riser 2, wherein the power cord 15 is installed externally to riser 2.
  • the installation and removal of the BCS 14 is done with the aid of a hose assembly 8 or wire assembly 19.
  • Figure 4A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13 in which an electric heater 21 is installed within riser 2.
  • Figure 4B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, where a flexible tube 18 which is provided with a lift gas chuck 22 in its lower end is installed inside a riser (2).
  • FIG. 5A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13.
  • a BCS type 14 pump is driven by a rod 40, which is actuated by an electric motor head 41.
  • the elements: rotation amplifier 45 and pump discharge 46 are also shown.
  • Fig. 5B illustrates a variant configuration of Fig. 5A, wherein the rod 40 is driven by a higher power motor 42. In this way, a gear reducer is also used. rotation 43, as well as a rotation transmission 44, the latter coupled to the rod 40.
  • Figure 5C illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13 in which a concentric double-hose system 25 provided with a jet pump 23 in its lower end is lowered through the interior of riser 2.
  • the described configuration can be adopted for depressurization operations for hydrate mitigation purposes or even for production purposes.
  • the present invention also provides for the use of a split vertebra element 33, as illustrated in FIGS. 6A, 6B and 6C.
  • the split vertebra element 33 is made of rigid material and is configured to surround riser 2, significantly reducing flexion in the stretch where it is positioned.
  • the split vertebra 33 may comprise transverse fins that increase its stability.
  • Figure 7 illustrates an optional embodiment of the invention wherein an h-type riser 2 is adopted, wherein riser 2 comprises a substantially vertical portion so that its lower end is spaced from the sea floor.
  • riser 2 comprises a side branch 35 above its lower end, creating a rathole 48.
  • a moor 37 may be used to restrict the movement of riser 2 due to undersea currents.
  • the riser 2 vertical section can be probe-installed from the junction of pipes connected to each other by soldering and / or connector and / or thread.
  • the 2 in h riser geometry can also be used for general applications in large water slides as a way to mitigate fatigue problems, even for applications that do not require pumping inside riser 2.
  • Figure 8 illustrates a particular embodiment of the invention wherein riser 2 comprises a pocket 47 in its lower portion, such that the pocket has a substantially larger diameter than that of the riser, in particular compared to the central portions. and top of riser 2, so that pocket 47 accommodates a pump 14 and a tube-type separator 30 disposed therein.
  • riser 2 At its lower end, after pocket 47, riser 2 comprises a curved portion and a funneled mandrel 34 to allow connection to a pre-launched undersea line 39, even before anchoring. of the production unit at the location.
  • pocket 47 may be suppressed such that the vertical riser comprises substantially the same diameter throughout its length.
  • TSR tubing seal receptacler
  • the present invention provides an intervention and installation system for at least one production lifting and lifting equipment within at least one production riser 2 in a floating production unit 1, wherein a production riser assembly 49 is supported by a counter 6, where at least one intervention and installation equipment is supported on a sliding rail structure 20 which easily moves over the top of the production riser assembly 49.
  • the equipment The lift and flow system installed within the risers 2 may comprise at least one of: a pump; a BCS 14; an electric heater 21; a lift gas chuck 22; and a jet pump 23.
  • Intervention and installation equipment may comprise at least one of: a probe 7; a hose assembly 8; a wire unit 19; an overhead crane; and a crane.

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Abstract

The present invention relates to an intervention and installation system for at least one production flow and elevation device inside at least one production riser (2) in a floating production unit (1), in which at least one production riser (2) is held by a balcony (6) of the floating production unit (1), in which there is a sliding system (50) on top of the balcony (6), in which at least one intervention and installation device is supported on the sliding system (50), in which optionally the sliding system is a sliding structure on rails (20), in which the at least one intervention and installation device is supported on the sliding structure (50), in which optionally the at least one flow and elevation device may include at least one of the following: a pump, a BCS (14), an electric heater (21), a gas-lift mandrel (22) and a jet pump, and in which optionally the at least one intervention and installation device may include at least one of the following: a probe (7), a hose unit (8), a wire unit (19), an overhead crane and a hoist.

Description

"SISTEMA DE INTERVENÇÃO E INSTALAÇÃO DE PELO MENOS UM EQUIPAMENTO DE ELEVAÇÃO E ESCOAMENTO DE PRODUÇÃO NO INTERIOR DE PELO MENOS UM RISER DE PRODUÇÃO EM UMA UNIDADE DE PRODUÇÃO FLUTUANTE" "INTERVENTION AND INSTALLATION SYSTEM AT LEAST ONE PRODUCTION LIFT AND OUTLET EQUIPMENT AT LEAST ONE PRODUCTION RISER IN A FLOATING PRODUCTION UNIT"
CAMPO DA INVENÇÃO FIELD OF INVENTION
[0001] A presente invenção está relacionada a um sistema de elevação artificial e garantia de escoamento de produção de poços de petróleo submarinos. Mais especificamente, a invenção está , relacionada à montagem de equipamentos no interior de risers de produção de unidades de produção flutuantes do tipo FPSO.  [0001] The present invention relates to an artificial lifting system and production flow guarantee for subsea oil wells. More specifically, the invention relates to the assembly of equipment within production risers of FPSO type floating production units.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO BACKGROUND OF THE INVENTION
[000?] Durante o processo de produção de petróleo no mar, em eàpecial em águas profundas, diversos sistemas e equipamentos têm sido desenvolvidos para fornecer energia ao petróleo, tanto na forma' de pressão como na forma de calor, com o intuito de facilitar o seu escoamento para a superfície.  [000?] During the process of producing offshore oil, especially in deep water, various systems and equipment have been developed to provide energy to the oil in both pressure and heat form to facilitate its flow to the surface.
