BRPI1105919A2 - sistema e mÉtodo para operaÇço temporÁria hidrostÁtica de mancais de empuxo hidrodinÂmico em um màdulo vertical de deslocamento de fluido - Google Patents

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Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA OPERAÇçO TEMPORÁRIA HIDROSTÁTICA DE MANCAIS DE EMPUXO HIDRODINÂMICO EM UM MàDULO VERTICAL DE DESLOCAMENTO DE FLUÍDO. A presente invenção está correlacionada a um método e a meios para suporte axial de um eixo rotor de uma bomba ou compressor (6, 7) durante a partida ou parada de um módulo vertical de deslocamento de fluído (1) para operação submarina, compreendendo um motor (2) e uma bomba ou compressor (3), compreendendo a etapa de temporariamente suprir fluído de lubrificação para operação hidrostática de mancal(is) de empuxo hidrodinâmico(s) (11), a partir da superfície, ou a etapa de suprimento de fluído localizado na terra, através de meios de controle de fluxo (36, 38) dispostos em conjunto com uma unidade de controle de pressão submarina (19), configurada para controlar o suprimento e descarga de fluídos tipo barreira e fluídos de lubrificação para o dito módulo (1) ou provenientes do mesmo.

Description

"SISTEMA E MÉTODO PARA OPERAÇÃO TEMPORÁRIA HIDROSTÁTICA DE MANCAIS DE EMPUXO HIDRODINÂMICO EM UM MÓDULO VERTICAL DE DESLOCAMENTO DE FLUIDO"
Campo Técnico da Invenção
A presente invenção se refere a um sistema e método para operação temporária hidrostática de mancais de empuxo hidrodinâmico, para rotores em bombas ou compressores, projetados para serem operados na produção submarina de fluidos de hidrocarbonetos, em que a bomba ou o compressor é acionada por um motor e, juntamente com o motor, são dispostos em um módulo de deslocamento de fluido, tendo orientação vertical durante a operação, e em que os fluidos tipo barreira e de lubrificação são circulados para impedir o ingresso de água do mar e fluidos de produção dentro de cavidades, vedações e mancais do módulo de deslocamento de fluido.
Antecedentes da Invenção e Estado da Técnica
As bombas e compressores operados na recuperação de produtos de hidrocarbonetos em grandes profundidades do mar são submetidos a severos ambientes, incluindo, por exemplo, altas pressões, como, da ordem de cerca de 100 bar. A fim de impedir o ingresso de líquido, gás e partículas sólidas dentro de estruturas de motor e bomba/compressor, um fluido hidráulico sob pressão ligeiramente mais alta é circulado através das estruturas, de modo a prover lubrificação e barreiras que impedem a entrada de matérias prejudiciais.
Tipicamente, o fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado através da estrutura do motor sob uma primeira pressão, e o fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado através da estrutura da bomba ou compressor, sob uma pressão que é ligeiramente inferior à pressão no circuito de fluido do motor. Uma diferença de pressão de cerca de 5-10 bar é normalmente aplicada, sendo suficiente para separar os circuitos de fluido do motor e bomba/compressor, e a mesma diferença de pressão pode ser aplicada para separar os circuitos de fluido tipo barreira e de lubrificação do fluido de produção na bomba ou compressor.
Os motores, bombas ou compressores usados para essa finalidade são projetos de trabalho pesado, que exigem considerável demanda de energia para colocar os rotores da bomba ou compressor em rotação, assim como, mancais de longo período de duração, para absorver cargas de empuxo aplicadas ao rotor pelo seu peso e do fluido de produção. Quando em rotação, o fluido de lubrificação é pressurizado e alimentado pelo rotor ou por um meio associado ao rotor para suprimento aos suportes inclinados de um mancai de empuxo, para permitir a construção de um filme de lubrificação hidrodinâmico e, desse modo, manter as superfícies que podem ser conectadas por empuxo, separadas por um fluxo de filme fluido entre as superfícies.
