WO2012149620A1

WO2012149620A1 - Equipamentos submarinos conectados e integrados com sistemas de despressurização

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Publication number: WO2012149620A1
Application number: PCT/BR2012/000122
Authority: WO
Inventors: Paula Luize Facre Rodrigues
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2013-11-04
Also published as: BRPI1102236A2

Abstract

Uma capa de árvore de natal molhada (1) ou um módulo de conexão (26) ou um conjunto de linhas de fluxo submarinas ou um riser (27) são conectados e integrados com sistemas despressurização residentes, que viabilizam a produção de petróleo, reduzindo significativamente perdas de produção resultantes de bloqueio por hidrato. Em caso de paradas de produção, previstas e não previstas, é possível despressurizar preventivamente equipamentos e linhas submarinas, com a finalidade de prevenir a formação ou mesmo remover hidratos, que tenham se formado. A operação é remota, a partir de uma unidade de produção (11), não requerendo o uso de barco ou Sonda. É aplicável tanto em projetos de campos novos como em campos maduros.

Description

EQUIPAMENTOS SUBMARINOS CONECTADOS E INTEGRADOS COM

SISTEMAS DE DESPRESSURIZAÇÃO CAMPO DE INVENÇÃO

A presente invenção pertence ao campo dos sistemas e equipamentos submarinos, onde um sistema de despressurização é conectado e integrado com equipamentos submarinos com o objetivo de prevenir ou remover hidratos; tanto nos próprios equipamentos como nas linhas submarinas conectadas aos mesmos.

ESTADO DA TÉCNICA

A produção de petróleo, no mar, requer a perfuração de poços de produção e injeção; e a instalação de equipamentos, tais como: árvore de Natal, coletores de produção (conhecidos como manifolds), separadores de líquido e gás, sistemas de elevação, linhas de produção entre a cabeça dos poços e a unidade de produção (UP). A UP pode estar localizada sobre uma embarcação, numa plataforma fixa ou em terra.

Para a segurança e controle de poços submarinos, são instalados equipamentos conhecidos por Árvore de Natal Molhada (ANM), onde existe um conjunto de válvulas para bloqueio da coluna de produção, outro conjunto de válvulas para bloqueio do espaço anular do poço; além das interligações com as linhas de produção, anular e umbilical através de módulos de conexão.

No escoamento, de poços submarinos em águas profundas, líquidos produzidos têm contato com gases em condições de baixas temperaturas e altas pressões, podendo ocorrer bloqueios por hidratos, tanto internamente na ANM como nas linhas de fluxo, de produção e do anular.

Para melhorar o fator de recuperação dos reservatórios são empregados diversos processos de recuperação secundária de petróleo, que requerem a injeção de fluidos na forma de gás ou líquido, que podem ser água, gás natural, CO², etc. Um desses processos é a injeção alternada de gás e água, conhecido por Water-alternating-gas - WAG, que em águas profundas apresenta grande risco de formação de hidrato.

As variáveis que mais influenciam, a formação e combate ao hidrato, são: pressão e temperatura. Usualmente é mais prático despressurizar as linhas e equipamentos submarinos do que tentar aumentar a temperatura dos mesmos. Diversos métodos de despressurização vêm sendo desenvolvidos e aplicados.

O primeiro combate, quando possível, é realizado pela despressurização da linha de anular e abertura da válvula de cross over, existente na ANM, para comunicação das linhas de anular e produção; e consequente despressurização da linha de produção.

Uma segunda possibilidade de combate é a despressurização da linha de produção a partir da extremidade que está ligada a Unidade de Produção. Uma das técnicas utilizadas é a descida de um tubo flexível, também conhecido por coil tubing, por dentro do riser para injeção de nitrogénio. Por vezes, tal Unidade de Produção não possui recursos ou espaço que permitam a montagem de unidade de tubo flexível e o combate eficiente do hidrato, ou tal procedimento não é suficiente; já que usualmente a Unidade de Produção é ancorada numa lamina de água menor que a maioria dos poços, restando ainda uma coluna hidrostática entre o pé do riser e as ANMs de cada poço.

Outra possibilidade é fazer o combate do hidrato a partir da extremidade da linha de produção, que esta ligada diretamente a ANM do poço produtor, através de uma Sonda marítima de completação. Devido à complexidade das operações, tal trabalho pode durar dias, onerando extremamente os custos. Embora, seja desejável a despressurização de ambas as extremidades, é comum por limitações operacionais executar a despressurização somente por uma extremidade.

