WO2023028680A1 - Tubo suporte unificado diverless - Google Patents

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WO2023028680A1
WO2023028680A1 PCT/BR2022/050345 BR2022050345W WO2023028680A1 WO 2023028680 A1 WO2023028680 A1 WO 2023028680A1 BR 2022050345 W BR2022050345 W BR 2022050345W WO 2023028680 A1 WO2023028680 A1 WO 2023028680A1
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tsudl
diverless
support tube
riser
unified support
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PCT/BR2022/050345
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Bruno Pinho Dos Reis
Jorge Gomes de Melo MEDEIROS
Gilnei RECKZIEGEL
Roberto Pereira FERREIRA
Raphael Moreira DE BRITO
Claudio Violante FERREIRA
Flavio Barroso De Mello
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Petroleo Brasileiro SA Petrobras
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    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
    • E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B17/01—Risers
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    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/0107—Connecting of flow lines to offshore structures

Definitions

  • the present invention is based on the development of a solution for supporting rigid and flexible risers.
  • the basic concept established for this new riser support device was that the BSMF aimed, among other characteristics, at the versatility of allowing the use of flexible or rigid risers with some variation in their internal diameters, and that the interconnection could be carried out by port or starboard of the UEP.
  • An overview of the BSMF and its main components is represented in Figure 1.
  • the interface of the BSMF with the top termination of the riser depends on the technology adopted (rigid or flexible riser). that of the flexible ones, by the inferior one.
  • the riser traction is anchored in the upper cone of the BSMF, this effort being transmitted by wedges that, in the initial development stage of the BSMF concept, would be installed by diving shallow.
  • the lateral forces coming from the riser would be supported by the locking ring, also highlighted in Figure 3.
  • the Riser Modular Support Tube (RoST) ( Figure 7) was developed as the Minimum Viable Product (MVP) to enable the interconnection of rigid risers by keelhauling, with a minimal impact on the design of an FPSO, contemplating a double flanged tube - guide tube.
  • MVP Minimum Viable Product
  • a device called Upper Cone is connected, contemplating a system of sliding wedges for locking the top termination of the riser and subsequent support of the traction load of the riser (BR 10 2020 010231-1).
  • a device called centralizer is connected, which is responsible for the lateral locking, presenting a function corresponding to the locking ring of the BSMF concept (see Figure 3) and the consequent stabilization of the top termination of the riser.
  • RMoST The biggest limitation identified in the use of RMoST is that this is a dedicated support only for the interconnection of rigid risers.
  • Document WO2019232605A1 discloses a coupling system between a curvature stiffener and a bell mouth comprising a plurality of locking mechanisms, where each locking mechanism is externally attached to the bell mouth, also containing a movable tongue positioned so inclined downwards, in which the tongue accesses the inside of the bell mouth and is activated by an elastic element adapted to exert pressure on the tongue towards the inside of the bell mouth. Furthermore, the locking mechanism comprises a reaction block (35) on which the elastic element (34) is seated.
  • WO2021048592A1 discloses a rigid riser support having locking mechanisms, comprising one or more tongue portions protruding into an inner surface of the annular side wall and adapted to cooperate with corresponding hook portions formed on an outer surface of the coupling adapter, so as to produce a shaped coupling between the tongue portions and the hook portions.
  • the support also features a structure similar to a “reel”.
  • Document US20070056741A1 discloses a support for a Steel Catenary Riser (SCR) on a floating structure, comprising a receptacle connected to the floating structure; a flexible support tube that surrounds the SCR and sized to support the SCR while allowing the SCR to bend, a pivoting mechanism in the support tube that secures the support tube in the receptacle to allow the support tube rotate relative to the floating structure.
  • the pivot mechanism includes a locking mechanism that is selectively operated to lock the pivot mechanism within the receptacle.
  • the prior art presented does not provide a riser support device capable of being versatile and allowing the use of flexible and/or rigid risers with varying internal diameters.
  • the present invention presents a support for risers, completely integrated into the FPSO's Riser Counter, which serves both rigid and flexible risers.
  • the Diverless Unified Support Tube (TSUDL) ( Figure 8) is equipped with an upper cone (1), a guide tube (2) and a centralizer (3).
