BRPI0800473B1

BRPI0800473B1 - sistema e processo para detecção de vazamento em umbilicais

Info

Publication number: BRPI0800473B1
Application number: BRPI0800473-0A
Authority: BR
Inventors: Cláudio Soligo Camerini; Luis Cláudio Sousa Costa; Alexandre Soares Rabelo; William Albuquerque da Silva; Jorge Luiz Farias Brito; Luiz Antonio Lobianco E Souza
Original assignee: Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2020-04-22
Also published as: US8776580B2; NO20084313L; EP2098846A2; EP2098846A3; US20090223283A1; EP2098846B1; BRPI0800473A2

Abstract

sistema e processo para detecção de vazamento em umbilicais. a presente invenção se refere a um sistema e processo para detecção do local de vazamento de mangueiras de umbilicais. este sistema é constituído por um dispositivo interno (pig) que é inserido na mangueira do cabo umbilical que apresenta o vazamento e de um equipamento externo detector que tem por objetivo identificar a posição do dispositivo pig já no interior do umbilical. o dispositivo que é inserido no umbilical conhecido como pig é metálico e o equipamento externo detector constitui-se de duas partes: uma formada por um anel que circunda o umbilical apresentando um sistema sensor e outra parte que possui a eletrônica capaz de identificar a presença do pig e com isso alterar o sinal de modo a permitir identificá-lo. é apresentado o sistema como um processo para detecção do local exato de vazamento das mangueiras de umbilicais e a técnica testada apresenta fácil operação e a inspeção é realizada com boa velocidade e de forma continua, não originando resíduos.

Description

(54) Tftulo: SISTEMA E PROCESSO PARA DETECÇÃO DE VAZAMENTO EM UMBILICAIS (51) Int.CI.: G01M 3/08.

(73) Titular(es): PETROLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS.

(72) Inventor(es): CLÁUDIO SOLIGO CAMERINI; LUIS CLÁUDIO SOUSA COSTA; ALEXANDRE SOARES RABELO; WILLIAM ALBUQUERQUE DA SILVA; JORGE LUIZ FARIAS BRITO; LUIZ ANTONIO LOBIANCO E SOUZA.

(57) Resumo: SISTEMA E PROCESSO PARA DETECÇÃO DE VAZAMENTO EM UMBILICAIS. A presente invenção se refere a um sistema e processo para detecção do local de vazamento de mangueiras de umbilicais. Este sistema é constituído por um dispositivo interno (PIG) que é inserido na mangueira do cabo umbilical que apresenta o vazamento e de um equipamento externo detector que tem por objetivo identificar a posição do dispositivo PIG já no interior do umbilical. O dispositivo que é inserido no umbilical conhecido como PIG é metálico e o equipamento externo detector constitui-se de duas partes: uma formada por um anel que circunda o umbilical apresentando um sistema sensor e outra parte que possui a eletrônica capaz de identificar a presença do PIG e com isso alterar o sinal de modo a permitir identificá-lo. É apresentado o sistema como um processo para detecção do local exato de vazamento das mangueiras de umbilicais e a técnica testada apresenta fácil operação e a inspeção é realizada com boa velocidade e de forma continua, não originando resíduos.

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SISTEMA E PROCESSO PARA DETECÇÃO DE VAZAMENTO EM

UMBILICAIS / CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um sistema e processo para detecção do local de vazamento de mangueiras de umbilicais. Este sistema de detecção de vazamento é constituído por um dispositivo que é inserido na mangueira que apresenta o vazamento e de um equipamento externo detector que tem por objetivo identificar a posição deste dispositivo já no interior do umbilical.

O sistema é apresentado também como um processo para detecção do local exato de vazamento das mangueiras de umbilicais onde o ponto de partida é a identificação do vazamento durante a operação, retirada do umbilical com posterior introdução do dispositivo na mangueira com vazamento, transferência de bobina para setor de inspeção e localização do ponto de vazamento.