O documento US 4589434 publicado em 20/05/1986, descreve um aparato e método para prevenir a formação de hidrato em oleodutos e gasodutos. Basicamente descreve um aparato para despressurização baseado num separador gás líquido submarino (1 1 ), com um sistema de riser duplo, concêntricos, onde líquido é bombeado por uma bomba (32) através da coluna (34) e gás flui pelo espaço anular entre a coluna (34) e o riser (30). O nível do separador (1 ) é controlado pelos elementos (44) e (40). Apesar daquele invento já estar em domínio público há mais de 5 anos após expiração do prazo de 20 anos da patente; desconhece-se a comercialização ou utilização do mesmo, tanto pelo próprio requerente como por terceiros, em sistemas de produção submarina de petróleo em qualquer lamina de água. Tal aplicação nunca foi aplicada extensivamente, provavelmente por apresentar limitações e dificuldades, principalmente em águas profundas, tais como: bombas submarinas apresentam alto custo e baixa confiabilidade, necessidade de um sistema de separação de gás e líquido submarino com controle de nível, dificuldade de construção de uma linha submarina de alívio tipo riser, conectada com a superfície, com uma coluna tubular interna para bombeamento de líquido. Em águas profundas a contra pressão da coluna de gás será alta, obrigando pressões de separação também altas, em trono de 20 Kg/cm², o que poderá inviabilizar a dissolução do hidrato. Adicione-se a grande dificuldade de instalação e troca da bomba (32), que provavelmente irá requerer uma Sonda. Além da inviabilidade técnica económica de aplicar tal aparato extensivamente em sistemas de produção submarina, isto é, um aparato em cada equipamento e linha submarina.

No pedido de patente americano US 2010/0047022 foi descrito um sistema para remoção de hidrato baseado numa embarcação de intervenção dotada de riser enrolado que se conecta a um ponto do sistema submarino ou diretamente ao topo de uma ANM, de forma a criar um anel aberto onde numa extremidade está a Unidade de produção e do outro lado a dita embarcação. Apesar dos méritos de tal invenção, continuam a existir perdas de produção consideráveis, vários dias, até que o barco seja mobilizado e conectado ao fundo do mar pelo dito riser enrolado. Além disso, o processo de redução de pressão, despressurização, utiliza circulação de nitrogénio; não utilizando bomba de fundo, o que torna a despressurização mais demorada e menos eficiente. Tal sistema somente é mobilizado após a formação do hidrato, se limitando a promover somente a remediação e não promovendo qualquer tipo de prevenção.

Geralmente os poços submarinos estão distantes, alguns quilómetros, da unidade de produção; sendo altamente desejável poder realizar operações de prevenção e remoção de hidrato, de forma imediata e remota, sem necessidade de Sonda ou embarcação; de forma a reduzir ou eliminar perdas de produção.

As técnicas de prevenção de hidrato atualmente utilizadas são: injeção de produtos químicos para inibição e uso de isolamentos térmicos espessos nas linhas de produção. Apesar dos méritos, tais técnicas não eliminam por completo a ocorrência de hidratos que ainda são responsáveis por perdas de produção consideráveis.

As deficiências, acima descritas do estado da arte, são superadas de acordo com a presente invenção pelo uso de um sistema de despressurização, baseado em bomba, que pode ser facilmente conectado e integrado com um equipamento ou linha submarina, por exemplo: com uma capa de árvore de natal ou Módulo de conexão submarino. Uma linha auxiliar de umbilical integrado, de pequeno diâmetro, pode receber a descarga da bomba de despressurização, aumentando a flexibilidade operacional do sistema sem aumento significativo no custo de construção e lançamento.

Ainda, é proposta uma concretização que permite a despressurização pela extremidade da linha de produção, que está conectada com a Unidade de Produção; através de um sistema despressurizador conectado no pé do riser ou alternativamente pela descida, por dentro do riser, de uma bomba e obturador (packer) inflável por meio de um cabo, conhecido por wireline.

É apresentada também uma concretização para poços de alta vazão, com ou sem separador de gás liquido instalado no interior do poço, com linhas de produção e anular de igual diâmetro, usadas para produzir e possibilitar passagem de pig de inspeção e limpeza.