[0003] O uso de bombas no interior de poços de petróleo permite, quando aplicável, aumentar a produção do poço. No entanto, tais equipamentos têm uma taxa de falhas alta, na média da ordem de 1 falha a cada dois 2 anos para bombas centrífugas i  The use of pumps inside oil wells allows, where applicable, to increase well production. However, such equipment has a high failure rate, averaging about 1 failure every two 2 years for centrifugal pumps i.
submersas, BCS, o tipo mais usado. Falhas em poços submarinos de í BCS, the most commonly used type. Underwater wells failures
completação molhada requerem intervenção para manutenção com altos custos, já que são necessárias: a interrupção da produção, a retirada da coluna de produção e respectiva bomba, o uso de uma sonda offshore. Em muitos casos esses custos altos representam um obstáculo para a viabilidade económica de projetos de desenvolvimento da produção. [0004] Diversas alternativas para mitigação desse problema têm sido propostas. Atualmente para poços submarinos, sempre que as condições de pressão e quantidade de gás livre são favoráveis, bombas são instaladas, preferencialmente, fora do poço produtor sobre o solo marinho; facilitando sua instalação e eventual troca em caso de falha. Exemplos desta prática são descritos nos pedidos de patente US7314084 e US7516795. Wet completion requires costly maintenance intervention as they are required: production shutdown, removal of the production column and its pump, use of an offshore rig. In many cases these high costs represent an obstacle to the economic viability of production development projects. Several alternatives to mitigate this problem have been proposed. Currently for subsea wells, where pressure conditions and free gas quantity are favorable, pumps are preferably installed outside the producing well over the seabed; facilitating its installation and eventual replacement in case of failure. Examples of this practice are described in US7314084 and US7516795.
[0005] Apesar disso, mesmo para as falhas de bombas instaladas sobre o solo marinho continua a ser necessário recursos de sondas e/ou embarcações especiais, gerando ainda perdas de produção consideráveis. Além do alto custo destes recursos navais é necessário aguardar a disponibilidade e movimentação dos mesmos, podendo se passar dezenas de dias até ser possível executar tais operações.  Nevertheless, even for the failure of pumps installed on the seabed, special probes and / or vessel resources still need to be generated, leading to considerable production losses. In addition to the high cost of these naval resources, it is necessary to wait for their availability and movement, and it may take dozens of days before such operations can be performed.
[0006] Algumas concretizações têm sido propostas com o objetivo de viabilizar soluções para instalação e retirada de bombas a partir da própria unidade de produção dispensando o uso de outros recursos navais, nem sempre prontamente disponíveis. Um exemplo é o pedido de patente PI 0109766-0 onde é descrito um sistema de riser usado tanto para transportar fluidos produzidos como meio físico para alojar e guiar a descida, instalação e desinstalação de equipamentos de produção, entre eles uma bomba.  [0006] Some embodiments have been proposed with the aim of enabling pump installation and removal solutions from the production unit itself without the use of other naval resources not always readily available. An example is patent application PI 0109766-0 which describes a riser system used for both transporting fluids produced as a physical medium to house and guide the descent, installation and uninstallation of production equipment, including a pump.
[0007] No documento US6412562/ PI 0113728-0 posterior aoIn US6412562 / PI 0113728-0 after the
PI 0109766-0, também é proposta a instalação de uma BCS acima de uma árvore de natal molhada, ANM, descida pelo interior de um riser. Na configuração proposta é necessário e obrigatório que o riser seja vertical, ou seja, sem curvatura, e tenha um sistema de compensação de movimento, dificultando sua aplicação em sistemas de produção do tipo FPSO, sigla do inglês Floating Production Storage and Offloading. PI 0109766-0, it is also proposed to install a BCS above a wet Christmas tree, ANM, descended into a riser. In the proposed configuration it is necessary and mandatory that the riser is vertical, ie without curvature, and has a motion compensation system, making it difficult to apply in systems Floating Production Storage and Offloading.
[0008] Ainda no documento US8857519 é proposto um método de modernização de sistemas de produção, popularmente conhecido como retrofitting, onde sistemas de separação e bombeamento submarino podem ser instalados e descidos através de risers de produção.  Also in US8857519 a method of modernization of production systems, popularly known as retrofitting, is proposed, where subsea separation and pumping systems can be installed and lowered through production risers.
[0009] No documento US8087464 é proposta uma estrutura do tipo varanda instalada no costado de um FPSO para apoio e troca de bombas tipo BCS de sistemas de modulo de bombeamento submarino.  US8087464 proposes a balcony-like structure installed on the side of an FPSO for supporting and exchanging BCS-type pumps for subsea pumping module systems.
[00010] Assim, apesar dos méritos dos diversos pedidos de patentes para instalação de bombas no interior de risers de produção não é apresentada nenhuma solução que reduza a dificuldade de instalação de uma sonda ou outro meio de intervenção com acesso ao topo de um conjunto de risers de produção, principalmente em unidades de produção do tipo FPSO com casco clássico de navio na forma de "ship shaped hulf.  Thus, despite the merits of the various patent applications for installing pumps inside production risers, no solution is presented that reduces the difficulty of installing a rig or other means of intervention with access to the top of a set of production risers, mainly in FPSO-type production units with classic ship shaped hulf.