ESTADO DA TÉCNICA

Cabos umbilicais têm sido colocados no mercado visando uma vida útil, em geral, superior a 15 anos. Entretanto, a responsabilidade legal do fabricante em relação ao equipamento vendido no Brasil é, atualmente, de apenas cinco anos a partir do conhecimento da lesão, do dano ou do vício do equipamento, impedindo os clientes, após este período, de cobrar qualquer prejuízo financeiro e/ou ambiental decorrente de falha em operação. Considerando os efeitos de desgastes entre camadas e o dano de fadiga promovidos pela passagem de cargas ou fluidos extremos, toma-se necessário um sistema de detecção de vazamentos nas mangueiras que fazem parte de um cabo umbilical.

O aumento da utilização de sistemas submarinos de produção tem implicado em maior emprego de cabos umbilicais. A estrutura destes materiais é composta por várias camadas concêntricas, sendo estas poliméricas e/ou metálicas. Os umbilicais são compostos de mangueiras

2/6 termoplásticas e cabos elétricos, integrados em um único cabo, e destinam-se às transmissões de energia hidráulica, elétrica, sinais ou mesmo permitir a injeção de produtos químicos em diversas aplicações diferenciadas de modo a comunicar a superfície ao leito do oceano onde é conectado a diversos equipamentos tais como válvulas e outros sistemas existentes no fundo do mar. Estes umbilicais podem ser usados em sistemas de produtos marítimos de óleo e gás, dentre outros usos. Podem possuir desde pequenos comprimentos até muitos quilômetros de extensão sendo mais comumente encontrado em grandes quilômetros.

O PIG é um dispositivo cilíndrico ou esférico concebido e utilizado inicialmente com a finalidade de limpar o interior de dutos. Pode ser desde um simples cilindro em espuma até mesmo um dispositivo mais complexo como uma estrutura metálica (chassi) de forma cilíndrica, que utiliza disco transversal como guia e vedador.

Segundo o Pl 0601090-3, é sugerido um sistema e método para detecção de vazamento em tubulações de transporte de fluidos, destinado a monitorar e detectar qualquer vazamento em qualquer tipo de tubulação que transporte pelo seu interior qualquer tipo de fluido que contenha elementos constituintes passíveis de se transformarem em elementos traçadores radioativos. O sistema compreende basicamente uma pluralidade de emissores de nêutrons e uma pluralidade de detectores de radiação gama espaçados, intercalados e instalados na superfície externa de uma tubulação de transporte ao longo de seu comprimento. Esta solução apresenta desvantagens, pois utiliza material radioativo, em que ocorre restrição de operação com material prejudicial à saúde do ser humano, requer uma logística complexa para aquisição dos equipamentos para sua operação, restrição aos horários de inspeção e isolamento da área para controle do acesso, além de ser utilizado em tipos de tubulações mais rígidas para transportes de fluido e não para mangueiras de cabos umbilicais.

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O PI 0604996-6 descreve um sistema e método de detecção de vazamento para linhas de mangueiras fora da costa onde é provido um detector de vazamento de fluidos para um segmento de linha de mangueira de carcaça dupla que inclui um alojamento de sensor definido 5 por paredes laterais montadas extemamente ao seguimento de linha de mangueira e possuindo uma câmara de alojamento interna em comunicação com o espaço de coleta. Um sensor óptico é montado através de pelo menos uma parede lateral de alojamento de sensor e posiciona um dispositivo de elemento de sensoriamento óptico no interior 10 da câmara de alojamento de sensor para detecção de uma presença de fluido no espaço de coleta da mangueira. Esta sugestão se limita a aplicação em uma mangueira de carcaça dupla para transporte de um fluido fora da costa de carga e descarga de petróleo, ou seja, sistemas para detecção de vazamentos de mangueiras, implantados no contexto de 15 tais terminais de carga e descarga.