As limitações acima descritas são resolvidas pelo uso de um sistema de despressurização baseado em uma bomba de baixo custo, por exemplo: uma bomba de jato sem partes móveis e alta confiabilidade, onde todo acionamento da mesma é transferida para a superfície da unidade de produção, facilitando sua operação e manutenção. Além disso, o fluído removido pode ser reinjetado no poço ou numa linha existente ou retornado para a UP por uma linha auxiliar de pequeno diâmetro que pode ser integrada na mesma estrutura do umbilical eletro hidráulico ou linha de anular. Com isto há um aproveitamento da infra estrutura dos sistemas de produção, sem aumento nos custos de construção e instalação.

O sistema de despressurização ora proposto, baseado em bomba submarina de pequena vazão, facilita a prevenção ou remoção de hidratos, sem emprego de Sondas ou embarcações, de forma ágil e minimizando o uso de produtos químicos inibidores. Pela simplicidade do sistema e baixo custo é possível distribuir e conectar um conjunto de sistemas de despressurização; nos equipamentos, linhas e risers dos sistemas de produção submarino; permitindo que a prevenção e remoção de hidrato seja executada por mais de um ponto, simultaneamente e remotamente, a partir da UP.

Apesar de no estado da técnica já existir sistemas de bombeamento, onde bombas são instaladas sobre no solo marinho ou integradas com árvores de natal submarinas, a finalidade e funcionalidade da presente invenção é distinta e diversa. No estado atual da técnica são utilizadas bombas submarinas de alta vazão, alta potência, simplesmente para aumentar as vazões produzidas. Na aplicação ora proposta, as bombas para despressurização ficam desligadas durante a produção e são acionadas somente em caso de paradas de produção, preferencialmente de modo remoto a partir da Unidade de Produção, para despressurizar linhas de fluxo e equipamentos submarinos, evitando ou removendo hidratos. Neste caso tais bombas, acionadas eventualmente, requerem potências bem menores do que as citadas bombas de produção.

Além disso, apesar de existir produção de petróleo em águas profundas a mais de uma década, com centenas de ocorrência de bloqueio por hidrato, que geram perdas de produção extremamente altas; não existe nenhum equipamento submarino ou sistema de prevenção e remoção de hidrato, de baixo custo, que trabalhe com o princípio de despressurização imediata e remota a partir da UP, com múltiplos pontos de despressurização, por exemplo: nas árvores, nos manifolds, nos risers e demais equipamentos submarinos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção viabiliza um sistema de despressurização para prevenção e remoção de hidrato, aplicável a poços submarinos individuais ou grupo de poços, produtores ou injetores, em campos de petróleo no mar.

Em águas profundas, usualmente cada árvore de natal molhada tem: um módulo de conexão de produção, um módulo de conexão do anular e um módulo para ancoragem do umbilical eletro hidráulico. Com o uso de controle multiplexado, o número de linhas hidráulicas do umbilical é reduzido facilitando a integração da linha de anular com o umbilical numa única estrutura. É possível, ainda, adicionar pelo menos uma linha auxiliar, extra, de pequeno diâmetro, por exemplo: de 1 ½ "; para funcionar como linha de escoamento de fluídos retirados ou linha de fluído motriz para acionamento de uma bomba de jato; ou ainda adicionar um cabo de potência para acionar uma bomba elétrica multifásica para despressurização.

Tal bomba, acionada elétrica ou hidraulicamente, pode ser integrada com diversos equipamentos submarinos, entre eles: uma capa de ANM, um módulo de conexão submarina, uma unidade de terminação de umbilical conhecida por UTU, um manifold, um riser, para viabilizar operações de despressurização como medida preventiva ou corretiva de remoção de hidratos. O sistema de despressurização pode também ser montado num módulo recuperável por meio de cabo e barco, para facilitar possíveis manutenções na bomba.

A bomba instalada na capa da ANM, de acordo com a posição aberta ou fechada de um conjunto de válvulas seleciona qual trecho será succionado e despressurizado, por exemplo: coluna de produção, linha de produção ou linha de anular. Igualmente de acordo com a posição de válvulas de descarga da bomba, o fluido bombeado poderá ser direcionado para diferentes pontos, por exemplo: linha de produção, linha de anular, coluna de produção ou linha auxiliar de retorno.

Em caso de paradas de produção, previstas e não previstas, é possível despressurizar trechos das linhas de fluxo e equipamentos, por exemplo: ANM, com a finalidade de prevenir a formação ou remover, hidratos, que por ventura tenham se formado.

