BRPI0902477A2

BRPI0902477A2 - disposição de guia

Info

Publication number: BRPI0902477A2
Application number: BRPI0902477-8A
Authority: BR
Inventors: Jan Arne Holl; Torfinn Ottesen
Original assignee: Nexans
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2010-04-27
Also published as: US20100028086A1; NO329055B1; US8152411B2; EP2149669A2; NO20083370L; EP2149669B1; EP2149669A3

Abstract

DISPOSIçãO DE GUIA. A presente invenção refere-se a uma disposição de guia para colunas de ascensão marítimos, em especial para operações de óleo e gás offshore. - pelo menos uma estrutura guia (21, 22) para um comprimento do coluna de ascensão, - uma disposição de estrutura (10, IOA-D) para dar suporte à dita estrutura guia, - meio de âncora (11,12) no leio do mar, - meio de travamento (13, 14) conectando o dito conjunto de estrutura ao dito meio de âncora, Um elemento flutuante (1) para manter a dita estrutura guia (21, 22) no nível desejado no mar durante a operação. A estrutura guia (21, 22) é suportada rotativamente pelo dito conjunto de estrutura (10, 10A a D) com um eixo de pivó (21P, 22P) sendo substancialmente horizontal.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃODE GUIA".

A presente invenção refere-se a uma disposição de guia paracolunas de ascensão marítimos, em especial para operação offshore de óleoe gás.

Com freqüência Colunas de ascensão são usados para conectarplataformas offshore flutuantes com instalações submarinas. Estes colunasde ascensão podem ser de vários tipos, por exemplo, para cabos elétricos,tubos de fluidos, umbilicais ou outros tipos de colunas de ascensão combi-nados sendo de caráter flexível. Tipicamente, estes colunas de ascensãosão fornecidos em porções intermediárias de comprimento com elementosflutuantes de modo a obter uma curva favorável ou trajetória dos colunas deascensão através da água.

Em alguns casos onde condições dinâmicas devem ser levadasem consideração e há espaço limitado disponível em torno da plataformaflutuante ou embarcação envolvida, há a necessidade de estabilizar ou anco-rar os colunas de ascensão de modo a reduzir ou evitar movimentos laterais.Estes movimentos podem ser causados por correntes marítimas ou ondas,já que haverá outras influências agindo sobre os colunas de ascensão e/ouplataforma/embarcação.

Em uma solução conhecida (Subsea Arch System) produzidapela empresa CRP Group Limites, Lancashire, Inglaterra) para o problemaacima, fornece-se:

- pelo menos uma estrutura guia por um comprimento do colunade ascensão,

- um conjunto de estrutura para suportar a dita estrutura guia,

- meio de âncora no leito marítimo,

- meio de travamento conectando o dito conjunto de estrutura aodito meio de âncora, e

- um elemento flutuante para manter dita estrutura guia em umnível desejado no mar durante a operação.

Mais especificamente, a solução conhecida envolve o uso deuma estrutura guia fixa na forma de um arco tendo uma curvatura para cimaou "convexa" quando instalada para estabilizar um ou mais colunas de as-censão. Contudo a combinação de um coluna de ascensão leve e flexível, talcomo um umbilical ou similar, com grandes movimentos dinâmicos, comoexplicados acima, necessitarão de reforços de curva muito grandes na en-trada e saída do arco. Isto envolve custos muito altos.

São fornecidos aperfeiçoamentos substanciais em relação aoacima mencionado de acordo com esta invenção, tendo a estrutura guia sidosuportada articuladamente pelo dito conjunto de estrutura com um eixo arti-culado sendo substancialmente horizontal.

Inovação adicional e características específicas de acordo com ainvenção são definidas nas reivindicações.

As vantagens obtidas com este novo disposição guia são primei-ramente uma redução na tensão de curvatura e esforço imposto no colunade ascensão ou umbilical, eliminação de reforços de curvatura muito grande,funcionamento de estrutura de aço mais leve e fácil instalação.

Outras explicações da invenção seguem abaixo com referênciaa uma modalidade da invenção como ilustrado nos desenhos, os quais:

A figura 1 é uma visão geral do sistema de uma instalação decoluna de ascensão típico com uma configuração "lazy wave" entre umaembarcação de superfície de embarcação e o leito do mar,

A figura 2 em elevação, mostra mais em detalhes as partes emcooperação da disposição guia incluída na figura 1, e

A figura 3 mostra uma vista superior de acordo com a linha ll-llna figura 2.