[00011] Desta forma, no atual estado da técnica carece de um sistema que facilite a instalação/substituição/reparos de equipamentos no interior de um conjunto de risers, em especial bombas, equipamentos de aquecimento ou despressurização de linhas, em sistemas de produção flutuante do tipo FPSO.  Thus, the current state of the art lacks a system that facilitates the installation / replacement / repair of equipment within a set of risers, in particular pumps, line heating or depressurization equipment, in floating production systems. FPSO type.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO SUMMARY OF THE INVENTION
[00012] A presente invenção tem por objetivo principal prover um sistema de intervenção e instalação de equipamentos no interior de um conjunto de risers em unidades de produção flutuante sem que se demande a utilização de recursos navais de alto custo. [00013] Assim, de forma a alcançar tal objetivo, a presente invenção provê um sistema de intervenção e instalação de pelo menos um equipamento de elevação e escoamento de produção no interior de pelo menos um riser de produção em uma unidade de produção flutuante tipo FPSO, onde pelo menos um equipamento de intervenção e instalação é apoiado sobre uma estrutura deslizante, que se move facilmente sobre o topo do conjunto de risers de produção. O equipamento de elevação e escoamento instalado no interior dos risers pode compreender pelo menos um de: uma bomba; uma BCS; um aquecedor elétrico; um mandril de gás //'#; e uma bomba de jato. O equipamento de intervenção e instalação pode compreender pelo menos um de: uma sonda; uma unidade de tubo flexível; uma unidade de arame; uma ponte rolante; e um guindaste. The main object of the present invention is to provide a system of intervention and installation of equipment within a set of risers in floating production units without requiring the use of high cost naval resources. Thus, in order to achieve this objective, the present invention provides an intervention and installation system of at least one production lifting and lifting equipment within at least one production riser in an FPSO floating production unit. where at least one intervention and installation equipment is supported on a sliding frame that moves easily over the top of the production riser assembly. Lifting and lifting equipment installed within the risers may comprise at least one of: a pump; a BCS; an electric heater; a gas arbor // ' #; and a jet bomb. Intervention and installation equipment may comprise at least one of: a probe; a flexible tube unit; a wire unit; an overhead crane; and a crane.
[00014] Complementarmente, ainda é proposta uma nova geometria de riser em h de forma a facilitar o alojamento de um ou mais equipamentos de elevação e escoamento no interior dos risers de produção. In addition, a new h-riser geometry is still proposed in order to facilitate the accommodation of one or more hoisting and lifting equipment within the production risers.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS  BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[00015] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência, representando as modalidades da presente invenção.  The detailed description given below makes reference to the accompanying figures and their respective reference numbers, representing the embodiments of the present invention.
[00016] A figura 1A ilustra uma vista de uma unidade de produção flutuante de acordo com uma configuração opcional da presente invenção. Figure 1A illustrates a view of a floating production unit in accordance with an optional embodiment of the present invention.
[00017] A figura 1B ilustra uma vista de um corte transversal frontal da unidade de produção flutuante ilustrada na figura 1A.  Figure 1B illustrates a front cross-sectional view of the floating production unit shown in Figure 1A.
[00018] A figura 2A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba BCS com um tubo direcionador de fluxo conhecido por shroud, invertido, é instalada com uma coluna de produção no interior de um riser. Figure 2A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS pump with a Shroud's inverted flow controller is installed with a production column inside a riser.
[00019] A figura 2B ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba BCS sem shroud é instalada com uma coluna de produção no interior de um riser.  Figure 2B illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a shroudless BCS pump is installed with a production column within a riser.
[00020] A figura 2C ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que os elementos coluna de produção e cabo de potência elétrica são integrados numa única estrutura circular.  Figure 2C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein the production column and power cable elements are integrated into a single circular structure.
[00021] A figura 3A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba BCS é instalada no interior de um riser com o auxílio de um cabo elétrico armado.  Figure 3A illustrates an optional embodiment of the present invention in which a BCS pump is installed within a riser with the aid of a reinforced electrical cable.
[00022] A figura 3B ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba BCS é instalada no interior de um riser com o auxílio de um cabo elétrico armado, em que o cabo elétrico é posicionado externamente ao riser.  Figure 3B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS pump is installed within a riser with the aid of a reinforced power cable, where the power cable is positioned externally to the riser.
[00023] A figura 4A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que um sistema de aquecimento elétrico é instalados no interior de um riser.  Figure 4A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein an electric heating system is installed within a riser.
[00024] A figura 4B ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que um sistema de duto flexível dotado de um mandril de gás lift é instalado no interior de um riser.  Figure 4B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a flexible duct system having a lift gas chuck is installed within a riser.
[00025] A figura 5A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba do tipo BCS é instalada no interior de um riser e é acionada por uma haste.  Figure 5A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS type pump is installed within a riser and is driven by a rod.
[00026] A figura 5B ilustra uma vista de uma configuração variante da figura 5A em que a haste é acionada por um motor de maior potência. [00027] Ã figura 5C ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que um sistema de tubo flexível duplo concêntrico é instalado juntamente com uma bomba de jato no interior de um \riser. Fig. 5B illustrates a view of a variant configuration of Fig. 5A wherein the rod is driven by a higher power motor. Figure 5C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a concentric double hose system is installed together with a jet pump within a riser.
[00028] † figura 6A ilustra uma configuração opcional de um elemento vértebra bipartida em sua posição aberta.  [00028] † Figure 6A illustrates an optional configuration of a split vertebra element in its open position.
[00029] A figura 6B ilustra uma configuração opcional de um elemento vértebra bipartida em sua posição fechada. [00029] Figure 6B illustrates an optional configuration of a split vertebra element in its closed position.
[00030] A figura 6C ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que um elementos tipo vértebra bipartida são instalados em três risers. Figure 6C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein a split vertebra type elements are installed in three risers.
[00031] A figura 7 ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é adotado um riser do tipo h com bolsão.  Figure 7 illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a pocket type h riser is adopted.
[00032] A figura 8 ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é adotado um riser 6o tipo h sem bolsão. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Figure 8 illustrates an optional embodiment of the present invention in which a pocketless h-type riser 6o is adopted. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[00033] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção, aplicada a um sistema de produção de petróleo compreendendo uma unidade de produção flutuante (FPSO), com casco cilíndrico ou com casco longitudinal na forma de navio' "ship shaped hull", dotada de um balcão onde os risers de produção são pendurados. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.  Firstly, it is emphasized that the following description will start from a preferred embodiment of the invention applied to an oil production system comprising a floating hull, cylindrical hull or longitudinal hull in the form of ship shaped hull, which has a counter where production risers are hung. As will be apparent to any person skilled in the art, however, the invention is not limited to that particular embodiment.