A presente invenção apresenta as seguintes vantagens:

- permite a prevenção e remoção de hidrato, de forma rápida e remotamente, a partir da UP;

- reduz o risco de hidrato, já que é possível despressurizar linhas paradas;

- reduz o consumo de produtos químicos;

- facilita a partida pela indução de surgência de poços através da redução da contra pressão das linhas de produção;

- minimiza paradas e perdas de produção, já que o início das operações de prevenção ou remoção de hidrato é quase imediata, não necessitando aguardar pela disponibilidade de recursos críticos e caros, tais como: embarcações ou Sondas.

- permite limpar e despressurizar equipamentos submarinos, previamente, antes da remoção dos mesmos;

- pode ser aplicada para operações de limpeza de poços injetores através de fluxo reverso de alta vazão;

- é facilmente aplicada em sistemas de produção com manifold sem prejudicar a produção;

- se conecta e integra facilmente com equipamentos e linhas submarinas, não onerando os custos de construção e instalação.

O despressurizador pode ser concretizado por diversos tipos de bombas, acionadas elétrica ou hidraulicamente; por exemplo: uma bomba de jato. Diversas substancias podem ser usadas como fluído motriz com adição de substancias inibidoras de hidrato.

Numa primeira concretização, pelo menos um despressurizador é montado integrado com a capa da ANM ou módulo de conexão ou UTU, permanecendo residente durante a produção, e operado remotamente da UP.

Numa segunda concretização, um sistema de despressurizador é montado no pé de um riser, permitindo despressurização remota pelo lado da UP.

É possível combinar o uso de despresurizadores no pé dos risers com despressurizadores conectados em equipamentos submarino, por exemplo: uma capa de ANM; de forma a viabilizar de despressurização por duas extremidades, tornando a operação mais rápida e segura.

Na concretização de despressurizador integrado com o módulo de conexão, o mesmo pode ser montado integrado com o módulo de conexão da linha de anular. Alternativamente, o despressurizador pode ser integrado com o módulo de conexão do umbilical. O presente sistema compreende algumas modalidades, que serão mais bem detalhadas nas diversas Figuras que acompanham o presente pedido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1A mostra esquematicamente uma capa de ANM conectada com um sistema despressurizador.

A Figura 1 B mostra esquematicamente um Módulo de Conexão com sistema despressurizador, concretizado por bomba elétrica.

A Figura 1 C mostra esquematicamente a secção de um umbilical eletro hidráulico integrado com a linha de anular e cabo de potência.

A Figura 2A mostra esquematicamente uma capa de ANM com sistema despressurizador, concretizado por bomba acionada hidraulicamente.

A Figura 2B mostra esquematicamente um Módulo de Conexão com sistema despressurizador, concretizado por bomba acionada hidraulicamente.

As Figura 2C e 2D mostram secções de um umbilical integrado com as linhas de: anular e fluido motriz.

A Figura 3A mostra esquematicamente uma capa de ANM com sistema despressurizador, concretizado por bomba acionada hidraulicamente com retorno do fluído por uma linha auxiliar.

A Figura 3B mostra esquematicamente uma capa de ANM com sistema despressurizador, concretizado por bomba elétrica com retorno do fluído por uma linha auxiliar.

A Figura 4 mostra esquematicamente um sistema de despressurização residente numa UTU conectada com uma ANM.

A Figura 5 mostra esquematicamente um sistema de despressurização residente numa UTU conectada ao pé do riser.

A Figura 6 mostra sistemas de despressurização residentes em UTU, um conectado com uma ANM e outro conectado ao pé do riser. As Figuras 7A e 7B mostra esquematicamente uma bomba descida pelo interior de um riser por meio de um cabo (wireline).

A Figura 8 mostra esquematicamente um sistema despressurizador, concretizado por bomba acionada por um veículo submarino de operação remota, conhecido por ROV.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Para todas as Figuras serão utilizadas a seguinte lista de referência de componentes:

I - capa com sistema despressurizador

2 - AN M de poço submarino

3 - cabo de potência elétrica

4 - bomba elétrica

5 - bomba acionada hidraulicamente

6 - linha de sucção do anular

7 - linha de sucção de produção

8 - linha de descarga do anular

9 - linha de descarga de produção

10 - válvula de retenção

I I - Unidade de Produção, UP

12 - válvula de sucção do anular

13 - válvula de sucção de produção

14 - válvula de descarga do anular

15 - válvula de descarga de produção

16 - linha de fluído motriz

17 - conector

18 - umbilical eletro hidráulico, conhecido por umbilical de controle

19 - obturador, conhecido por packer

20 - bomba acionada por ROV

21 - interface com ROV

22 - ROV 23 - linha de produção

24 - linha de anular

25 - coluna de produção

26 - módulo de conexão

27 - riser

28 - flange

29 - válvula de bloqueio

30 - umbilical integrado, combina linhas de controle c/ linhas de fluxo

31 - linha auxiliar

32 - pé do riser

33 - válvula de bloqueio do riser

34 - cabo, também conhecido por wireline

35 - Unidade de Terminação de Umbilical conhecida por UTU

36 - linha de sucção e despressurização

M1 - válvula master de produção

M2 - válvula master do anular

W1 - válvula wing de produção

W2 - válvula wing de anular

S1 - válvula swab de produção

S1 - válvula swab de anular

XO - válvula de cross-over

PXO - válvula pig cross-over (somente ilustrada na Figura 1 )

DHSV - válvula de segurança de coluna

TPT - transmissor de pressão e temperatura

PT - transmissor de pressão

PDG - medidor de pressão de fundo

FM - medidor volumétrico de fluxo

A Figura 1A mostra esquematicamente uma capa de ANM (1 ) com um sistema despressurizador, concretizado por uma bomba elétrica (4) alimentada eletricamente por um cabo de potência (3) proveniente da UP. As válvulas (12) e (13) permitem selecionar um ponto de sucção, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25). As válvulas (14) e (15) permitem selecionar um ponto de descarga, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25). Para melhor entendimento ainda são ilustrados os elementos, válvulas, pertencentes a uma ANM convencional: M1 , M2, W1 , W2, S1 , S2, XO, PXO.

A Figura 1 B mostra esquematicamente um Módulo de Conexão (26) com sistema despressurizador, concretizado por bomba elétrica (10) que succiona o trecho da linha de anular (24) que está à montante da válvula de bloqueio (29) e retorna o fluído para UP, através do trecho de linha de anular (24) a jusante da válvula de bloqueio (29). Os flanges (28) são elementos opcionais e se prestam para tornar a fabricação do sistema despressurizador independente do módulo de conexão (26). Um dos flanges (28) pode ser suprimido, caso o sistema despressurizador seja integrado com o módulo de conexão (26), numa única peça.

A Figura 1C mostra esquematicamente a secção de um umbilical integrado (30) que combina a linha de anular (24), o cabo de potência (3) e as linhas de controle numa única estrutura. Numa concretização alternativa, não mostrada na Figura, a linha de anular (24) seria convencional e o cabo de potência (3) seria integrado com o umbilical (18), numa única estrutura.

A Figura 2A mostra esquematicamente uma capa de ANM (1 ) com sistema despressurizador concretizado por bomba acionada hidraulicamente (5), por uma linha de fluido motriz (16) proveniente da UP. Similarmente a Figura 1 , as válvulas (12) e (13) permitem selecionar um ponto de sucção, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25) e as válvulas (14) e (15) permitem selecionar um ponto de descarga, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25). Para facilitar o lançamento e reduzir o número de risers, a linha de fluído motriz (16) pode ser integrada com o umbilical eletro hidráulico (18) ou com a linha de anular (24), vide Figuras 2C e 2D, respectivamente.

A Figura 2B mostra esquematicamente um Módulo de Conexão (26) com sistema despressurizador, concretizado por bomba acionada hidraulicamente (5), pela linha de fluído motriz (16).

Na Figura 2C, a linha de fluído motriz (16) está integrada numa mesma estrutura do umbilical eletro hidráulico (18), formando um umbilical integrado (30). Na Figura 2D a linha de fluído motriz (16) está integrada na mesma estrutura da linha de anular (24).

Resumidamente, a linha de fluído motriz (16) ou o cabo elétrico de potência (3), utilizados nas Figuras 1A, 1 B, 2B, 2B podem ser integrados com: o umbilical eletro hidráulico (18) numa única estrutura, com a linha de anular (24) independente; ou ainda se a linha de anular (24) tiver diâmetro pequeno, por exemplo: 2", é possível a integração da linha de fluído motriz (16), o umbilical eletro hidráulico (18) e a linha de anular (24), numa única estrutura, denominada umbilical integrado (30), facilitando a operação de lançamento e reduzindo o número de risers da UP.

A Figura 3A mostra esquematicamente uma capa de ANM (1 ) com sistema despressurizador concretizado por uma bomba elétrica (4) alimentada eletricamente por um cabo de potência (3) proveniente da UP. As válvulas (12) e (13) permitem selecionar um ponto de sucção, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25). Nesta concretização, o cabo de potência (3) e a linha auxiliar (31 ) utilizada para retorno de fluído retirado são integradas com o umbilical eletro hidráulico (24), numa única estrutura denominada umbilical integrado (30), vide Figura 3B.