Quando em paralização, as superfícies que podem ser conectadas por empuxo podem entrar em contato, por exemplo, sob o peso do rotor, ou como resultado da pressão estática no meio bombeado na paralização. A mudança de rotação para falta de rotação e vice-versa, isto é, na partida e parada, cria um problema quando a operação hidrodinâmica do mancai de empuxo falha, isto é, quando a velocidade do rotor é insuficiente para separar as superfícies que podem ser conectadas por empuxo. Na partida e parada, a rotação do mancai "seca" provoca o desgaste das superfícies que podem ser conectadas por empuxo. A partida de uma bomba ou compressor com mancais secos resulta, inicialmente, em uma exigência de torque bastante alta, o que requer um correspondente superdimensionamento da rede de distribuição de energia submarina, motor e transformadores, etc.
Resumo da Invenção
A presente invenção objetiva evitar os problemas de desgaste de mancais de empuxo e proporcionar uma solução que reduza a exigência de torque e, desse modo, as exigências de energia e corrente na partida do motor e do módulo de bomba/compressor.
O objetivo é alcançado em um sistema para operação hidrostática temporária de mancais de empuxo hidrodinâmico, em um módulo vertical de deslocamento de fluido para operação submarina, compreendendo um motor e uma bomba ou compressor, em que o dito módulo é conectado a uma unidade de controle de pressão submarina, disposta para controlar o suprimento e a descarga de fluidos tipo barreira e de lubrificação para o dito módulo e proveniente do mesmo. O fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado dentro do motor sob uma primeira pressão, em um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação, e o fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado dentro da bomba/compressor em um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação sob uma segunda pressão, inferior à dita primeira pressão. Uma linha de suprimento de fluido é disposta, conectando uma unidade de controle de fluxo e mancal(is) de empuxo hidrodinâmico na bomba/compressor, e meios de controle de fluxo na linha de suprimento de fluido podem ser controlados para temporário suprimento de fluido ao(s) mancal(is) de empuxo, a uma pressão suficiente para gerar um filme de fluido entre as superfícies que podem ser conectadas por empuxo no(s) mancal(is) de empuxo na partida e parada, respectivamente, da bomba/compressor.
Uma comunicação de fluido é disposta para descarga do fluido do(s) mancal(is) de empuxo para o circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação na bomba/compressor, pelo que, o fluxo de fluido (pressão de acionamento) entre as superfícies que podem ser conectadas por empuxo na partida e parada, respectivamente, é gerado em resposta à descarga de fluido da unidade de controle de pressão para um fluxo de fluido de processo.
Através dessa disposição, é garantido que o fluido hidráulico é imediatamente disponível com suficiente pressão e volume para separação das superfícies que podem ser conectadas por empuxo na partida e parada da bomba ou compressor. A descarga do fluido do(s) mancal(is) através do circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor e da unidade de controle de pressão garante ainda que uma apropriada diferença de pressão entre os circuitos de fluido tipo barreira e de lubrificação do motor e da bomba/compressor, respectivamente, possa ser mantida através do controle de pressão na unidade de controle de pressão. Ao dispor o suprimento de fluido para o(s) mancal(is) de uma unidade de controle de fluxo localizada no fundo mar, se obtém uma rápida resposta e uma compacta estrutura.
Numa modalidade preferida, os meios de controle de fluxo compreendem uma válvula de controle de fluxo, tal como, uma válvula de controle liga/desliga, e uma válvula de contrapressão, disposta em série na linha de suprimento de fluido que se conecta ao(s) mancal(is) de empuxo. Além disso, os meios de controle de fluxo podem compreender uma válvula reguladora de pressão. A válvula reguladora de pressão pode ser associada a uma transmissão de motor elétrico, que permite o ajuste remoto do nível de suprimento de pressão hidrostática. Os meios de controle de fluxo podem ser dispostos no interior de uma
unidade de controle de fluxo submarina, ou na unidade de controle de pressão submarina, ambas as quais podendo ser dispostas como unidades recuperáveis do sistema. Preferivelmente, a operação hidrostática do(s) mancal(is) de empuxo é controlada a partir da superfície, através de meios de controle de fluxo eletricamente responsivos.
A operação hidrodinâmica do(s) mancal(is) de empuxo pode incluir o suprimento de fluido hidráulico da unidade de controle de pressão (através da linha de suprimento conectada aos suportes fixos do(s) mancal(is) de empuxo.
A operação hidrostática do(s) mancal(is) de empuxo pode incluir o suprimento de fluido hidráulico da unidade de controle de fluxo para os suportes fixos incluídos no(s) mancal(is) de empuxo.
