WO2019104402A1

WO2019104402A1 - Equipamento para conexão de linhas submarinas

Info

Publication number: WO2019104402A1
Application number: PCT/BR2018/050419
Authority: WO
Inventors: Leonardo DE ARAUJO BERNARDO; Nicholas Gatherar; Huei SUN LAI; Jorge Luiz DA SILVA BONFIM
Original assignee: FMC Technologies do Brasil Ltda
Current assignee: FMC Technologies do Brasil Ltda
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2020-06-01
Also published as: EP3719249B1; AU2018377160A1; EP3719249A4; BR102017025977A2; US11230908B2; US20200332628A1; EP3719249A1; AU2018377160B2

Abstract

A presente invenção trata de um equipamento submarino compreendendo dois manifolds (1a) e (1b) para a importação e exportação de fluidos provenientes de poços de petróleo. Os manifolds (1a) e (1b) estão dispostos em paralelos e estão interligados por um jumper (8). O manifold (1a) compreende todos os equipamentos para controle de fluxo do campo, como por exemplo, válvulas de seleção, atuadores ou robô para operações remotas e mandris para conexão com as árvores de natal. O manifold (1b) possui somente válvulas de bloqueio e mandris para interligação futura ou interligação ao manifold (1a).

Description

“EQUIPAMENTO PARA CONEXÃO DE LINHAS SUBMARINAS”

Campo da Invenção

[001] A presente invenção trata de um equipamento submarino para conexão de linhas com mais de um flowline que são utilizadas para a importação e exportação de fluidos provenientes da exploração de poços.

Histórico da Invenção

[002] As linhas ou dutos submarinos são componentes responsáveis pelo escoamento de fluidos entre dois equipamentos, como por exemplo, entre dois manifolds ou para uma plataforma de produção de petróleo em mar aberto, ou diretamente para a costa, onde os referidos fluidos podem ser provenientes da produção, destinados à injeção ou serviço nos poços.

[003] Na extremidade destas linhas ou dutos submarinos, ou em pontos intermediários, são montados os equipamentos para conexão (ou terminação) destas linhas ( Pipeline End Termination - PLET). Estes equipamentos são tipicamente compostos de uma estrutura metálica para fundação em solo marinho, válvula(s) para controle e bloqueio dos fluidos, trechos de tubulação intermediários e mandril(is) para conexão com outros equipamentos, visando à importação ou exportação dos fluidos. Além disso, outra estrutura, parcialmente independente da estrutura de fundação, se faz necessária para fixar estes componentes assim como suportar os esforços gerados pelo peso da linha durante a instalação.

[004] Em uma arquitetura submarina típica, um manifold de produção é utilizado para coletar fluidos provenientes dos poços, exportando-os para um equipamento de conexão de linhas (por exemplo, o PLET) através de um jumper ou spool. A Figura 1 mostra de forma esquemática um manifold Dual Header, convencionalmente utilizado pelo estado da técnica. O Quadro I abaixo lista, identifica e quantifica os principais componentes deste equipamento. Quadro

[005] Como pode ser visto na ilustração esquemática apresentada na Figura 1 , um sistema de produção de petróleo coletados por um manifold e exportado através de linhas ou dutos submarino necessita de ter no mínimo três equipamentos diferentes (manifold, jumper ou spool e PLET), além de válvulas de bloqueio e conectores, que podem representar pontos de vazamento de fluidos para o ambiente marinho.

[006] Além disso, estes componentes possuem inúmeras partes, como trechos de tubulações soldados, válvulas, mandris e uma estrutura forte o suficiente para suportar estes componentes e os esforços provenientes das linhas, que em um cenário de exploração de petróleo em profundidades cada vez mais elevadas, estão se tornando extremamente pesadas, exigindo mais dos equipamentos. Todos estes fatores contribuem para alongar o processo de fabricação, dificultar o transporte e instalação destes equipamentos.