A Figura 3B mostra esquematicamente uma capa de ANM (1 ) com sistema despressurizador concretizado por bomba acionada hidraulicamente (5), por uma linha de fluido motriz (16) proveniente da UP. As válvulas (12) e (13) permitem selecionar um ponto de sucção, que pode estar na: linha de produção (23), linha de anular (24) ou coluna de produção (25). Nesta concretização, a linha de fluído motriz (16) e a linha auxiliar (31 ) utilizada para retorno de fluído são integradas com o umbilical eletro hidráulico (24), numa única estrutura denominada umbilical integrado (30), vide Figura 3D.

A Figura 4 mostra esquematicamente um sistema de despressurização residente numa UTU (35) que despressuriza um ou mais pontos de uma ANM (2) através de uma linha de sucção e despressurização (36). Uma linha de fluído motriz (16) e uma linha auxiliar (31 ) utilizada para retorno de fluído são integradas com um umbilical eletro hidráulico (24), numa única estrutura denominada umbilical integrado (30), semelhante a mostrada na Figura 3D.

A Figura 5 mostra esquematicamente um sistema de despressurização residente numa UTU (35), similar ao da Fig.4, porém conectado ao pé do riser (32).

A Figura 6 mostra dois sistemas de despressurização residentes em UTU (2), um conectado com uma ANM (2) e outro conectado ao pé do riser (32).

A integração entre o riser (27) e a bomba de despressurização (4) ou (5) pode ser direta ou através do uso de uma base de apoio, tipo Plet, não mostrada na Figura. Em estruturas do tipo Plet, o sistema de despressurização poderá também ser integrado aos módulos de conexão de forma semelhante às apresentas nas Figuras 1 B, 2B e 4.

A Figura 7 mostra esquematicamente uma bomba elétrica (4) descida pelo interior de um riser (27) por meio de um cabo (34). Um obturador (19) é utilizado para promover a vedação entre a sucção e descarga da bomba elétrica (4). A bomba succiona o trecho do riser (27) a montante da própria bomba (4) e descarrega para o trecho ascendente do riser (27), a jusante da própria bomba (4). A Figura 8 mostra esquematicamente uma capa de ANM (1 ) com sistema despressurizador concretizado por bomba (20) acionada por um veículo submarino de operação remota, conhecido por ROV (22). A interface com ROV (21 ) transmite energia, hidráulica ou mecânica, para acionamento da bomba (20). Neste caso as válvulas de bloqueio (12), (13), (14), (15) poderão ser operadas por ROV dispensando alimentação elétrica ou hidráulica. Esta concretização tem aplicação para campos existentes, onde não se deseja lançar novos umbilicais e cabos de potência; entretanto dependem de recursos de ROV e embarcações.

O Medidor de vazão (FM), submarino, indicados nas Figuras, é um elemento opcional que ajuda acompanhar a operação de dissolução do hidrato.

As válvulas de bloqueio indicadas em todas as Figuras poderão além de operadas por ROV, possuírem atuadores elétricos ou hidráulicos, para facilitar operações remotas, sem depender de embarcações.

Pela simplicidade e baixo custo do sistema de despressurização ora proposto é possível distribuir e conectar múltiplos sistemas de despressurização, distribuídos pelos equipamentos, linhas, manifolds e risers dos sistemas de produção submarino; permitindo que a prevenção e remoção de hidrato possa ser realizada por mais de um ponto, simultaneamente e remotamente, a partir da UP (1 1 ). Por exemplo: é possível a instalação de um despressurizador em cada ANM, um em cada manifold e um no pé de cada riser.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação às suas modalidades preferidas, é óbvio a um especialista na arte que são possíveis várias alterações e modificações sem se afastar do escopo da presente invenção, que está determinado pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Capa de árvore de natal (1 ) acoplada com um sistema para despressurização de linhas de fluxo e equipamentos submarinos, caracterizada por:

- uma bomba, elétrica (4) ou acionada hidraulicamente (5), operada remotamente a partir da UP ou acionada por ROV (20), é acoplada a um conjunto de válvulas de bloqueio, a jusante e montante da bomba (4) ou (5) ou (20), de modo a ser possível succionar e despressurizar uma linha de anular (24) com descarga de fluídos para a coluna de produção (25) ou para a linha de produção (23) ou para a linha auxiliar (31 );