A unidade de controle de pressão é conectada ao fluxo de fluido de processo no lado de entrada ou no lado de saída da bomba/compressor, para descarga do fluido dentro do fluxo de fluido de processo.
Um sistema como o resumidamente aqui descrito compreende assim meios para praticar um método para suporte axial de um eixo de rotor de uma bomba ou compressor durante a partida ou parada de um módulo vertical de deslocamento de fluido para uma operação submarina, compreendendo um motor e uma bomba ou compressor, compreendendo a etapa de temporariamente suprir fluido de lubrificação para operação hidrostática de mancal(is) de empuxo hidrodinâmico, a partir da superfície ou do suprimento de fluido baseado na costa terrestre, através de meios de controle de fluxo, dispostos em conjunto com uma unidade de controle de pressão submarina, configurada para controlar o suprimento e descarga de fluidos tipo barreira e lubrificação para o dito módulo ou proveniente do mesmo.
Adicionais vantagens e características vantajosas do sistema e método submarinos de acordo com a presente invenção serão mais evidentes, a partir das reivindicações dependentes e da seguinte descrição.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção será mais detalhadamente explicada a seguir, fazendo-se referência aos desenhos anexos, que ilustram, esquematicamente, uma implementação de sistema submarino de acordo com a invenção. Mos desenhos: - a figura 1 ilustra um sistema estabelecido para operação temporária hidrostática de um mancai de empuxo hidrodinâmico em um módulo vertical de deslocamento de fluido para uma operação submarina; - a figura 2 é uma vista em corte de um mancai de empuxo, ilustrando, esquematicamente, o suprimento de fluido hidráulico para uma operação hidrostática; e
- a figura 3 é uma vista de extremidade de um mancai de empuxo, ilustrando o suprimento de fluido hidráulico para uma operação hidrostática.
5
Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas
No desenho da figura 1, um módulo de deslocamento de fluido, geralmente, referido pela referência numérica (1), define dentro de seu espaço uma unidade de motor (2) e uma unidade de deslocamento de fluido (3). Em operação, o módulo de deslocamento de fluido (1) apresenta uma orientação perpendicular ou vertical, conforme ilustrado. A unidade de deslocamento de fluido (3) pode compreender uma bomba, que efetua o deslocamento de um fluido de processo, ou pode compreender um compressor, que efetua a pressurização de um fluxo de fluido. Tipicamente, a bomba ou compressor (3) apresenta um ou mais rotores acionados de rotação pelo motor. 0(s) rotor(es) é/são articulados para rotação em uma cavidade de bomba ou compressor, que se comunica com uma linha de fluido de processo através de uma entrada e saída, respectivamente, conforme mostrado no desenho esquemático da figura 1, recebendo a referência numérica (4).
O motor (2) e a bomba ou compressor (3) podem ser de qualquer estrutura convencional para operação submarina, que é do conhecimento de um especialista versado na técnica. Com o objetivo de divulgar a invenção e sem qualquer limitação para a modalidade divulgada, A figura 1 ilustra uma modalidade compreendendo uma bomba de rotor helicoidal, tendo dois rotores helicoidais, que são colocados em rotação por meio de engrenagens entrelaçadas, ou engrenagens reguladoras (5), que proporcionam sincronização do movimento rotativo. Os eixos de rotor (6), (7) são articulados em mancais radiais (8), (9) e (10) em uma carcaça de bomba, e os rotores são axialmente suportados por um mancai de empuxo (11). Os mancais de rotor são separados do meio de bomba por disposições de vedação (12) e (13), em ambas as extremidades dos rotores. O motor (12) é disposto em uma carcaça de motor que protege o motor do
ambiente marinho. Na carcaça de motor, o eixo do motor é articulado para rotação em mancais radiais (14) e (15). Embora não mostrado no desenho, os mancais de empuxo podem ser dispostos também na carcaça de motor, para absorver as cargas axiais que atuam sobre o eixo do motor. O interior da carcaça do motor é hidraulicamente separada do interior da carcaça de bomba, por meio de uma disposição de vedação (16), através da qual o eixo do motor se estende para ser transmissivelmente conectado aos rotores através de um acoplamento flexível (17).