  • FIG 8 shows an overview of the Diverless Unified Support Tube (TSUDL).
  • the TSUDL can be separated into three macro components: the upper cone (1), responsible for supporting the rigid riser, the guide tube (2), responsible for promoting integration with the FPSO riser balcony (see Figure 9), and a centralizer (3), responsible for centralizing the hang-off adapter on the rigid riser support, through the MTL (10), and for containing the curvature stiffener locking system (11).
  • the TSUDL was developed as a single solution completely integrated with the FPSO Riser Counter project ( Figure 9 and Figure 10). This led to a large reduction in the total length of the TSUDL compared to the RMoST, with an order of magnitude similar to that of the BSMF, which allowed compatibility with the support requirements of flexible risers.
  • the upper cone initially designed for the RMoST was improved, making it automated, and the centralizer system (3) was improved by the inclusion of Lateral Locking Modules - MTL (10), systems hydraulics that stabilize the lateral efforts of the rigid riser.
  • the TSUDL considered an adaptation of the Diverless Bell Mouth - BSDL (BR 10 2018 011452-2), considering the use of its curvature stiffener locking system (11). Further details of each of the components of the invention will be presented below.
  • the TSUDL considers two macro components to support a rigid riser: an upper cone (1) and its subcomponents to support the riser traction, and a Lateral Locking Module - MTL (10 ) to provide lateral locking of the riser.
  • the upper cone (1) of the TSUDL was improved mainly in the automation of the system and consequent reduction in the need for human intervention; that is, making the upper cone (1) a diverless device.
  • FIG 11 A better view of the Upper Cone (1) is shown in Figure 11.
  • the effective support of the riser traction is performed by wedges (4).
  • the top termination of the riser (15) makes contact with the wedges (4) in its lower part, and these slide through the upper cone (1) in an upward movement guided by rods (7 ), returning to its working position by the effect of gravity and force of springs (14).
  • the riser traction support is completed ( Figure 12).
  • a series of lateral locking modules (10) are hydraulically or ROV/diver actuated to eliminate slack with the riser top termination (15), thus securely supporting the riser.
  • the MTL (10) ( Figure 13) consists of a conical mandrel that, when advancing towards the center of the TSDUL, compresses four shoes against the outer ring, resulting in the locking of the set in any position in the approach stroke, regardless of hydraulic pressure .
  • the cam ring (5) is rotated on its coincident axis of the upper cone (1). This movement is primarily performed by the hydraulic actuator (8), a resident component in the TSUDL project, or alternatively by the ROV actuator (9), a tool that can be installed by the ROV in case of failure of the first actuation method, or by any other difficulty. With the rotation of the cam ring (5), the cams (6) promote the pulling action of the rod (7), thus retracting the wedges (4) and allowing the removal of the top termination of the riser (15).
  • FIG. 15 The main components of the TSUDL curvature stiffener locking system (11) are shown in Figure 15, showing an external view (left) and a cross-sectional view (right), indicating internal details of the mechanism.
  • the support of the curvature stiffener helmet (16) is performed by pawls (17), these and the entire locking mechanism being confined inside a block called pawl holder (18).
  • the tongues (17) retract for the passage of the helmet (16), and its automatic return to the extended position is carried out by springs (19) accommodated in the reaction block (20).
  • the eccentric mechanism (21) containing a handle (22) can be operated by ROV (or alternatively by shallow diving, in case of difficulties) to retract the bolt (17).
  • the grab ring (13) provides a fixed point for the ROV to stabilize its movements through a manipulator, while the other acts on the handle (22).
  • a clamp (12) having pins prevent the movement of the handle (22), and these pins have a suitable interface for unlocking by ROV (or alternatively by shallow diving, in case of difficulties).