A técnica testada, relacionada ao pedido de invenção sugerido, permite detectar vazamentos em mangueiras de cabos umbilicais, não apresenta danos a saúde do ser humano e a inspeção é realizada com boa velocidade e de forma contínua. Esta técnica não origina resíduos, 20 sendo de fácil operação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O objetivo da presente invenção é o desenvolvimento de um sistema e processo para detecção de vazamento em umbilical. Este sistema é constituído por um dispositivo metálico (PIG), podendo ser constituído de 25 uma ou mais partes, que é inserido na mangueira que apresenta o vazamento e de um equipamento externo detector que tem por objetivo identificar a posição do dispositivo (PIG) já no interior do umbilical. É apresentado o sistema como um processo para detecção do local exato de vazamento das mangueiras de umbilicais em que o ponto de partida é a 30 identificação do vazamento durante operação e a partir deste ponto se

4/6 procede à retirada do umbilical do campo e o seu transporte para o local dos testes. Após a retirada do umbilical faz-se a introdução de um dispositivo na mangueira com vazamento, a transferência da bobina (ou carretel) com o umbilical para o setor de inspeção e, posteriormente, a localização do ponto com vazamento. A partir deste ponto, o umbilical é enviado para reparo, onde o ponto do vazamento é seccionado e as partes aproveitadas conforme o seu comprimento final. O resultado alcançado fornece benefícios como economia e aproveitamento de umbilicais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características do sistema e do processo para detecção do vazamento em umbilical, objetos da presente invenção, serão mais bem observadas a partir da descrição detalhada a seguir, associada aos desenhos referenciados abaixo, os quais são parte integrante do presente relatório.

A Figura 1 é uma representação esquemática do sistema de detecção de vazamento em umbilicais de um trecho da mangueira pertencente ao umbilical com a utilização de um dispositivo interno “PIG”.

A Figura 2 é uma representação esquemática do sistema de detecção da parada do PIG na região do vazamento na mangueira do umbilical com passagem de uma bobina para outra utilizando o equipamento externo detector.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A descrição detalhada do sistema e processo de detecção de vazamento em umbilical, objetos da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base na descrição das figuras acima.

Trata a presente invenção de um sistema e processo para detecção do local de vazamento de mangueiras de umbilicais que se refere a um sistema de detecção de vazamento constituído por um dispositivo interno que é inserido na mangueira que apresenta o vazamento e de um

5/6 equipamento externo detector que tem por objetivo identificar a posição do primeiro já no interior do umbilical.

O umbilical em que se deseja identificar o local exato que está apresentando vazamento de uma de suas mangueiras deve estar fora de 5 operação e desinstalado.

A Figura 1 ilustra o processo de detecção de vazamento de uma mangueira (1) no umbilical, onde uma vez identificada a mangueira (1) do umbilical que apresenta vazamento (2), esta deve ter uma de suas extremidades fechada (bujonada) (3) ou completamente vedada. Em 10 seguida insere-se o dispositivo metálico, podendo ser constituído de uma ou mais partes, denominado PIG (4) e aplica-se pressão hidrostática com água (5) ou outro fluido qualquer que permita a realização desta operação com controle ou não da pressão de injeção.

Esta operação destina-se ao deslocamento do PIG (4) já que o 15 vazamento (2) vai permitir o deslocamento da massa de fluido inserido na mangueira (1), massa esta que desloca o PIG (4) até o local de vazamento (2) já que após o vazamento não há deslocamento de massa de fluido (5) uma vez que a partir daí esta mangueira encontra-se fechada (3), bloqueada e completamente vedada. Após ser detectada uma queda na 20 pressão de injeção (5) ou após algum tempo de injeção, o PIG (4), imediatamente, estaciona após a posição do vazamento.

Em seguida, cessa-se a injeção de fluido na mangueira (1) e o umbilical (6) (com vista de corte transversal (6’)), é transferido de uma bobina (7) para outra (8) fazendo-o passar através do dispositivo de 25 detecção de PIG (9), conforme ilustrado na Figura 2. Ao ocorrer a passagem do trecho de umbilical em que o PIG se encontra, o sistema detecta sua presença.

Ainda conforme a Figura 2, o equipamento externo detector de PIG no interior do umbilical é constituído de duas partes. Uma formada por um 30 anel (9’) que circunda o umbilical, apresentando um sistema sensor e outra

6/6 parte, que possui a eletrônica (10), capaz de identificar a presença do PIG e com isso alterar o sinal (11) de modo a permitir identificá-lo.