Um fluido hidráulico na carcaça do motor é controlado a uma pressão acima da pressão interna da bomba, atuando como uma barreira que impede a entrada de fluido de processo e de partículas dentro da carcaça do motor, através da disposição de vedação (16), que promove a vedação em torno do eixo de motor (18). Como resultado da diferença de pressão, um fluxo de vazamento de fluido hidráulico no motor é inevitável. A velocidade de vazamento é dependente das propriedades do fluido, da pressão diferencial, das condições provisórias de operação da bomba, e da espessura da(s) vedação(ões). O vazamento é compensado mediante reenchimento da carcaça do motor, a partir de um suprimento externo de fluido hidráulico. Do mesmo modo, o fluido hidráulico é usado para lubrificação dos mancais da bomba e das engrenagens reguladoras. A pressão do fluido de lubrificação da bomba deve ser mantida acima da pressão do meio bombeado internamente na bomba, a fim de evitar a entrada de fluido de processo e partículas dentro dos mancais da bomba, das vedações e das engrenagens reguladoras. O vazamento pelas vedações da bomba dentro do meio bombeado é compensado através do reenchimento de um suprimento externo de fluido hidráulico.
O controle do volume e pressão do fluido hidráulico suprido às unidades de motor e bomba (2) e (3) é proporcionado por uma unidade de controle de pressão (19), para a qual é suprido fluido a partir da superfície, em uma linha de fluido (20). A unidade de controle de pressão (19) opera como uma barreira e os meios de regulação de pressão dos fluidos de lubrificação fornecem ou descarregam fluido tipo barreira e de lubrificação para/proveniente o/do motor submarino e módulo de bomba/compressor (1). Para essa finalidade, o fluido tipo barreira e de lubrificação do motor é circulado em um circuito de fluido (21), (22), (23), proporcionando suprimento/descarga de fluido tipo barreira e de lubrificação para o motor e mancais de eixo do motor. O fluxo de fluido hidráulico no interior da unidade de motor (2) é convencionalmente gerado por meio de uma bomba ou dispositivo propulsor (conforme indicado na figura 1, entre, por exemplo, as referências (15) e (16), que gira com o eixo do motor. Do mesmo modo, o fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor é circulado em um circuito de fluido (24), (25), (26), (27), proporcionando suprimento/descarga de fluido tipo barreira e de lubrificação para os mancais de eixo da bomba/compressor e engrenagens reguladoras. O fluxo de fluido hidráulico no interior da unidade de bomba/compressor é igualmente, tipicamente, gerado por meio de uma bomba ou dispositivo propulsor, que gira com o eixo rotor/rotor, tal como, uma bomba de lubrificação (30), conforme indicado na figura 1. Resfriadores externos do fluido tipo barreira e de lubrificação podem ser incluídos nos circuitos de fluido (21-23) e (24-27), como elementos convencionais, conforme também indicado na figura 1.
A unidade de controle de pressão (19) pode, vantajosamente, ser configurada conforme divulgado no anterior Pedido de patente Norueguês do Requerente, No. 20100902, cujo conteúdo do mesmo é aqui incorporado por essa referência.
Numa modalidade preferida, a unidade de controle de pressão (19) compreende, então, primeiro e segundo compensadores de pressão e válvulas de controle de fluxo (não mostrado na figura 1), operadas em resposta a uma exigência de suprimento de fluido hidráulico, baseado nas mudanças na pressão de fluido e nos circuitos de fluido tipo barreira e de lubrificação (21-23) e (24-27). Os compensadores de pressão podem ser de qualquer tipo disponível, como, por exemplo, compensador de pressão de carga de pistão, para uso submarino e projetado para separar um fluido piloto do circuito de fluido hidráulico a ser controlado. Nessa modalidade, a unidade de controle de pressão (19) proporciona a seguinte operação no sistema:
- o fluido hidráulico no circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (21-23) do motor é previamente tensionado na direção do motor através de uma pressão aplicada a partir do primeiro compensador de pressão por separação;
- o fluido hidráulico no circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (24-27) da bomba/compressor é previamente tensionado na direção da bomba/compressor por uma pressão aplicada a partir do segundo compensador de pressão por separação; em que
- o segundo compensador de pressão é responsivo à pressão do meio bombeado em uma entrada de bomba e/ou em uma saída de bomba (em um lado de sucção e/ou descarga da bomba), para aplicar a soma dessa pressão e sua inerente pressão de pré- tensionamento ao circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor; - o primeiro compensador de pressão é responsivo à pressão no circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação, para aplicar a soma dessa pressão e sua inerente pressão de pré-tensionamento ao circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação do motor.