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Abstract

A presente invenção apresenta um suporte para risers completamente integrado ao Balcão de Risers de um FPSO, que atenda tanto aos risers rígidos quanto aos flexíveis. O conceito base estabelecido para este novo suporte de risers apresenta uma versatilidade que permite a utilização de risers flexíveis ou rígidos com alguma variação em seus diâmetros internos e que a interligação possa ser realizada por bombordo ou boreste. O Tubo Suporte Unificado Diverless (TSUDL), objeto desta invenção, é caracterizado por compreender um cone superior (1), um tubo guia (2) e um centralizador (3), responsável pela centralização do hang-off adaptor e travamento de enrijecedor de curvatura (11). A aplicação do TSUDL pode promover a redução de comprimento de dutos rígidos do arranjo submarino por permitir interligações por keelhauling, além de viabilizar a otimização da campanha de interligação de risers rígidos e a aceleração do Ramp-up das novas UEPs.

Description

“TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS” Campo da Invenção
[0001] A presente invenção está baseada no desenvolvimento de uma solução para suportação de risers rígidos e flexíveis.
Descrição do Estado da Técnica
[0002] O desenvolvimento da produção no Pré-Sal tem sido realizado com utilização de risers rígidos e conceitos de suportação de risers que permitam a definição ambas as tecnologias no mesmo FPSO, tais como, por exemplo, o balcão duplo.
[0003] A possibilidade de fabricação em série de cascos de FPSOs replicantes para o polo Pré-Sal evidenciou a necessidade de tornar adequados os sistemas de suportação dos risers a uma condição operacional ainda com incertezas. A generalização do contexto estrutural e operacional, de forma a permitir que uma UEP pudesse ser fabricada antes mesmo da definição completa do arranjo de fundo de um campo de produção, levou ao desenvolvimento pela Petrobras da Boca de Sino Multifuncional - BSMF.
[0004] O conceito base estabelecido para este novo dispositivo de suportação de risers foi que a BSMF visava, entre outras características, a versatilidade de permitir a utilização de risers flexíveis ou rígidos com alguma variação em seus diâmetros internos, e que a interligação pudesse ser realizada por bombordo ou boreste da UEP. Uma visão geral da BSMF e seus principais componentes está representada Figura 1. A interface da BSMF com a terminação de topo do riser depende da tecnologia adotada (riser rígido ou flexível), sendo que o travamento dos risers rígidos é feito pela parte superior, e a dos flexíveis, pela inferior.
[0005] No caso da suportação de risers flexíveis, o travamento do bend stiffener é realizado adotando o mesmo conceito bocas de sino da série BSN300 (US005947642A), sendo o capacete do bend stiffener travado por dogs (Figura 2) e a tração do riser ancorada pelo hang-off no upper balcony (balcão de riser superior) do FPSO. [0006] No caso da suportação de risers rígidos, foi desenvolvido um novo conceito (Figura 3), no qual a BSMF pode ser considerada como uma primeira abordagem de Tubo Suporte, onde a terminação de topo do riser, comumente denominada de “hang-off adaptor", contém uma junta flexível ou stressjoint acoplada em sua parte inferior. A tração do riser é ancorada no cone superior da BSMF, sendo esse esforço transmitido por cunhas que, no estágio de desenvolvimento inicial do conceito da BSMF, seriam instaladas por mergulho raso. Os esforços laterais oriundos do riser seriam suportadas pelo anel de travamento, também destacado na Figura 3.
[0007] Durante o detalhamento do hang-off adaptor para o FPSO Cidade de llhabela, foram observadas algumas dificuldades ao projeto não identificadas durante a fase conceituai de desenvolvimento da BSMF. A primeira questão proibitiva, sendo exigida a modificação do projeto, foi a constatação de que, por questões de segurança, o mergulhador não poderia instalar as cunhas, pois sua mão ficaria posicionada entre a BSMF e o riser tensionado pelo cabo de pull-in, situação considerada de risco inaceitável.
[0008] A solução encontrada para este problema foi o desenvolvimento de cunhas articuladas para o FPSO Cidade de llhabela (WO2017/034409 A1 ). Porém, essa solução não pode ser aplicada efetivamente nos FPSOs replicantes, pois este dispositivo tem dimensões incompatíveis com balcão de suportação de risers dos replicantes, possuindo este um espaço bastante restrito para instalação da BSMF. Além disso, o dispositivo pode exigir bastante atividade de mergulho para sua operação; em particular, para os procedimentos de pull-out.