- alterando a posição de válvulas succionar e despressurizar a linha de produção (23) com descarga de fluídos para a coluna de produção (25) ou para a linha de anular (24) ou para a linha auxiliar (31 );

2 - Módulo de conexão (26), para interligação de linhas e equipamentos submarinos, conectado e integrado com um sistema para despressurização de linhas de fluxo e equipamentos submarinos, caracterizado por:

- possuir uma bomba, elétrica (4) ou acionada hidraulicamente (5) ou acionada por ROV (20); controlada e operada remotamente, a partir da UP; acoplada a um conjunto de válvulas de bloqueio, a jusante e montante da bomba (4) ou (5), de modo a ser possível succionar e despressurizar um lado da válvula (29) retornando o fluido para o outro lado da dita válvula (29) ou por uma linha auxiliar (31 ).

- um conector (17) conecta o módulo de conexão (26) com um equipamento submarino qualquer;

3 - Sistema de despressurização de linhas de fluxo e equipamentos submarinos, instalado no pé do riser (32), caracterizado por:

- uma bomba, elétrica (4) ou acionada hidraulicamente (5) ou acionada por ROV (20), operada remotamente a partir da UP, é conectada a um ponto de sucção no pé do riser (32) e pela sua descarga conectada, através de uma linha auxiliar (31 ), ao próprio riser (27) ou diretamente com a UP (1 1 ).

- uma válvula de bloqueio do riser (33) é utilizada quando a linha auxiliar (31 ) é conectada ao próprio riser (27).

4 - Árvore de Natal Molhada (2) conectada e integrada com um sistema de despressurização, caracterizada por:

- o sistema de despressurização, concretizado pela bomba (4) ou (5) (20) e válvulas de bloqueio, pode estar integrado e localizado na capa (1 ) ou no módulo de conexão (26) ou na própria ANM (2) ou numa UTU (35), interligando-se à UP através de uma linha auxiliar (31 ); de modo a ser possível succionar e despressurizar uma linha de anular (24) com descarga de fluídos para a coluna de produção (25) ou para a linha de produção (23) ou para a linha auxiliar (31 ); ou alterando a posição de válvulas succionar e despressurizar a linha de produção (23) com descarga de fluídos para a coluna de produção (25) ou para a linha de anular (24) ou para a linha auxiliar (31 ) que se conecta com a UP (1 1 );

- a linha auxiliar (31 ) é utilizada tanto para prover retorno de fluído da descarga da bomba (4) ou (5), como para acesso ao anular do poço.

5 - Unidade de Terminação de Umbilical com sistema de despressurização residente, caracterizado por:

- estar interligada com um umbilical integrado dotado de pelo menos uma linha de fluído motriz (16) e uma linha de retorno (31 ) para a UP (1 1 ), conectados a uma bomba (5);

- a sucção da bomba (5) é interligada através da linha de sução e despressurização (36) a pelo menos um ponto de despressurização localizado de um equipamento ou linha submarina, por exemplo: uma ANM (2), um manifold ou pé de um riser (32).

6 - Unidade de Terminação de Umbilical com sistema de despressurização residente, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por: - uma bomba elétrica (4) é utilizada no lugar da bomba (5).

7 - Sistema de despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4 e 5; caracterizado por:

- uma linha auxiliar (31) retorna o fluído movimentado pela bomba

(4) ou (5);

- uma linha de fluído motriz (16) aciona a bomba (5).

8 - Sistema para despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4 e 5; caracterizado por possuir:

- um umbilical integrado (30), construído com pelo menos uma linha auxiliar (16), de pequeno diâmetro, por exemplo: 1 ½"; que recebe a descarga de uma bomba (4) ou (5) e escoa até a UP (11 ).

9 - Sistema de despressurização da: linha de produção (23) ou linha de anular (24) ou ANM (2), caracterizado por:

- num primeiro alinhamento, para despressurização da linha de produção (23), a sucção da bomba (4) ou (5) é ligada em um ponto a jusante da válvula S1 da ANM (2); e a descarga da bomba (4) ou (5) é ligada a jusante da válvula S2:

- num segundo alinhamento, para despressurização da linha de anular (24), a sucção da bomba (4) ou (5) é ligada em um ponto a jusante da válvula S2 da ANM (2); e a descarga da bomba (4) ou (5) é ligada a jusante da válvula S1 ;

- um conjunto de válvulas de bloqueio na sucção: (12) e (13), e na descarga: (14) e (15), selecionam qual será o alinhamento da operação de despressurização, isto é: primeiro ou segundo alinhamento;

10 - Sistema para despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com as reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5 caracterizado por: - uma linha de fluido motriz (16), que pode estar integrada com o umbilical eletro hidráulico (18) ou linha de anular (24) transporta um fluído motriz para acionar remotamente uma bomba hidráulica (5), localizada no fundo do mar, acoplada a um equipamento ou linha submarina.