[00034] A presente invenção refere-se a um sistema de intervenção e instalação de pelo menos um equipamento de elevação e escoamento de produção no interior de um conjunto de risers de produção em uma unidade de produção flutuante dotada de um balcão onde são pendurados os risers de produção. The present invention relates to an intervention and installation system of at least one production lifting and flowing equipment within a set of production risers in a floating production unit with a counter where production risers are hung.
[00035] Em adição, o balcão compreende um sistema deslizante, onde é apoiado pelo menos um equipamento de intervenção e instalação, como sonda, unidade de tubo flexível e unidade de arame, podendo se movimentar sobre o topo do conjunto de risers de produção. Deste modo, um único sistema deslizante, preferencialmente uma estrutura sobre trilho, viabiliza a instalação de equipamentos de produção no interior de um conjunto de risers de produção, de modo que, tais equipamentos de produção podem englobar pelo menos um de BCS, aquecedor elétrico, mandril de gás lift, bomba de jato, bomba acionada hidraulicamente dentre outros. In addition, the counter comprises a sliding system, which is supported by at least one intervention and installation equipment, such as a probe, hose assembly and wire unit, which can move over the top of the production riser assembly. Thus, a single sliding system, preferably a rail structure, enables the installation of production equipment within a set of production risers, so that such production equipment may comprise at least one of BCS, electric heater, lift gas chuck, jet pump, hydraulically driven pump among others.
[00036] Assim, de acordo com a invenção ora proposta, a operação de instalação de equipamentos de produção, como uma bomba BCS, pode ser executada a partir de um sistema compreendido no próprio FPSO, sem necessidade de aguardar a disponibilidade e movimentação de embarcações, reduzindo drasticamente o tempo e os custos de operações de substituição de BCSs. Thus, according to the proposed invention, the operation of installation of production equipment, such as a BCS pump, can be performed from a system comprised within the FPSO itself, without waiting for the availability and movement of vessels. dramatically reducing the time and costs of BCS replacement operations.
[00037] Também de acordo com a presente invenção, na porção superior dos risers, a qual é posicionada acima do balcão, são instaladas árvores de natal secas horizontais ou convencionais, com ou sem a adoção de cabeças de produção. Nessa configuração, as colunas de produção são apoiadas por suspensores, de modo que as saídas das árvores de natal são utilizadas para enviar o petróleo produzido para uma planta de separação de petróleo.  Also according to the present invention, in the upper portion of the risers, which is positioned above the counter, horizontal or conventional dry Christmas trees are installed, with or without the adoption of production heads. In this configuration, the production columns are supported by hangers, so that Christmas tree exits are used to send the produced oil to an oil separation plant.
[00038] De modo a facilitar a intervenção dos equipamentos alojados no interior do conjunto de risers, quando necessário, a invenção provê uma estrutura deslizante, apoiada em trilhos, posicionada acima do balcão. Nessa estrutura é instalado pelo menos um equipamento de intervenção com tecnologia similar aos utilizados para intervenção de poço, como sonda, unidade hidráulica, unidade de tubo flexível e unidade de arame. Em adição, outros equipamentos como ponte rolante e guindaste podem ser adicionados para trabalhar conjuntamente com a estrutura deslizante, para facilitar a movimentação dos equipamentos. In order to facilitate the intervention of equipment housed within the riser assembly, where necessary, The invention provides a slide-supported rail structure positioned above the counter. In this structure is installed at least one intervention equipment with technology similar to those used for well intervention, such as probe, hydraulic unit, flexible tube unit and wire unit. In addition, other equipment such as crane and crane can be added to work in conjunction with the sliding frame to facilitate equipment movement.
[00039] Opcionalmente, os risers de produção, onde são assentados os equipamentos de produção, podem ter uma geometria convencional (em catenária) ou uma geometna em h, com ou sem bolsão (rathole). Optionally, production risers, where production equipment is based, may have either conventional (catenary) geometry or h-geometry with or without rathole.
[00040] Assim, a invenção ora descrita compreende a montagem de equipamentos no interior de risers suspensos em balcões de unidades de produção flutuantes, como por exemplo FPSO.  Thus, the invention described herein comprises mounting equipment inside suspended risers on counters of floating production units, such as FPSO.
[00041] A seguir, serão descritas figuras que ilustram configurações opcionais da invenção, as quais facilitarão o entendimento da mesma.  In the following, figures will be described illustrating optional embodiments of the invention which will facilitate understanding thereof.
[00042] A figura 1A ilustra uma vista de uma unidade de produção flutuante 1 de acordo com uma configuração opcional da presente invenção, e a figura 1 B ilustra uma vista de um corte transversal frontal da unidade de produção flutuante 1 ilustrada na figura 1A. Conforme ilustrado, a unidade de produção flutuante 1 da presente invenção compreende um balcão 6 dotado de sistemas de intervenção apoiados em um sistema deslizante 50 sobre trilhos 20, para a instalação de equipamentos de elevação e escoamento no interior do conjunto de risers 49, em que os sistemas de intervenção podem ser uma sonda 7 e/ou uma unidade de tubo flexível 8 e/ou uma unidade de arame 19, dentre outros. Ainda na figura são indicados os elementos ilustrativos: linhas de ancoragem 3, tocha 5, conjunto de risers de produção 49. Figure 1A illustrates a view of a floating production unit 1 according to an optional embodiment of the present invention, and Figure 1B illustrates a front cross-sectional view of the floating production unit 1 shown in Figure 1A. As shown, the floating production unit 1 of the present invention comprises a counter 6 provided with intervention systems supported by a sliding rail system 50 for the installation of lift and flow equipment within riser assembly 49, wherein intervention systems they may be a probe 7 and / or a hose assembly 8 and / or a wire assembly 19, among others. Still in the figure are shown the illustrative elements: anchor lines 3, torch 5, set of production risers 49.