[0009] Outro ponto importante, observado durante a interligação de risers rígidos ao FPSO Cidade de llhabela, foi que o sistema de gap compensator (Figura 4), que correspondente ao “anel de travamento” no conceito original da BSMF (Figura 3), apesar de ser capaz de realizar o travamento lateral do hang- off adaptor, permitindo assim a transmissão do esforço cortante proveniente do riser, não garante a supressão completa do desalinhamento da instalação do riser e seu acionamento depende de operação de mergulho.
[0010] Com base no exposto acima, observa-se que o conceito de Tubo Suporte (BSMF ou tubo suporte do FPSO Cidade de llhabela), embora viável e com algumas vantagens para a operação de pull-in (como por exemplo, não necessitar de cabos auxiliares para permitir a instalação), traz complexidades para o sistema de suportação de risers rígidos. Com isso, decidiu-se que o suporte do tipo receptáculo deveria ser o padrão para a interligação de risers rígidos devido à sua simplicidade.
[0011] Posteriormente, com o objetivo de promover a competitividade entre riser rígidos e flexíveis, foi adotado o conceito de balcão duplo, na qual a primeira camada é composta de uma boca de sino para suportação de flexíveis e na segunda camada o receptáculo para os risers rígidos, tal qual exposto na Figura 5.
[0012] O padrão apresentado na Figura 5 apresentou dificuldades para implementação quando foi identificada a necessidade de uma grande quantidade de interligações por keelhauling em determinadas UEPs. Para o caso da interligação de risers flexíveis, a solução de Boca de Sino é bastante independente da direção do riser, seja por bordo direto ou por keelhauling. Entretanto, para risers rígidos, a solução padrão de suportação em receptáculo exigiria uma grande varanda no upper riser balcony para viabilizar o processo de pull-in (Figura 6), o que foi avaliado como incompatível para aplicação nos novos projetos de FPSOs.
[0013] O Riser Modular Support Tube (RMoST) (Figura 7) foi desenvolvido como o Minimum Viable Product (MVP) para viabilizar a interligação de risers rígidos por keelhauling, com um impacto mínimo no projeto de um FPSO, contemplando um duplo tubo flangeado - tubo guia. Em cada uma das extremidades flangeadas, equipamentos próprios para a suportação do riser rígido devem ser conectados, conceito este que define o seu caráter modular. No flange superior, um dispositivo denominado Cone Superior é conectado, contemplando um sistema de cunhas deslizantes para travamento da terminação de topo do riser e posterior suportação da carga de tração do riser (BR 10 2020 010231-1). No flange inferior, um dispositivo denominado centralizador é conectado, sendo este responsável pelo travamento lateral, apresentando função correspondente ao anel de travamento do conceito da BSMF (ver Figura 3) e a consequente estabilização da terminação de topo do riser.
[0014] A maior limitação identificada na utilização do RMoST é que este é um suporte dedicado somente para a interligação de risers rígidos. A utilização de dupla camada contemplando boca de sino e RMoST, semelhante ao conceito apresentado na Figura 5, foi considerada inviável por incompatibilidade de requisitos desses dois tipos de suportes dedicados. Por requisitos de suportação de riser flexível em Bocas de Sino, o RMoST precisaria ficar na camada externa, tal qual para o Receptáculo indicado na Figura 5, o que levaria também a uma grande varanda no Upper riser balcony para realização de pull-in no RMoST.
[0015] Tal limitação indicou a necessidade de desenvolvimento de um novo suporte híbrido (risers rígidos e flexíveis) para as futuras UEPs. Além da necessidade de flexibilização de tecnologia de risers, há também o objetivo de aumentar o nível de segurança nas operações submarinas, retirando ao máximo o mergulhador de tarefas de alta periculosidade, permitindo também operações de interligações de risers em condições meteoceanográficas mais adversas, aumentando a produtividade das embarcações instaladoras de risers pela eliminação de operações simultâneas com o mergulho raso. Essas motivações levaram ao desenvolvimento do Tubo Suporte Unificado Diverless - TSUDL - cuja solução, foco desta invenção, será descrita a seguir.