Em uma situação típica da figura 1, uma embarcação 90 na su-perfície do mar 100 é conectada por meio de um coluna de ascensão 30 pa-ra uma instalação submarina (não mostrada). No meio da porção do colunade ascensão 30 são fornecidos elementos flutuantes 33 de modo a obteruma configuração desejada do coluna de ascensão como um todo. Assim,estendido da embarcação 90 o coluna de ascensão 30 terá uma inclinaçãopara cima antes da porção do elemento de flutuação 33.Nesta porção intermediária do coluna de ascensão pode haver anecessidade de alguma estabilização ou ancoragem do coluna de ascensão30,-em especial contra movimentos em uma direção lateral relacionada aoplano geral, seguida pela configuração do coluna de ascensão 30.

Assim, uma disposição guia de acordo com a invenção, forneci-do para tal ancoragem, é mostrado na figura 1 com blocos de âncora inferio-res 11 e 12 no leito do mar 200, com meios de travamento 13, 14 conecta-dos a um conjunto de estrutura 10 suportando uma estrutura guia 21, pormeio da qual o elemento flutuante 1 serve para manter a disposição de guiano nível desejado no mar. Como será melhor visto a partir da figura 3, a es-trutura guia 21 pode se ajustar livremente e articulada na configuração incli-nada ou porção do coluna de ascensão 30 passando através da estruturaguia 21.

Ao verificar agora a figura 2, assim como a figura 3, a modalida-de mostrada na mesma compreende duas estruturas guias 21 e 22 forneci-das nas respectivas partes laterais 15 e 16 de estrutura 10, como mostradoem especial na figura3. Assim, esta modalidade é útil no caso de dois oumais colunas de ascensão paralelos 30, os quais é uma situação bastantefreqüente na prática. Neste caso a estrutura 10 possui uma forma principalretangular e é adaptada para ter um sentido substancialmente horizontal nomar. Com esta finalidade a estrutura 10 é suspensa por membros de braça-deira 10A, 10B, 10C e 10D se estendendo em uma inclinação dos respecti-vos pontos de fixação na estrutura 10 para cima até um ponto de suspensãocentral comum 3 acima da estrutura horizontal 10. Entre o meio de trava-mento flutuante 2 e o topo das braçadeiras 10A-D é fornecido uma junta ro-tativa 3S com um eixo vertical de rotação. A estrutura guia 21 é suportadoarticuladamente pelo pivô da estrutura 10 no eixo da articulação 21P onde aestrutura guia 22 em uma maneira correspondente é suportada articulada-mente em torno do eixo 22P. Eixo 21P e eixo 22P são ambos substancial-mente horizontais, de modo a tornar possível uma posição inclinada das es-truturas guia 21 e 22, por exemplo, como mostrado na figura 1. Este movi-mento angular das estruturas guias é individual, permitindo ângulos diferen-tes de inclinação dos dois guias. Para estes movimentos é vantajoso que oseixos articulados 21P, 22P estejam localizados na porção mediana do com-primento de cada estrutura guia 21, 22 de preferência no ponto mediano domesmo. Consequentemente haverá um tipo de disposição balanceada des-tas estruturas guia.

Para que os meios de travamento 13 e 14 não evitem o movi-mento dos guias 21, 22 eles devem ser afixados à estrutura 10 na regiãocentral ao longo dos membros 15 e 16, de preferência adjacente aos eixos21P e 22P, respectivamente. Para maior estabilidade também pode ser for-necido um terceiro cabo(s) (ou ainda mais), com uma âncora de fundo emum ponto deslocado de uma linha entre as âncoras 11 e 12.

Outra característica de importância também é vista a partir dafigura 3, isto é, que o comprimento de cada estrutura guia 21, 22 é tão amplaque faz as extremidades destas estruturas se projetarem para fora da estru-tura 10. Estas extremidades dos guias são fornecidas com rígidos de curvarelativamente curtos 25 a 28, respectivamente. Assim, os reforços de curvapossuem um comprimento de somente uma pequena fração do comprimentodas estruturas guia. Por outro lado, o comprimento de cada estrutura guia21, 22 é muitas vezes o diâmetro do coluna de ascensão 30. Isto forneceráum movimento angular seguro como desejado, quando em operação as es-truturas guias estão sob a influência dos colunas de ascensão passando a-través deles.

É preferível de acordo com a invenção deixar as estruturas guia21 e 22 terem uma forma básica de tubo com uma configuração essencial-mente retilínea. Além disso, para a fixação requerida dos colunas de ascen-são 30 através das estruturas guia 21 e 22 contra o deslocamento longitudi-nal, grampos 41 e 42 são fornecidos em uma porção mediana de cada estru-tura guia. Estes grampos podem ser de tipos mais ou menos convencionaise não são mostrados em detalhes no desenho.