[00043] Adicionalmente, a invenção também provê um elemento riser curto 32 usada para teste e armazenamento em atmosfera controlada, o qual pode ser utilizado para pré-teste de funcionamento de conjuntos de BCS utilizados.  Additionally, the invention also provides a short riser element 32 used for controlled atmosphere storage and testing which can be used for pre-testing the operation of used BCS assemblies.
[00044] Novamente com referência à figura 1B observa-se uma porção superior de um riser 2 conectado a uma árvore de natal seca 13. Em configuração opcionalmente adotada, a arvore de natal seca 13 é do tipo horizontal, no entanto, em configurações alternativas, pode ser adotada uma árvore de natal seca convencional. A árvore de natal seca 13 compreende uma saída de produção 9 por onde fluí os hidrocarbonetos produzidos pelo poço de petróleo, os quais são direcionados para uma unidade de separação e produção 4. Ainda na Figura é indicado o elemento ilustrativo: superfície do mar 36. Again with reference to Figure 1B there is an upper portion of a riser 2 connected to a dried Christmas tree 13. In optionally adopted configuration, the dried Christmas tree 13 is of the horizontal type, however in alternative configurations. , a conventional dry Christmas tree may be adopted. The dried Christmas tree 13 comprises a production outlet 9 through which the hydrocarbons produced by the oil well flow, which are directed to a separation and production unit 4. Also shown in the Figure is the illustrative element: sea surface 36.
[00045] Em adição, observa-se que sistemas de intervenção, tais como sonda 7, unidade de tubo flexível 8 e unidade de arame 19, são instalados sobre um sistema deslizante 50, preferencialmente um trilho 20, de modo que esses sistemas de intervenção possam ser movimentados sobre as cabeças de intervenção de cada riser 2. As cabeças de intervenção são dispositivos conhecidos do estado da técnica, que têm a função de facilitar intervenções nos risers 2, como descida e instalação de equipamentos, similares àquelas realizadas em cabeças de poço com completação seca. Em especial, as cabeças de intervenção podem ser usadas para auxiliar a instalação de uma bomba, opcionalmente uma BCS, no interior dos risers. [00046} As figuras que se seguem, a saber, figuras 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B e 5C, ilustram diversas configurações de montagem de uma bomba no interior do riser, com coluna, sem coluna, com coluna flexível, com coluna flexível integrada tipo umbilical, com cabo, com haste, com separação de gás, sem separação, etc. Embora não mostrado nas figuras, a bomba pode ser instalada em qualquer posição relativa, mesmo no trecho horizontal de um riser em catenária. In addition, it is noted that intervention systems, such as probe 7, flexible tube unit 8 and wire unit 19, are installed on a sliding system 50, preferably a rail 20, so that such intervention systems can be moved over the intervention heads of each riser 2. The intervention heads are devices known in the state of the art that have the function of facilitating interventions in risers 2, such as descent and installation of equipment, similar to those performed in wellheads. with dry completion. In particular, the intervention heads can be used to assist in the installation of a pump, optionally a BCS, inside the risers. The following figures, namely Figures 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B and 5C, illustrate various mounting configurations of a riser pump with column without column, with flexible column, with integrated umbilical flexible column, with cable, with rod, with gas separation, without separation, etc. Although not shown in the figures, the pump can be installed in any relative position, even in the horizontal section of a catenary riser.
[00047] A figura 2A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que uma bomba do tipo BCS 14 é instalada no interior de um riser 2, de modo que a BCS 14 é alimentada por um cabo elétrico de potência 15 e se conecta a uma coluna de produção 16. O riser 2 ainda é conectado a uma árvore de natal seca 13, a qual compreende uma saída de produção 9, por onde flui o petróleo bombeado do poço, o qual é escoado para a unidade de separação e produção 4 da unidade de produção flutuante 1. Preferencialmente é adotada uma árvore de natal seca 13 horizontal.  Figure 2A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein a BCS type 14 pump is installed inside a riser 2 so that the BCS 14 is powered by an electrical power cable 15 and connects to a a production column 16. The riser 2 is further connected to a dry christmas tree 13 which comprises a production outlet 9 through which pumped oil from the well which flows to the separation and production unit 4 flows. of floating production unit 1. Preferably a horizontal dry Christmas tree 13 is adopted.
[00048] Em um espaço anular, definido entre a coluna de produção 16 e o interior do riser 2, normalmente ocorre a separação e acumulo de gás, de modo que a saída de gás 27 e respectiva válvula de controle 28, ambos na árvore de natal seca 13, são utilizadas para controle de retirada de gás. Na configuração opcional ilustrada, a produção se dá com separação gás líquido. In an annular space, defined between the production column 16 and the interior of riser 2, gas separation and accumulation usually occurs, so that the gas outlet 27 and its control valve 28, both in the spindle 13, are used for gas withdrawal control. In the optional configuration illustrated, the production takes place with liquid gas separation.
[00049] Em adição, a árvore de natal seca pode compreender uma ou mais válvulas 11 de manobra, as quais permitem bloquear o fluxo para a linha de produção 9 quando desejado. In addition, the dried Christmas tree may comprise one or more shunt valves 11, which allow the flow to the production line 9 to be blocked when desired.
[00050] Em adição, um sistema de automação, controle e otimização de retirada de gás (não indicado na figura) pode realizar uma otimização da quantidade de gás retirada pela saída de gás 27 e respectiva válvula de controle 28, podendo inclusive operar no modo sem separação caso esta seja a melhor condição para um determinado cenário de produção. In addition, a gas removal automation, control and optimization system (not shown in the figure) can perform an optimization of the amount of gas drawn from the gas outlet 27 and its control valve 28 and may even operate in non-separation mode if this is the best condition for a given production scenario.