[0016] O documento WO2019232605A1 revela um sistema de acoplamento entre um enrijecedor de curvatura e uma boca de sino compreendendo uma pluralidade de mecanismos de travamento, onde cada mecanismo de travamento é fixado externamente à boca de sino, contendo ainda uma lingueta móvel posicionada de modo inclinado para baixo, em que a lingueta acessa o interior da boca de sino e é acionada por um elemento elástico adaptado para exercer pressão na lingueta no sentido do interior da boca de sino. Ademais, o mecanismo de travamento compreende um bloco de reação (35) no qual o elemento elástico (34) é assentado.
[0017] O documento WO2021048592A1 revela um suporte para riser rígido que possui mecanismos de travamento, compreendendo uma ou mais porções de lingueta salientes para dentro de uma superfície interna da parede lateral anular e adaptadas para cooperar com as porções de gancho correspondentes formadas numa superfície externa do adaptador de acoplamento, de modo a produzir um acoplamento em forma entre as porções de lingueta e as porções de gancho. Além disso, o suporte também apresenta uma estrutura em formato semelhante a um “carretel”.
[0018] O documento US20070056741A1 revela um suporte de um Steel Catenary Riser (SCR) sobre uma estrutura flutuante, compreendendo um receptáculo ligado à estrutura flutuante; um tubo flexível de suporte que envolve o SCR e dimensionado de forma a suportar o SCR, permitindo ao mesmo tempo que o SCR se dobre, um mecanismo pivotante no tubo de suporte que fixa o tubo de suporte no receptáculo, de forma a permitir que o tubo de suporte gire em relação à estrutura flutuante. Além disso, o mecanismo pivotante inclui um mecanismo de travamento que é operado de forma seletiva para travar o mecanismo pivotante dentro do receptáculo.
[0019] As anterioridades apresentadas não fornecem um dispositivo de suportação de risers capaz de ser versátil e permitir a utilização de risers flexíveis e/ou rígidos com variação de diâmetros internos.
[0020] Diante das dificuldades presentes no Estado da Técnica citado acima, para soluções de suportação de risers flexíveis e/ou rígidos, surge a necessidade de desenvolver uma tecnologia capaz de apresentar um desempenho eficaz e que esteja em acordo com as diretrizes ambientais e de segurança. O Estado da Técnica citado acima este não possui as características únicas da presente invenção que serão apresentadas detalhadamente a seguir. Objetivo da invenção
[0021] É um objetivo da invenção fornecer um dispositivo de suportação de risers capaz de ser versátil e permitir a utilização de risers flexíveis e/ou rígidos com variação de diâmetros internos.
Descrição Resumida da Invenção
[0022] A presente invenção apresenta um suporte para risers, completamente integrado ao Balcão de Risers do FPSO, que atenda tanto aos risers rígidos quanto aos flexíveis.
[0023] O conceito base estabelecido para este novo sistema de suportação de risers apresenta uma versatilidade que permite a utilização de risers flexíveis e/ou rígidos com alguma variação em seus diâmetros internos e que a interligação pode ser realizada por bombordo ou boreste da UEP.
[0024] De um modo geral, o Tubo Suporte Unificado Diverless (TSUDL) (Figura 8) é dotado de um cone superior (1), um tubo guia (2) e um centralizador (3).