11 - Sistema para despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com as reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5; caracterizado por:

- uma bomba elétrica (4) é acionada remotamente, através de um cabo de potência elétrica (3), que pode estar integrado com o umbilical eletro hidráulico (18) ou linha de anular (24);

12 - Sistema para despressurização de linhas de produção (23) e anular (24), de acordo com as reivindicações: 1 , 2, 3, 4 e 5, caracterizado por:

- a sucção de uma bomba (4) ou (5), é interligada a um ou mais pontos onde se pretende promover a despressurização;

- válvulas posicionadas, a montante e a jusante da bomba (4) ou (5), provêm seletividade dos pontos a serem despressurizados e dos pontos para onde serão direcionados os fluídos removidos.

13 - Sistema para despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com as reivindicações: 1 , 2, 3, 4 e 5, caracterizado por:

- todas as válvulas de bloqueio poderão possuir atuador, elétrico ou hidráulico, de forma a possibilitar a operação remota das mesmas.

14 - Sistema para despressurização de equipamentos e linhas submarinas, de acordo com as reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5; caracterizado por:

- um medidor de fluxo volumétrico (FM) é instalado, por exemplo: na sucção da bomba (4) ou (5) para monitorar a evolução da dissolução do hidrato. 15 - Sistema para despressurização de linhas de produção (23) e anular (24), de acordo com as reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5, caracterizado por:

- estar conectado e integrado com um equipamento submarino do tipo manifold.

16 - Base de conexão de linhas, conhecidas como PLET ou PLEM, conectada com um sistema de despressurização de linhas de fluxo e equipamentos, caracterizada por:

- uma bomba (4) ou (5) ou (20) succiona um ponto no pé do riser (32) ou na própria base e retorna o fluído bombeado para o trecho a jusante da sucção e da válvula de bloqueio do riser (33).

17 - Base de conexão de linhas, conhecidas como PLET ou PLEM, conectada com um sistema de despressurização de linhas de fluxo e equipamentos, caracterizada por:

- uma bomba (4) ou (5) ou (20) succiona um ponto no pé do riser

(32) ou na própria base e retorna o fluído bombeado para uma linha auxiliar (31 ) que está ligada a UP.

18 - Sistema de despressurização localizado do lado interno do pé do riser (32), descido e instalado por dentro de um riser (27), caracterizado por:

- uma bomba (4) ou (5), acionada remotamente a partir da UP, é descida e alimentada por um cabo (34).

- um obturador (19) faz a vedação entre a sucção e a descarga da bomba (4) ou (5).

19 - Sistema de despressurização localizado no pé do interior do riser (32), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por:

- na estrutura do cabo (34) é instalado e integrado um sistema de aquecimento: elétrico, resistivo, capacitivo ou indutivo; de forma a aquecer o fluído da descarga da bomba (4) ou (5) e evitar a formação de hidrato no trecho ascendente do riser (32). 20 - Sistema de despressurização localizado no interior do pé do riser (32), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por:

- na estrutura do cabo (34) é instalado e integrado uma mangueira para injeção de fluído inibidor de hidrato na descarga da bomba (4) ou (5), evitando a formação de hidrato no trecho ascendente do riser (32).

21 - Um sistema de despressurização concretizado por uma bomba (4) ou (5), residente e integrada com um equipamentos submarino qualquer; controlado e operado remotamente de uma unidade de produção, para prevenção e remoção de hidrato, aplicável a poços submarinos individuais ou grupo de poços e suas respectivas linhas de fluxo, em campos de petróleo no mar.

22 - Um umbilical integrado (30) construído com pelo menos uma linha de auxiliar (31 ) e uma linha de fluído motriz (16) conectado e integrado com equipamentos e sistema de despressurização, submarinos.

23 - Método de prevenção e remoção de hidratos, caracterizado por:

- despressurização de equipamentos e linhas, por múltiplos pontos;

- o progresso da despressurização é acompanhada pela monitoração de medidores de vazão (FM) e indicadores de pressão conectados aos equipamentos submarinos e medidores na superfície que registram as vazões de fluído motriz bombeada e a vazão de fluído retornado.