[00051] Também opcionalmente, um separador 30 de gás e líquido, dinâmico ou estático, é instalado na sucção 24 da BCS 14 de forma intensificar a separação gás líquido. Preferencialmente o separador 30 de gás e líquido é do tipo tubo invertido.  Also optionally, a dynamic or static gas and liquid separator 30 is installed in suction 24 of BCS 14 to intensify the liquid gas separation. Preferably the gas and liquid separator 30 is of the inverted tube type.
[00052] Ainda na Figura são indicados os elementos ilustrativos: suspensor de coluna 29 e solo marinho 26. Also shown in the Figure are the illustrative elements: column hanger 29 and marine soil 26.
[00053] A figura 2B ilustra uma configuração variante da ilustrada na figura 2A, em que é adotada uma configuração em que o riser 2 é conectado a uma árvore de natal convencional 10, de modo que se faz necessário a utilização de uma cabeça de produção 12 conectando o riser 2 à árvore de natal 10. Nessa configuração particular, o separador 30 de gás e líquido, ilustrado na figura 2A é suprimido. Figure 2B illustrates a variant embodiment of that illustrated in Figure 2A, wherein a configuration is adopted wherein the riser 2 is connected to a conventional Christmas tree 10, so that a production head is required. 12 connecting riser 2 to the Christmas tree 10. In this particular configuration, the gas and liquid separator 30 shown in Figure 2A is deleted.
[00054] A figura 2C ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que os elementos coluna de produção 16 e cabo de potência elétrica 15 são integrados numa única estrutura flexível circular 31 tipo umbilical, facilitando seu manuseio na superfície por um único carretel enrolador.  Figure 2C illustrates an optional embodiment of the present invention, wherein the production column elements 16 and electrical power cable 15 are integrated into a single umbilical circular flexible structure 31, facilitating their surface handling by a single winding reel.
[00055] A figura 3A ilustra uma configuração opcional da presente invenção em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal, em que uma BCS 15 é instalada no interior do riser 2, com o auxílio do cabo elétrico de potência 15. Na configuração ilustrada, um elemento de travamento 17 e vedação (opcionalmente um packer) é utilizado para realizar o travamento do conjunto BCS 14 em sua posição ideal no interior do riser. Na configuração ilustrada, não existe separação de gás e líquido. Figure 3A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, wherein a BCS 15 is installed within riser 2 with the aid of the 15. In the illustrated configuration, a locking element 17 and seal (optionally a packer) is used to lock the BCS 14 set in its ideal position inside the riser. In the illustrated embodiment, there is no gas and liquid separation.
[00056] A figura 3B ilustra uma configuração opcional da presente invenção em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal, em que uma BCS 14 é instalada no interior do riser 2, em que o cabo elétrico de potência 15 é instalado externamente ao riser 2. Nessa configuração, a instalação e retirada da BCS 14 é feita com o auxílio de uma unidade de tubo flexível 8 ou unidade de arame 19. Figure 3B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, wherein a BCS 14 is installed within riser 2, wherein the power cord 15 is installed externally to riser 2. In this configuration, the installation and removal of the BCS 14 is done with the aid of a hose assembly 8 or wire assembly 19.
[00057] A figura 4A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal, em que um aquecedor elétrico 21 é instalado no interior do riser 2.  Figure 4A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13 in which an electric heater 21 is installed within riser 2.
[00058] A figura 4B ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal, onde um tubo flexível 18, o qual é dotado de um mandril de gás lift 22 em sua extremidade inferior, é instalado no interior de um riser {2).  Figure 4B illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13, where a flexible tube 18 which is provided with a lift gas chuck 22 in its lower end is installed inside a riser (2).
[00059] A figura 5A ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal. Na configuração opcionalmente adotada, uma bomba do tipo BCS 14 é acionada através de uma haste 40, a qual é atuada por um cabeçote com motor elétrico 41. Ainda são indicados na figura os elementos: amplificador de rotação 45 e descarga da bomba 46.  Figure 5A illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13. In the optionally adopted configuration, a BCS type 14 pump is driven by a rod 40, which is actuated by an electric motor head 41. The elements: rotation amplifier 45 and pump discharge 46 are also shown.
[00060] A figura 5B ilustra uma configuração variante da ilustrada figura 5A, em que a haste 40 é acionada por um motor 42 de maior potência. Desta forma, também se faz uso de um redutor de rotação 43, bem como uma transmissão de rotação 44, esta última acoplada à haste 40. Fig. 5B illustrates a variant configuration of Fig. 5A, wherein the rod 40 is driven by a higher power motor 42. In this way, a gear reducer is also used. rotation 43, as well as a rotation transmission 44, the latter coupled to the rod 40.
[00061] A figura 5C ilustra uma configuração opcional da presente invenção, em que é o riser 2 é acoplado a uma árvore de natal seca 13 horizontal, em que um sistema de tubo flexível duplo concêntrico 25, dotado de uma bomba tipo jato 23 em sua extremidade inferior, é descido pelo interior do riser 2. A configuração descrita pode ser adotada para operações de despressurização, com propósito de mitigação de hidrato, ou mesmo com propósitos de produção.  Figure 5C illustrates an optional embodiment of the present invention wherein riser 2 is coupled to a horizontal dry christmas tree 13 in which a concentric double-hose system 25 provided with a jet pump 23 in its lower end is lowered through the interior of riser 2. The described configuration can be adopted for depressurization operations for hydrate mitigation purposes or even for production purposes.
[00062] Adicionalmente, de modo a promover um maior enrijecimento do trecho de riser em catenária onde a bomba é alojada, tornando o trecho substantivamente linear, a presente invenção também prevê a utilização de um elemento vértebra bipartida 33, conforme ilustrado nas figuras 6A, 6B e 6C. O elemento vértebra bipartida 33 é fabricado em material rígido, e configurado para envolver o riser 2, reduzindo significativamente a flexão no trecho em que é posicionado. Em adição, a vértebra bipartida 33 pode compreender aletas transversais que aumentam sua estabilidade.  Additionally, in order to promote a stiffening of the catenary riser stretch where the pump is housed, making the stretch substantially linear, the present invention also provides for the use of a split vertebra element 33, as illustrated in FIGS. 6A, 6B and 6C. The split vertebra element 33 is made of rigid material and is configured to surround riser 2, significantly reducing flexion in the stretch where it is positioned. In addition, the split vertebra 33 may comprise transverse fins that increase its stability.