A fim de equilibrar as pressões nos circuitos de fluido tipo barreira e de lubrificação (21-23) e (24-27) em relação à pressão do meio bombeado, a pressão do meio bombeado é comunicada à unidade de controle de pressão (19) através das linhas piloto (40), (28) que atuam como linhas de referência de pressão.
Para a mesma finalidade, a unidade de controle de pressão (19) pode em outra modalidade preferida compreender primeiro e segundo reguladores redutores de pressão e válvulas de controle de pressão (não mostrado na figura 1), conforme divulgado no anterior Pedido de patente Norueguês do Requerente, No. 20100905, cujo conteúdo do mesmo é aqui incorporado por essa referência. Na modalidade alternativa, a unidade de controle de pressão (19) compreende:
- um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor (24-27), em comunicação de fluxo com um suprimento de fluido hidráulico através de um primeiro regulador redutor de pressão;
- um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação do motor (21-23), em comunicação de fluxo com um suprimento de fluido hidráulico através de um segundo regulador redutor de pressão, em que
- o primeiro regulador redutor de pressão é configurado para reduzir a pressão do fluido de suprimento em resposta à pressão do meio bombeado no lado de sucção ou no lado de descarga da bomba; e
- o segundo regulador redutor de pressão é configurado para reduzir a pressão do fluido de suprimento em resposta à pressão de saída do primeiro regulador redutor de pressão.
Uma explanação detalhada dos elementos internos e da operação da unidade de controle de pressão (19) é disponível dos Pedidos de Patentes da Noruega aqui referenciados e incorporados.
Agora, será observado com maiores detalhes a estrutura do mancai de empuxo do rotor (11) (ver também a figura 2). O mancai de empuxo (11) compreende suportes inclinados (29) rotacionalmente fixados, suportando axialmente o rotor da bomba ou compressor. Quando em operação, o fluido hidráulico no circuito de fluido da bomba/compressor (24-27) é pressurizado e alimentado ao mancai de empuxo por um rotor giratório ou é acionado por um dispositivo rotor, tal como, uma bomba de lubrificação (30) (ver a figura 1), por exemplo, associada com a unidade de engrenagem reguladora (5). Desse modo, o fluido pressurizado de lubrificação é suprido aos suportes inclinados para gerar, quando da rotação, a separação das superfícies que podem ser conectadas por empuxo, mediante criação de um filme de fluido hidrodinâmico entre os suportes (29) e as faces de oposição axiais formadas no rotor ou conectadas ao mesmo. Desse modo, a operação do mancai de empuxo (11) é hidrodinâmica.
Em um mancai de empuxo considerado somente como hidrodinâmico, a pressão de fluido e o fluxo de fluido hidráulico sucessivamente diminui com a diminuição da velocidade de rotação do rotor, até que as superfícies que podem ser conectadas por empuxo, isto é, os suportes de suporte no mancai e as faces opostas axiais no rotor, sejam trazidos em contato de atrito durante o estágio de parada. Quando da partida de um estágio em modo paralisado, as superfícies que podem ser conectadas por empuxo giram sob contato de atrito, até que a velocidade do rotor e a resultante pressão de fluido e fluxo sejam suficientes para separar as faces axiais no rotor dos suportes.