[007] A presente invenção é, portanto, um aperfeiçoamento em relação aos equipamentos revelados pelos documentos BR1020140238956 e BR1020160106966, os quais tratam de um manifold com arquitetura de bloco funcionando também para campos submarinos com mais de um duto ( dual header ou múltiplos flowlines). Porém, a estruturação do equipamento segundo a presente invenção é tal que permite eliminar significativamente a quantidade de equipamentos instalados no solo submarino, bem como diminui drasticamente o tempo de instalação de tais equipamentos, fator crítico para o sucesso do projeto submarino.

Descrição Resumida da Invenção

[008] A presente invenção compreende dois manifolds (1 a) e (1 b) para a importação e exportação de fluidos provenientes de poços de petróleo. Os referidos manifolds (1 a) e (1 b) estão dispostos em paralelos e são interligados por um jumper (8). O manifold (1 a) compreende todos os equipamentos para controle de fluxo do campo, como, por exemplo, válvulas de seleção, atuadores ou robô para operações remotas e mandris para conexão com as árvores de natal. O manifold (1 b) possui somente válvulas de bloqueio e mandris para interligação ao manifold (1 a) ou interligação futura com outro equipamento submarino. Breve Descrição das Figuras

[009] A presente invenção poderá ser bem compreendida a partir das figuras ilustrativas em anexo, as quais de uma forma esquemática e não limitativa da invenção, representam:

- Figura 1 - Esquema típico convencional de conexão entre manifold ( dual header) para seis poços e quatro PLETs (apenas 2 representados);

- Figura 2 - Diagrama simplificado ilustrando a conexão entre o manifold para seis poços e linha ou duto submarino, segundo a presente invenção;

- Figura 3 - Vista em perspectiva dos manifolds e dos principais componentes instalados com a linha ( flowline ) para mais de um duto, de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[010] A presente invenção, representada pelas Figuras 2 e 3, consiste de um equipamento submarino para conexão de linhas submarinas compreendendo dois manifolds (1 a) e (1 b) dispostos em paralelo, ou seja, de forma contrária a disposição inline dos manifolds dual headers do estado da técnica (representados pela Figura 1 ) e de manifolds com múltiplos flowlines.

[011] A Figura 2 mostra um esquema simplificado da presente invenção, onde o equipamento submarino se divide em dois manifolds (1 a) e (1 b), os quais estão interligados por elemento de conexão (8). O referido elemento de conexão (8) pode ser um spool ou jumper. O manifold (1 a) compreende seis mandris de importação de fluidos (2), seis válvulas de bloqueio/seleção de importação (3) para o header (5a), seis válvulas de bloqueio/seleção de importação (4) para header (5b), uma passagem principal /header (5a), uma válvula de bloqueio (6a) para o header (5a), um mandril de interligação (7a) e duas linhas submarinas (20) e (21 ) para o flowline (A). Esses componentes estão devidamente interligados de acordo com suas funções no conjunto do manifold (1 a).

[012] Por seu turno, o manifold (1 b) compreende uma passagem/ header principal (5b), uma válvula de bloqueio (6b) para o header (5b), uma válvula de bloqueio de importação (10), um mandril de interligação (7b) e duas linhas (22) e (23) para flowline (B). Como pode ser visto, esses componentes também são interligados de forma conveniente e de acordo com suas funções no conjunto da invenção.

[013] A Figura 3 representa a vista em perspectiva do equipamento segundo a presente invenção, onde alguns dos elementos não ilustrados na Figura 2 podem assim serem visualizados. Desta forma, as referências indicadas são as mesmas para os componentes correspondentes da Figura 2, exceto quando diferentemente referenciados.

[014] Como pode ser visto, o manifold (1 a) compreende seu interior o referido header (5a) e ramais para o escoamento de fluidos (não referenciados). Externamente, o dito manifold (1 a) compreende um ponto para suporte da linha (25a), um dispositivo para instalação submarina (26a), e uma fundação (24a).

[015] O manifold (1 b) compreende também em seu interior o header { 5b) e ramais para o escoamento de fluidos (não referenciados). Da mesma forma, externamente, o referido manifold (1 b) contém um ponto para suporte da linha (25b), dispositivo para instalação submarina (26b) e uma fundação (24b).