A montagem das estruturas guia 21, 22 no coluna de ascensão30 pode ser feito em uma embarcação de lançamento ao lançar o coluna deascensão no site de instalação offshore. No caso de guias na forma de tubo(vide figuras 2 e 3) o coluna de ascensão pode ser rosqueado através deseu guia ou o guia pode ser dividido longitudinalmente para posicionar pri-meiro o coluna de ascensão em uma metade do tubo por onde a outra me-tade é montada de modo a formar um guia completo, fechado contendo umcomprimento do coluna de ascensão. Depois o conjunto é lançado no mar edepois disso cada guia é conectado ao pivô da estrutura.

A disposição da estrutura 10, âncoras 11, 12, meio de travamen-to 2 e elemento flutuante 1 podem ser instalados antes ou depois do lança-mento do coluna de ascensão 30 com os guias montados no mesmo.

Será entendido que muitas modificações são possíveis, desvi-ando do exemplo da modalidade mostrada nas figuras 1-3. A configuraçãodo coluna de ascensão pode ser diferente e o presente disposição guia po-deria estar localizado em outras porções da configuração do coluna de as-censão do que o ilustrado na figura 1.

As âncoras 11 e 12 podem ser de qualquer outro tipo de âncorado que os blocos de gravitação mostrados, por exemplo, âncoras de estaca.Também pode haver modificações de disposição de guia com somente umaestrutura guia, e neste caso o conjunto de estrutura pode ser muito maissimples do que ilustrado no desenho.

Claims

1. Disposição de guia para colunas de ascensão marítimos, emespecial para operações de óleo e gás offshore, compreendendo de:- pelo menos uma estrutura guia (21, 22) por um comprimentode coluna de ascensão (30),- meio de âncora (11, 12) no leito do mar,- meio de travamento (13, 14),- um elemento flutuante (1),caracterizado pelo fato de que ainda compreende de um conjunto de estrutu-ra (10, 10A a D) para dar suporte articuladamente à dita estrutura guia (21, 22) com um eixo de pivô substancialmente horizontal (21P, 22P), o dito con-junto de estrutura (10, 10A a D) sendo afixado ao dito meio de âncora (11,12) pelo dito meio de travamento (13, 14), e o dito elemento flutuante (1)sendo afixado articuladamente ao dito conjunto de estrutura (10, 10A-D),para manter dita estrutura guia (21, 22) em um nível desejado no mar duran-te a operação.

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, em que dito eixodo pivô (21P, 22P) é localizado na porção mediana do comprimento da ditaestrutura guia (21, 22), de preferência no ponto mediano do mesmo.

3. Disposição de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que ocomprimento da dita estrutura guia (21, 22) é muitas vezes o diâmetro dodito coluna de ascensão (30).

4. Disposição de acordo com qualquer umas das reivindicações 1 a 3, em que são fornecidos reforços de curva (25 a 28) em ambas as ex-tremidades da dita estrutura guia (21, 22), o comprimento de cada reforço decurva sendo de uma fração pequena do comprimento da estrutura guia.

5. Disposição de acordo com qualquer umas das reivindicações 1 a 4, em que dita estrutura guia (21, 22) possui uma forma principal subs-tancialmente retilínea.

6. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 5, em que dita estrutura guia (21, 22) possui uma forma básica de tubo.

7. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 6, em que um grampo (41, 42) para o coluna de ascensão (30) é fornecidona dita estrutura guia (21, 22), de preferência localizada na porção medianada estrutura guia.

8. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, em que duas estruturas guia (21, 22) são fornecidas em cada lado opos-to ao dito conjunto de estrutura (10, 10A a D).

9. Disposição de acordo com a reivindicação 8, em que o com-primento da dita estrutura guia (21, 22) é maior do que o comprimento dolado correspondente do dito conjunto de estrutura (10, 10A a D).

10. Disposição de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que odito conjunto de estrutura compreende de pelo menos duas braçadeiras in-clinadas (10A a D) tendo extremidades superiores afixadas a um ponto desuspensão comum, central (3) do qual um meio de travamento flutuante (2)se estende ao dito elemento flutuante (1).

11. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 8a 10, em que dito conjunto de estrutura (10) é adaptado para ter um sentidosubstancialmente horizontal na operação.

12. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 11, em que é fornecido uma junta rotativa (3S) com um eixo vertical derotação, entre dito elemento flutuante (1) e dito conjunto de estrutura (10).