De acordo com a invenção, o mancai de empuxo hidrodinâmico (11) é temporariamente operado como um mancai hidrostático durante a partida e parada, até que a velocidade do rotor seja suficiente para prover a operação hidrodinâmica. Para essa finalidade, o fluido hidráulico é suprido para gerar um filme de fluido na interface entre os suportes e as faces opostas axiais no rotor. O fluido hidráulico é suprido a essa interface através das aberturas (31) formadas através dos suportes (29). Cada suporte pode ser formado com uma abertura (31), que comunica fluido hidráulico para a interface de uma cavidade ou canal de fluido comum (32), formada em uma base do suporte (33), na qual os suportes são montados. Um suplemento vedado (34) proporciona passagem de fluido entre cada suporte (29) e a base de suporte (33). O fluido hidráulico é suprido ao canal (32) na base de suporte através de uma linha de suprimento de fluido (35), que conecta o mancai de empuxo (11) com a unidade de controle de fluxo (41). Uma válvula de controle de fluxo (36) na linha de suprimento de fluido (35) controla o suprimento de fluido hidráulico para o mancai de empuxo (11). Uma válvula de contrapressão (37) na linha de suprimento de fluido (35) impede o fluxo inverso. Uma válvula reguladora de pressão (38) pode, adicionalmente, ser provida para regular a pressão de fluido suprida ao mancai de empuxo (11). Caso apropriado, a válvula de controle de fluxo (36), assim como, a válvula reguladora de pressão (38), preferivelmente, é eletricamente responsiva a sinais de controle, de um dispositivo de controle da superfície, que opera o modo hidrostático do mancai de empuxo. A válvula reguladora de pressão (38) pode ser associada com uma transmissão de um motor elétrico, que permite o ajuste remoto do nível de suprimento da pressão hidrostática, na linha de suprimento de fluido de lubrificação (35) do mancai de empuxo.
A figura 3 mostra uma modalidade alternativa em que o fluido hidráulico é alimentado radialmente aos suportes fixos (29). Para essa finalidade, cada suporte é formado com a conexão de canais axiais e radiais, que conectam a abertura (31) com uma conexão de fluido periférico (39), para a qual é suprido fluido hidráulico a partir da unidade de controle de fluxo (41).
O fluido hidráulico suprido através das aberturas de suporte (31) é permitido vazar dentro do circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (24-27) da bomba/compressor. A resultante elevação de temperatura no circuito de fluido (24-27) é controlada pela unidade de controle de pressão (19), da qual o excesso de fluido é descarregado para um recipiente externo, tipicamente, para o fluxo de fluido de processo, através da linha de descarga (40), que comunica a pressão de referência para a unidade de controle de pressão (19). A unidade de controle de fluxo (41), desse modo, proporciona uma pressão hidrostática entre os suportes (29) e as faces opostas axiais no mancai de empuxo (11), nas etapas de partida e parada, respectivamente. Além disso, como resultado da comunicação da pressão hidrostática no mancai de empuxo (11), através do circuito de fluido (24-27), para a unidade de controle de pressão (19), a pressão no circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (21-23) do motor é instantaneamente equilibrada e mantida na predeterminada pressão, acima da pressão do fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor no circuito (24-27), pela operação intrínseca da unidade de controle de pressão (19), conforme anteriormente explicado.
Os meios de controle de fluxo (36-38) podem ser dispostos como uma unidade de controle de fluxo, numa carcaça separada (41), para a qual é suprido fluido hidráulico da superfície. Em ambos os casos, as carcaças (41) e (42) podem ser conectadas ao motor e módulo de bomba/compressor (1), por meio de um dispositivo de acoplamento rápido, através do qual as carcaças são desmontáveis e recuperáveis, como, por exemplo, por meio de um veículo remotamente operado (ROV). Do mesmo modo, a unidade de controle de pressão (19) pode ser disposta de forma desmontável e separadamente recuperável, como, por exemplo, por meio de um ROV.
Logicamente, a invenção não se restringe de nenhuma maneira às modalidades descritas acima. Ao contrário, diversas possibilidades para modificações da mesma se tornarão evidentes para um especialista versado na técnica, sem que seja afastada a idéia básica da invenção, tal como, definida pelas reivindicações anexas.