Breve Descrição dos Desenhos
[0025] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de sua realização. Nos desenhos, têm-se:
- A Figura 1 ilustrando a visão geral da BSMF, como conhecida no Estado da Técnica;
- A Figura 2 ilustrando a suportação de risers flexíveis em BSMF, como conhecida no Estado da Técnica;
- A Figura 3 ilustrando o conceito preliminar de suportação de risers rígidos em BSMF, como conhecido no Estado da Técnica;
- A Figura 4 ilustrando o gap compensator- eliminador de folgas do hang- off adaptor para o FPSO Cidade de llhabela;
- A Figura 5 ilustrando o conceito de balcão duplo adotado como padrão na Petrobras; - A Figura 6 ilustrando o sistema de suportação de risers inicialmente proposto. À esquerda, balcão duplo considerando Boca de Sino e Receptáculo, e à direita, interligação de riser rígido por keelhauling, o que demanda uma grande varanda para o sistema de pull-in;
- A Figura 7 ilustrando uma visão geral do RMoST;
- A Figura 8 ilustrando uma visão geral do TSUDL;
- A Figura 9 ilustrando o TSUDL integrado ao Balcão de Risers Inferior;
- A Figura 10 ilustrando uma vista em corte do TSUDL e sua configuração em relação ao costado do FPSO;
- A Figura 11 ilustrando o cone superior do TSUDL;
- A Figura 12 ilustrando uma visão geral da terminação de topo do riser rígido acoplada ao TSUDL;
- A Figura 13 ilustrando um detalhe do Módulo de Travamento Lateral (MTL);
- A Figura 14 ilustrando o capacete do riser flexível suportado pelo TSUDL;
- A Figura 15 ilustrando o sistema de travamento do enrijecedor de curvatura.
Descrição Detalhada da Invenção
[0026] Abaixo segue descrição detalhada de uma concretização preferida da presente invenção, de cunho exemplificative e de forma nenhuma limitativo. Não obstante, ficarão claras para um técnico no assunto, a partir da leitura da descrição, possíveis concretizações adicionais da presente invenção ainda compreendidas pelas características essenciais e opcionais desta.
[0027] A Figura 8 mostra uma visão geral do Tubo Suporte Unificado Diverless (TSUDL). Assim como no RMoST, o TSUDL pode ser separado em três macro componentes: o cone superior (1), responsável pela suportação do riser rígido, o tubo guia (2), responsável por promover a integração com o riser balcony do FPSO (ver Figura 9), e um centralizador (3), responsável pela centralização do hang-off adaptor na suportação do riser rígido, através do MTL (10), e por conter o sistema de travamento de enrijecedor de curvatura (11). [0028] Conforme comentado anteriormente, o TSUDL foi desenvolvido como uma solução única completamente integrada ao projeto do Balcão de Riser do FPSO (Figura 9 e Figura 10). Isso levou a uma grande redução do comprimento total do TSUDL em relação ao RMoST, com ordem grandeza semelhante à da BSMF, o que permitiu compatibilidade com os requisitos de suportação de risers flexíveis.
[0029] Para a suportação de risers rígidos, o cone superior inicialmente projetado para o RMoST foi aprimorado, tornando-o automatizado, e o sistema de centralizador (3) foi aprimorado pela inclusão de Módulos de Travamento Lateral - MTL (10), sistemas hidráulicos que estabilizam os esforços laterais do riser rígido. Para a suportação de risers flexíveis, o TSUDL considerou uma adaptação da Boca de Sino Diverless - BSDL (BR 10 2018 011452-2), considerando a utilização de seu sistema de travamento de enrijecedor de curvatura (11). Maiores detalhes de cada um dos componentes da invenção serão apresentados a seguir.
[0030] Conforme conceito inicial estabelecido pela BSMF, o TSUDL considera dois macros componentes para a suportação de riser rígido: um cone superior (1 ) e seus subcomponentes para a suportação da tração do riser, e um Módulo de Travamento Lateral - MTL (10) para fornecer o travamento lateral do riser.
[0031] Com elementos principais semelhante ao cone superior do RMoST, o cone superior (1) do TSUDL foi aprimorado principalmente na automação do sistema e consequente redução na necessidade de intervenção humana; isto é, tornando o cone superior (1 ) um dispositivo diverless.