[00063] A figura 7 ilustra uma concretização opcional da invenção em que é adotado um riser 2 com geometria tipo h, em que o riser 2 compreende um trecho substancialmente vertical, de modo que sua extremidade inferior seja afastada do fundo do mar. Em adição, o riser 2 compreende uma bifurcação lateral 35 acima de sua extremidade inferior, criando um rathole 48. Uma amarra 37 pode ser usada para restringir a movimentação do riser 2, devido a correntes submarinas. [00064] Na configuração particular descrita, o trecho vertical do riser 2 pode ser instalado com auxílio de sonda, a partir da junção de tubos conectados um aos outros por solda e/ou conector e/ou rosca. Figure 7 illustrates an optional embodiment of the invention wherein an h-type riser 2 is adopted, wherein riser 2 comprises a substantially vertical portion so that its lower end is spaced from the sea floor. In addition, riser 2 comprises a side branch 35 above its lower end, creating a rathole 48. A moor 37 may be used to restrict the movement of riser 2 due to undersea currents. [00064] In the particular embodiment described, the riser 2 vertical section can be probe-installed from the junction of pipes connected to each other by soldering and / or connector and / or thread.
[00065] A geometria de riser 2 em h também pode ser usada para aplicações em geral, em grandes laminas de água, como forma de mitigar problemas de fadiga, mesmò para aplicações que não requeiram bombeamento no interior do riser 2.  The 2 in h riser geometry can also be used for general applications in large water slides as a way to mitigate fatigue problems, even for applications that do not require pumping inside riser 2.
[00066] A figura 8 ilustra uma concretização particular da invenção em que o riser 2 compreende um bolsão 47 em sua porção inferior, de modo que o bolsão possui um diâmetro substancialmente maior do que o do riser, em especial em comparação com as porções central e superior do riser 2, de modo que o bolsão 47 acomoda uma bomba 14 e um separador 30 do tipo tubo investido em seu interior.  Figure 8 illustrates a particular embodiment of the invention wherein riser 2 comprises a pocket 47 in its lower portion, such that the pocket has a substantially larger diameter than that of the riser, in particular compared to the central portions. and top of riser 2, so that pocket 47 accommodates a pump 14 and a tube-type separator 30 disposed therein.
[00067] Nessa configuração, em sua extremidade inferior, após o bolsão 47, o riser 2 compreende um trecho curvo e um mandril com funil 34 para permitir a conexão com uma linha submarina 39, que pode ser pré-lançada, antes mesmo da ancoragem da unidade de produção na locação. Opcionalmente, dependendo do diâmetro do riser 2 e da bomba 14, o bolsão 47 pode ser suprimido, de modo que o riser vertical compreenda substancialmente o mesmo diâmetro por toda a sua extensão.  In this configuration, at its lower end, after pocket 47, riser 2 comprises a curved portion and a funneled mandrel 34 to allow connection to a pre-launched undersea line 39, even before anchoring. of the production unit at the location. Optionally, depending on the diameter of riser 2 and pump 14, pocket 47 may be suppressed such that the vertical riser comprises substantially the same diameter throughout its length.
[00068] Em configurações alternativas, quando não se objetiva realizar separação de líquido e gás no próprio riser 2, a linha de saída de gás 27, mostrada nas diversas figuras, pode ser suprimida.  [00068] In alternative embodiments, when it is not intended to perform liquid and gas separation on riser 2 itself, the gas outlet line 27 shown in the various figures may be deleted.
[00069] Ainda opcionalmente, em concretizações que requeiram vedação no riser 2, para evitar o refluxo entre a descarga e sucção da bomba 14, podem ser empregados elementos usuais de poço, tais como obturador 17, junta telescópica, conhecida em inglês por tubing seal receptacler (TSR), ou válvula de anular, não todos ilustrados em todas as figuras. Optionally, furthermore, in embodiments requiring sealing in riser 2, to prevent backflow between pump discharge and suction 14, usual well elements such as shutter 17, telescopic joint may be employed. by tubing seal receptacler (TSR), or bypass valve, not all illustrated in all figures.
[00070] Assim, de forma sucinta, a presente invenção provê um sistema de intervenção e instalação de pelo menos um equipamento de elevação e escoamento de produção no interior de pelo menos um riser de produção 2 em uma unidade de produção flutuante 1 , em que um conjunto de risers de produção 49 é suportado por um balcão 6, onde pelo menos um equipamento de intervenção e instalação é apoiado sobre uma estrutura deslizante sobre trilhos 20, que se move facilmente sobre o topo do conjunto de risers de produção 49. O equipamento de elevação e escoamento instalado no interior dos risers 2 pode compreender pelo menos um de: uma bomba; uma BCS 14; um aquecedor elétrico 21 ; um mandril de gás lift 22; e uma bomba de jato 23. O equipamento de intervenção e instalação pode compreender pelo menos um de: uma sonda 7; uma unidade de tubo flexível 8; uma unidade de arame 19; uma ponte rolante; e um guindaste.  Briefly, therefore, the present invention provides an intervention and installation system for at least one production lifting and lifting equipment within at least one production riser 2 in a floating production unit 1, wherein a production riser assembly 49 is supported by a counter 6, where at least one intervention and installation equipment is supported on a sliding rail structure 20 which easily moves over the top of the production riser assembly 49. The equipment The lift and flow system installed within the risers 2 may comprise at least one of: a pump; a BCS 14; an electric heater 21; a lift gas chuck 22; and a jet pump 23. Intervention and installation equipment may comprise at least one of: a probe 7; a hose assembly 8; a wire unit 19; an overhead crane; and a crane.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de intervenção e instalação de pelo menos um equipamento de elevação e escoamento de produção no interior de um riser de produção (2) suportado por um balcão (6) da unidade de produção flutuante (1 ), caracterizado por o balcão (6) compreender um sistema deslizante 50, em que pelo menos um equipamento de intervenção e instalação é apoiado sobre o sistema deslizante 50. 1. Intervention and installation system of at least one production lifting and flow equipment inside a production riser (2) supported by a counter (6) of the floating production unit (1), characterized by the counter (6 ) comprise a sliding system 50, in which at least one intervention and installation equipment is supported on the sliding system 50.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o sistema deslizante 50 ser uma estrutura deslizante sobre trilhos 20, em que o peio menos um equipamento de intervenção e instalação é apoiado sobre um sistema deslizante 50. 2. System, according to claim 1, characterized in that the sliding system 50 is a sliding structure on rails 20, in which at least one intervention and installation equipment is supported on a sliding system 50.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o pelo menos um equipamento de elevação e escoamento compreender pelo menos um de: uma bomba; uma BCS (14); um aquecedor elétrico (21 ); um mandril de gás lift (22); e uma bomba de jato. 3. System, according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one lifting and flow equipment comprises at least one of: a pump; a BCS (14); an electric heater (21 ); a gas lift chuck (22); and a jet pump.
4. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o pelo menos um equipamento de intervenção e instalação compreender pelo menos um de: uma sonda (7); uma unidade de tubo flexível (8); uma unidade de arame (19); uma ponte rolante; e um guindaste. 4. System, according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one intervention and installation equipment comprises at least one of: a probe (7); a flexible tube unit (8); a wire unit (19); an overhead crane; and a crane.
5. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a extremidade superior do pelo menos um riser de produção (2) ser conectada a pelo menos um de: uma árvore de natal seca convencional (13); uma árvore de natal seca horizontal (13); e uma cabeça de produção (12). 5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the upper end of the at least one production riser (2) is connected to at least one of: a conventional dry Christmas tree (13); a horizontal dry Christmas tree (13); and a production head (12).
6. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o riser (2) compreender uma geometria em h, em que o riser (2) compreende pelo menos uma porção vertical, em que sua extremidade inferior é afastada do fundo do mar, e em que o riser (2) compreende uma bifurcação lateral acima de sua extremidade inferior. 6. System, according to one of claims 1 to 5, characterized in that the riser (2) comprises an h-shaped geometry, in that the riser (2) comprises at least a vertical portion, wherein its lower end is set away from the seabed, and wherein the riser (2) comprises a lateral bifurcation above its lower end.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o riser (2) compreende um bolsão (47) em sua porção inferior, em que o bolsão compreende um diâmetro maior do que o diâmetro das porções central e superior riser (2), em que o bolsão acomoda uma bomba (14) e um separador (30) do tipo tubo investido em seu interior. 7. System, according to claim 6, characterized in that the riser (2) comprises a pocket (47) in its lower portion, wherein the pocket comprises a diameter greater than the diameter of the central and upper portions of the riser (2) , in which the pocket accommodates a pump (14) and a tube-type separator (30) invested inside it.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o riser (2) compreender um trecho curvo e um mandril com funil (34) adaptado para permitir a conexão com uma linha submarina (39). 8. System, according to claim 7, characterized in that the riser (2) comprises a curved section and a mandrel with funnel (34) adapted to allow connection with a submarine line (39).
9. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender adicionalmente um elemento riser curto (32) de teste e armazenamento em atmosfera controlada. 9. System, according to one of claims 1 to 8, characterized by additionally comprising a short riser element (32) for testing and storage in a controlled atmosphere.
10. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a árvore de natal (13) compreende uma saída (9) de líquido, adaptada para fluir os hidrocarbonetos produzidos pelo poço de petróleo, e direciona-los para uma unidade de separação e produção (4). 10. System, according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Christmas tree (13) comprises a liquid outlet (9), adapted to flow the hydrocarbons produced by the oil well, and directs them to a unit separation and production (4).
11. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a árvore de natal seca pode compreender pelo menos uma válvula (11) de manobra adaptada para bloquear o fluxo de líquido de produção. 11. System according to one of claims 1 to 10, characterized in that the dry Christmas tree can comprise at least one maneuver valve (11) adapted to block the flow of production liquid.
12. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a árvore de natal seca compreender pelo menos uma válvula de controle de gás (28), adaptada para direcionar um fluxo de gás a uma saída de gás (27). 12. System according to one of claims 1 to 11, characterized in that the dry Christmas tree comprises at least a gas control valve (28), adapted to direct a gas flow to a gas outlet (27).
13. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o pelo menos um equipamento de elevação e escoamento compreender uma BCS (14), em que um separador gás e líquido (30) é instalado na sucção da BCS (14), em que o separador (30) gás e líquido é do tipo tubo invertido. 13. System according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least one lifting and flow equipment comprises a BCS (14), in which a gas and liquid separator (30) is installed in the suction of the BCS (14 ), in which the gas and liquid separator (30) is of the inverted tube type.
14. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o riser compreender um elemento vértebra bipartida (33) fabricado em material rígido, adaptado para envolver o riser, em que o elemento vértebra bipartida (33) compreende aletas transversais. 14. System, according to one of claims 1 to 13, characterized in that the riser comprises a split vertebra element (33) made of rigid material, adapted to surround the riser, wherein the split vertebra element (33) comprises transverse fins.
5. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por a unidade de produção flutuante (1 ) possuir um casco no formato de navio. 5. System, according to one of claims 1 to 14, characterized in that the floating production unit (1) has a ship-shaped hull.
16. Sistema, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por a unidade de produção flutuante (1) possuir um casco no formato cilíndrico. 16. System, according to one of claims 1 to 14, characterized in that the floating production unit (1) has a cylindrical shaped hull.
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