Sendo então detectado o exato local de vazamento da mangueira do umbilical, é feito um corte no umbilical com posterior emenda e assim o 5 retirado da região que apresentou o vazamento e, a depender dos comprimentos envolvidos, é permitida a utilização das partes restantes economizando tempo e recursos financeiros, ou seja, sua reutilização, apesar de ter sido dividido, pode ser novamente emendada com perda mínima em relação ao seu comprimento total ou mesmo, permitir o uso 10 das partes restantes em outros empreendimentos.

O ponto de partida para o processo de detecção de vazamento de mangueira em umbilical foi a identificação do vazamento durante a operação. A partir deste ponto se procede a seguinte seqüência:

• Retirada do umbilical do campo e transporte para o local dos testes, · introdução do(s) dispositivo(s) na(s) mangueira(s) com vazamento, • Transferência da bobina (ou carretel) para setor de inspeção;

• Localização do ponto com vazamento.

A partir deste ponto o umbilical é enviado para reparo, onde o ponto do vazamento é seccionado e as partes aproveitadas conforme seu 20 comprimento final.

Os dispositivos foram localizados, com precisão de 50 cm, em teste que durou cerca de 40 minutos após a preparação do local.

O resultado alcançado representa uma grande expectativa de aproveitamento de umbilicais. Existe hoje em operação aproximadamente 25 1850 Km de umbilicais instalados nas atividades offshore. Considerando que tais problemas ocorrem em cerca de 30% destes componentes (percentual obtido através de um levantamento realizado em uma grande operadora deste equipamento) e considerando que seja possível utilizar apenas 70% de seu comprimento original, estaremos economizando uma 30 quantidade superior a 380.000 metros de umbilicais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- . SISTEMA PARA DETECÇÃO DO LOCAL DE VAZAMENTO DE MANGUEIRAS DE UMBILICAIS, caracterizado por compreender um dispositivo metálico PIG (4) que é inserido na mangueira (1) que apresenta o vazamento (2) e de um equipamento externo detector de metal (9) que é constituído por duas partes: uma formada por um anel (9') que circunda o umbilical apresentando um sistema sensor e outra parte que possui a eletrônica (10) capaz de identificar a presença e a posição do PIG (4) no interior do umbilical (6) e com isso alterar o sinal (11) de modo a permitir identificá-lo.
2- . SISTEMA PARA DETECÇÃO DO LOCAL DE VAZAMENTO DE MANGUEIRAS DE UMBILICAIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um dispositivo metálico que é inserido na mangueira (1), podendo ser constituído por uma ou mais partes, denominado PIG (4) onde aplica-se uma pressão hidrostática com água (5) ou outro fluido qualquer que permita a realização do deslocamento do PIG (4) com controle ou não da pressão de injeção.
3- . SISTEMA PARA DETECÇÃO DO LOCAL DE VAZAMENTO DE MANGUEIRAS DE UMBILICAIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um dispositivo metálico que é inserido na mangueira (1) denominado PIG (4) que estaciona após a posição do vazamento (2), logo depois de ser detectada uma queda na pressão de injeção (5) ou após algum tempo de injeção.
4- . SISTEMA PARA DETECÇÃO DO LOCAL DE VAZAMENTO DE MANGUEIRAS DE UMBILICAIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um equipamento externo em que ao cessar a injeção do fluido (5) na mangueira (1), o umbilical (6) é transferido de uma bobina (7) a outra (8) fazendo-o passar através do equipamento externo de detecção (9) do PIG (4).
5- . PROCESSO PARA DETECÇÃO DE VAZAMENTOS EM UMBILICAIS conforme definida na reivindicação 1, caracterizado por compreender que o ponto de partida foi a identificação de vazamento durante operação e que a partir deste ponto se procede a seguinte sequência: retirada do umbilical do campo e transporte para o local dos testes, introdução do(s) dispositivo(s) na(s) mangueira(s) com vazamento, transferência de bobina (ou carretel) para setor de inspeção, localização do ponto com vazamento e a partir deste ponto o umbilical é enviado para reparo, onde o ponto de vazamento é seccionado e as partes aproveitadas conforme seu comprimento final.

Petição 870190092598, de 16/09/2019, pág. 15/15

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