[0032] Uma melhor visualização do Cone Superior (1 ) está apresentada na Figura 11. A efetiva suportação da tração do riser é realiza por cunhas (4). Durante a operação de pull-in, a terminação de topo do riser (15) efetua um contato com as cunhas (4) em sua parte inferior, e estas deslizam através do cone superior (1) em um movimento ascendente guiado por hastes (7), retornando para sua posição de trabalho pelo efeito da gravidade e por força de molas (14). Com o posterior assentamento da terminação de topo do riser (15) sobre as cunhas (4), a suportação da tração do riser está concluída (Figura 12). [0033] Com a operação descrita no parágrafo 0032, apesar da tração do riser estar segura, a terminação de topo do riser (15) está suportada de maneira instável, e movimentos dinâmicos do FPSO ocasionariam um movimento relativo entre o riser e o TSUDL. Para a estabilização lateral, uma série de módulos de travamento lateral (10) são atuados hidraulicamente, ou por ROV/mergulhador para eliminar a folga com a terminação de topo do riser (15), suportando assim o riser de forma segura. O MTL (10) (Figura 13) consiste em um mandril cônico que, ao avançar em direção ao centro do TSDUL, comprime quatro sapatas contra o anel externo, resultando no travamento do conjunto em qualquer posição no curso de aproximação, independentemente de pressão hidráulica.
[0034] Em uma operação de pull-out, a coroa porta carnes (5) é rotacionada em seu eixo coincidente do cone superior (1 ). Esse movimento é prioritariamente executado pelo atuador hidráulico (8), componente residente no projeto do TSUDL, ou alternativamente pelo atuador de ROV (9), ferramenta que pode ser instalada pelo ROV em caso de falha do primeiro método de atuação, ou por qualquer outra dificuldade. Com a rotação a coroa porta carnes (5), os carnes (6) promovem a ação de puxamento da haste (7), retraindo assim as cunhas (4) e permitindo a remoção da terminação de topo do riser (15).
[0035] É importante ressaltar, ainda, que a operação descrita no parágrafo 0034 pode também trazer ganho para as operações de pull-in, pois permite realizar o teste prévio de funcionamento do mecanismo automático de deslizamento das cunhas (4) através do contato direto com a terminação de topo do riser (15), garantindo que não há nenhum impedimento para o deslizamento dos componentes, como por exemplo, a presença de incrustações. Alternativamente, esse mesmo mecanismo pode substituira atuação primária no pull-in de mecanismo automático; ou seja, o sistema hidráulico (8) pode atuar para que as cunhas (4) estejam previamente retraídas, evitando qualquer contato com a terminação de topo do riser (15) durante a operação de pull-in. [0036] Retornando para a operação de pull-out, em caso de falha de atuação da coroa porta cames (5), cada uma das hastes (7) contém um olhal na sua posição posterior para que as cunhas (4) sejam retraídas separadamente.
[0037] Com o conceito anterior de dogs adotado na BSMF, observa-se que o mergulho raso estava envolvido em todas as etapas da operação de pull-in. Entretanto, a etapa mais crítica é o instante do acoplamento do enrijecedor de curvatura na boca de sino, pois este atua em paralelo com o PLSV. As condições ambientais limites do PLSV são consideravelmente maiores quando comparadas ao limite para o mergulho raso. E como as condições ambientais nas locações do Pré-Sal são mais severas, observa-se um considerável Tempo Não Produtivo (TNP) do PLSV em condições favoráveis para efetuar o lançamento do duto flexível, mas não para permitir a operação de suporte do mergulho raso.
[0038] O conceito desenvolvido nesta invenção, para a suportação de risers flexíveis, é similar ao conceito da BSDL (BR 10 2018 011452-2), onde foi identificado que novos projetos de bocas de sino não deveriam alterar significativamente os procedimentos de pull-in adotados na Petrobras.
[0039] O conceito de travamento do enrijecedor de curvatura é bastante semelhante aos projetos de bocas de sino anteriores. As principais alterações desta invenção foram a definição de uma geometria otimizada de conexão e um sistema de travamento mais eficiente, tendo ambas as inovações o objetivo de reduzir as cargas associadas ao processo de conexão do enrijecedor de curvatura na boca de sino e diminuir as atividades de mergulho. A suportação de um capacete de enrijecedor de curvatura (16) no TSUDL está representada na Figura 14.
[0040] Os componentes principais do sistema de travamento de enrijecedor de curvatura (11) do TSUDL estão apresentados na Figura 15, sendo mostradas uma vista externa (esquerda) e uma vista em corte (direita), indicando detalhes internos do mecanismo. A suportação do capacete de enrijecedor de curvatura (16) é realizada por linguetas (17), sendo estas e todo o mecanismo de travamento confinados no interior de um bloco denominado porta linguetas (18). Durante a operação de pull-in, as linguetas (17) retraem para a passagem do capacete (16), e seu retorno automático para a posição estendida é efetuado por molas (19) acomodadas no bloco de reação (20).