[016] Os mandris de interligação (7a) e (7b) têm como função interligar os manifolds (1 a) e (1 b) através de um elemento de conexão (8), que pode ser um jumper ou spool. Ditos mandris de interligação (7a) e (7b) também servem para expansões futuras do equipamento submarino, caso sejam necessárias.

[017] A configuração do equipamento segundo a presente invenção, conforme ilustrada na Figura 2, permite uma redução significativa de certos elementos quando comparado com o equipamento do estado da técnica ilustrado na Figura 1. A redução dos componentes como, por exemplo, os elementos de conexão (15) que são utilizados para conectar os manifolds e PLETs, válvulas de bloqueio (17) e conectores de jumper (16) resultam, consequentemente, em redução do número de PLETs. Portanto, essa configuração possibilita a diminuição de potenciais pontos de vazamentos, além de diminuir a quantidade de equipamentos instalados e reduzir substancialmente o custo total do sistema.

[018] Ressalta-se, ainda, que os manifolds (1 a) e (1 b) são preferencialmente e vantajosamente produzidos através de processo de usinagem de um bloco único.

[019] Ademais, a disposição do equipamento segundo a presente invenção mantém a mesma funcionalidade do equipamento do estado da técnica, porém com mais eficiência e custo significativamente menor, devido ao fato de possibilitar a utilização de um número reduzido de componentes montados e um menor tamanho total, portanto, provendo menor peso ao equipamento e menos tempo para sua instalação no leito submarino.

[020] Dessa forma, os efeitos e vantagens apresentados pelo equipamento submarino objeto da presente invenção são muitos, e evidentes para os técnicos versados no assunto, destacando-se, dentre eles, os seguintes:

- eliminação de elementos de conexão do equipamento submarino {jumper ou spool), reduzindo com isso o número de conectores e tubulações requeridos; - redução do número de válvulas no equipamento, pois elimina a necessidade de válvula de bloqueio na tubulação principal ( header );

- maiores esforços durante a instalação da linha são suportados pelo bloco de válvulas, reduzindo a função da estrutura apenas à fundação;

- não há componente soldado exposto aos altos esforços de linha, aumentando a confiabilidade do equipamento;

- redução do número de partes (válvulas, conectores, mandris, tubulações);

- arquitetura em bloco permite a produção de equipamentos que atendam a mais poços com menor peso; e

- menor custo para controle de operações remotas em sistemas com mais de um duto ( dual flowline, por exemplo).

Claims

Reivindicações

1. EQUIPAMENTO PARA CONEXÃO DE LINHAS SUBMARINAS, caracterizado por compreender um manifold (1 a) e um manifold (1 b) dispostos em paralelo para a exportação e importação de fluidos, onde:

o referido manifold (1 a) compreende um número reduzido de componentes consistindo de seis mandris de importação de fluidos (2); seis válvulas de bloqueio/seleção de importação (3) para um header (5a); seis válvulas de bloqueio/seleção de importação (4) para o dito header (5b); uma válvula de bloqueio da tubulação principal (6a); uma fundação (24a); duas linhas submarinas (20) e (21 ) para o flowline (A); um ponto para suporte da linha (25a), um dispositivo para instalação submarina (26a), um mandril de interligação (7a);

o referido manifold (1 b) compreende ponto para suporte da linha e dispositivo para instalação submarina a um header (5b); uma válvula de bloqueio da tubulação principal (6b); uma válvula de bloqueio/seleção de importação (10); duas linhas submarinas (22) e (23) para o flowline (B); uma fundação (24b); um mandril de interligação (7b); um ponto para suporte da linha (25b); e um dispositivo para instalação submarina (26b);

onde o dito equipamento submarino compreende ainda um elemento conexão (8) para interligar o mandril de interligação (7a) ao mandril de interligação (7b); e

sendo todos esses componentes devidamente interligados de acordo com suas funções no conjunto dos manifolds (1 a) e (1 b).

2. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato do manifold (1 a) e manifold (1 b) serem do tipo em bloco único usinado.

3. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato do elemento de conexão (8) ser um spool ou um jumper.

4. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato dos respectivos headers (5a) e (5b) serem alternativamente linhas de flowline.

5. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato das linhas submarinas (20, 21 , 22, 23) serem dutos submarinos.