Claims (15)

1. Sistema para operação hidrostática temporária de mancais de empuxo hidrodinâmico em um módulo vertical de deslocamento de fluido (1) para operação submarina, compreendendo um motor (2) e uma bomba ou compressor (3), em que: - o dito módulo (1) é conectado a uma unidade de controle de pressão (19) submarina, disposta para controlar o suprimento e a descarga de fluidos tipo barreira e de lubrificação para o dito módulo e proveniente do mesmo; - o fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado dentro do motor sob uma primeira pressão, em um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (21-23), e o fluido tipo barreira e de lubrificação é circulado dentro da bomba/compressor em um circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (24-27) sob uma segunda pressão, a qual é inferior a dita primeira pressão, caracterizado pelo fato de que: - uma linha de suprimento de fluido (35), conecta uma unidade de controle de fluxo (41) e mancal(is) de empuxo hidrodinâmico (11), na bomba/compressor (3); - meios de controle de fluxo (36) na linha de suprimento de fluido (35) podem ser controlados para temporário suprimento de fluido ao(s) mancal(is) de empuxo (11), a uma pressão suficiente para gerar um filme de fluido entre as superfícies que podem ser conectadas por empuxo no(s) mancal(is) de empuxo na partida e parada, respectivamente, da bomba/compressor; e - uma comunicação de fluido do(s) mancal(is) de empuxo (11) para o circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação (24-27) na bomba/compressor, pelo que, um fluxo de fluido entre as superfícies que podem ser conectadas por empuxo na partida e parada, respectivamente, é gerado em resposta à descarga de fluido da unidade de controle de pressão (19) para um fluxo de fluido de processo.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de controle de fluxo compreendem uma válvula de controle de fluxo (36), tal como, uma válvula de controle do tipo liga/desliga, e uma válvula de contrapressão (37), dispostas em série na linha de suprimento de fluido (35) para o mancai de empuxo.
3. Sistema, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os meios de controle de fluxo compreendem uma adicional válvula reguladora de pressão (38).
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a válvula reguladora de pressão (38) é operada por um acionamento de motor elétrico, que permite o ajuste remoto do nível da pressão hidrostática na linha de suprimento de fluido de lubrificação (35) ao mancai de empuxo.
5. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de controle de fluxo são alojados no interior de uma unidade de controle de fluxo submarina (41), ou na unidade de controle de pressão submarina (19), ambas as quais podendo ser dispostas como unidades recuperáveis do sistema.
6. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a operação hidrostática do(s) mancal(is) de empuxo (11) é controlada a partir da superfície, através de meios de controle de fluxo eletricamente responsivos (36, 38).
7. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a operação hidrodinâmica do(s) mancal(is) de empuxo (11) inclui o suprimento de fluido hidráulico da unidade de controle de pressão (19).
8. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a operação hidrostática do(s) mancal(is) de empuxo (11) inclui o suprimento de fluido hidráulico da unidade de controle de fluxo (41) para suportes fixos (29), incluídos no(s) mancal(is) de empuxo.
9. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de pressão (19) é conectada ao fluxo de fluido de processo no lado de entrada ou no lado de saída da bomba/compressor, para descarga de fluido dentro do fluxo de fluido de processo.
10. Método para suporte axial de um eixo rotor de uma bomba ou compressor (6, 7) durante a partida ou parada de um módulo vertical de deslocamento de fluido (1) para operação submarina, caracterizado pelo fato de compreender um motor (2) e uma bomba ou compressor (3), compreendendo a etapa de temporariamente suprir fluido de lubrificação para operação hidrostática de mancal(is) de empuxo hidrodinâmico(s) (11), a partir da superfície, ou a etapa de suprimento de fluido localizado na terra, através de meios de controle de fluxo (36, 38) dispostos em cooperação com uma unidade de controle de pressão submarina (19), configurada para controlar o suprimento e descarga de fluidos tipo barreira e fluidos de lubrificação para o dito módulo (1) ou provenientes do mesmo.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de pressão (19) é operada para gerar um fluxo de filme de fluido entre suportes inclinados (29) do mancai de empuxo (11), se opondo a faces axiais nos rotores na bomba ou compressor, e onde a operação da unidade de controle de pressão (19) compreende a descarga de fluido tipo barreira/lubrificação da unidade de controle de pressão (19) para um fluxo de fluido de processo.
12. Método, de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de temporariamente operar uma válvula de controle de fluxo (36), disposta em uma linha de suprimento de fluido de lubrificação (35) a um mancai de empuxo, conectada ao(s) mancal(is) de empuxo hidrodinâmico (11) na bomba ou compressor.
13. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-12, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de eletricamente controlar os meios de controle de fluxo (36, 38) a partir de um controle de superfície.
14. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-13, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de controlar a pressão de suprimento na linha de suprimento de fluido de lubrificação ao mancai de empuxo (35) por meio de uma válvula reguladora de pressão (38).
15. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 10-14, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de suprir fluido hidráulico, a partir do circuito de fluido tipo barreira e de lubrificação da bomba/compressor (24-27), ao(s) mancal(is) de empuxo (11), quando da operação hidrodinâmica do(s) mancal(is) de empuxo.
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