[0041] A vantagem significativa desse mecanismo é que não é necessária nenhuma atuação de mergulho raso para travar as linguetas (17) após o término da operação de pull-in, enquanto nos modelos anteriores de bocas de sino era necessário um acionamento manual para travamento dos dogs.
[0042] Em operações de pull-out, o mecanismo excêntrico (21 ) que contêm uma manopla (22) pode ser operado por ROV (ou alternativamente por mergulho raso, em caso de dificuldades) para efetuar a retração da lingueta (17). Para essa operação o grab ring (13) fornece um ponto fixo para que ROV estabilize seus movimentos através de um manipulador, enquanto o outro atua na manopla (22).
[0043] Para evitar que qualquer ação não intencional no mecanismo leve a retrair as linguetas (17) em um instante anterior à operação de pull-out, uma abraçadeira (12) possuindo pinos impedem o movimento da manopla (22), sendo que esses pinos apresentam interface adequada para destravamento por ROV (ou alternativamente, por mergulho raso, em caso de dificuldades).

Claims

Reivindicações
1- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), caracterizado por compreender um cone superior (1 ), um tubo guia (2), um centralizador (3),
2- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo cone superior (1 ) ser automatizado e do estilo d/ve/7ess.
3- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo sistema centralizador (3) incluir Módulos de Travamento Lateral - MTL (10) e um sistema de travamento de enrijecedor de curvatura (11).
4- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo MTL (10) consistir em um mandril cônico que, ao avançar em direção ao centro do TSDUL, comprime quatro sapatas contra um anel externo, resultando no travamento do conjunto em qualquer posição no curso de aproximação, independentemente de pressão hidráulica.
5- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela suportação da tração do riser ser realizada por cunhas (4).
6- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela terminação de topo do riser (15) efetuar um contato com as cunhas (4) em sua parte inferior, deslizando através do cone superior (1) em um movimento ascendente guiado por hastes (7), retornando para sua posição de trabalho pelo efeito da gravidade e por força de molas (14).
7- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por um coroa porta carnes (5) ser rotacionada em seu eixo coincidente do cone superior (1) para operação de pull-out.
8- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por um atuador hidráulico (8), ou um atuador de ROV (9), realizar o movimento de rotação. 9- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela rotação da coroa porta carnes (5), os carnes (6) promovendo a ação de puxamento da haste (7), retraindo assim as cunhas (4) e permitindo a remoção da terminação de topo do riser (15).
10- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por cada uma das hastes (7) conter um olhai na sua posição posterior para que as cunhas (4) sejam retraídas separadamente, no caso de falha de atuação da coroa porta carnes (5).
11- TUBO SUPORTE UNIFICADO DiVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por um mecanismo automático de deslizamento das cunhas (4) poder substituir a atuação primária no pull-in de mecanismo automático do sistema hidráulico (8) e atuar para que as cunhas (4) estejam previamente retraídas, evitando qualquer contato com a terminação de topo do riser (15) durante a operação de pull-in.
12- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado peia suportação do capacete de enrijecedor de curvatura (16) ser realizada por linguetas (17), estando estas confinadas no interior de um bloco denominado porta linguetas (18).
13- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelas linguetas (17) retraírem para a passagem do capacete (16) e seu retorno automático para a posição estendida ser efetuado por molas (19) acomodadas no bloco de reação (20).
14- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por um mecanismo excêntrico (21 ) que contêm uma manopla (22) poder ser operado por ROV para efetuar a retração da iingueta (17).
15- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo grab ring (13) fornecer um ponto fixo para que ROV estabilize seus movimentos através de um manipulador, enquanto o outro atua na manopla (22). 16- TUBO SUPORTE UNIFICADO DIVERLESS (TSUDL), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por uma abraçadeira (12) possuindo pinos impedir o movimento da manopla (22), evitando qualquer ação não intencional no mecanismo, atuando de forma a retrair as iinguetas (17).
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