[004]. A presente Invenção refere-se a um elemento flutuante pêra sistemas de ancoragem de linhas submersas de exploração de petróleo. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um elemento flutuante usado como elemento de sustentação intermediário disposto submerso entre uma plataforma flutuante de produção e estocagem de petróleo e o fundo do mar.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002]. Existem diversos tipos de plataformas para extração e produção de petróleo, sendo que cada tipo é utilizado para uma determinada profundidade.

[003]. Atualmente, a mais utilizada para grandes profundidades é a embarcação de produção e estocagem de petróleo (FPSO) _t que consiste em um navio de grande porte com capacidade para produzir, processar e armazenar petróleo e gás natural

[004]. As plataformas flutuantes são conectadas aos equipamentos de exploração submarinos por melo de linhas de tubulação, sendo que tais linhas são conectadas a sistemas de ancoragem que possibilitam seu posicionamento adequado em relação è plataforma flutuante e ao fundo do mar,

[005]. Os sistemas de ancoragem conhecidos podem apresentar elementos flutuantes intermediários» também conhecidos como "bolas ^* , para atuar como uma espécie de suporte disposto submerso no corpo d'água para apoio e fixação das linhas (tubulações, risers, etc). Esses elementos têm como objetivo a redução das excitações dinâmicas transmitidas pelo movimento da plataforma flutuante.

[006]. Um elemento flutuante intermediário conhecido e largamente utilizado compreende uma boia intermediária em formato de anel. Ocorre que esse tipo de boia apresenta baixa estabilidade a rotação, o que possui Impacto tanto na instalação como na operação das linhas. Além disso, para que seja atingida a estabilidade necessária para adequada sustentação de rtsers, essas bóias geralmente exigem o uso de tendões de elevada rigidez, comumente cabos de aço, que possuem peso elevado e acabam por demandar embarcações especiais para içamento e manuseio offshore. Esse tipo de equipamento tem alto custo e restrições ambientais de operação. Além disso, a elevada rigidez exige um ajuste Uno no comprimento dos tendões após a instalação para que seja alcançada uma adequada distribuição de cargas com o tendão adjacente. Como o ajuste no comprlmenio dos tendões é realizado por macacos hidráulicos submarinos, os custos de operação fomam~se ainda mais altos.

[007], Uma tentativa de prover um elemento intermediário aperfeiçoado é descrita no documento WO 00/31372. Esse documento mostra um elemento de suporte compreendendo dois tirantes de ancoragem ligados por um elemento em viga em cujas extremidades são previstos tanques que atuam como bolas. O elemento em viga compreende basicamente duas estruturas tubulares e possui arcos e ganchos para prenderas linhas derisers.

[083] Embora tal solução da técnica anterior possua vantagens no tocante a estabilidade a rotação, trata~se de uma construção de alta complexidade, que exibe pouca flexibilidade em relação à fixação das linhas, além de fazer uso de um esquema especifico de ancoragem.

[009] Assim, permanece na técnica a necessidade de um elemento flutuante intermediário que possua elevada estabilidade a rotação, permita diferentes arranjo de fixação de linhas de risers e ancoragem e que elimine a necessidade de uso de tendões de cabo de aço.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[0010]. Assim, é um objetivo da presente invenção proporcionar um elemento flutuante para sistemas de ancoragem de linhas submersas de exploração de petróleo que apresente elevada estabilidade de rotação, dispensando o uso de tendões de cabo de aço.

[0011]. É outro dos objetivos da Invenção proporcionar um elemento flutuante para sistemas de ancoragem de linhas submersas de exploração de petróleo que possua uma construção simples e económica,

[0012]. É outro dos objetivos da Invenção proporcionar um elemento flutuante para sistemas de ancoragem de linhas submersas de exploração de petróleo que. permita flexibilidade no arranjo das linhas de tubulação e de ancoragem.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013], A presente Invenção atinge esses e outros objetivos por meio de um elemento flutuante para sistemas de ancoragem para linhas submersas de exploração de petróleo que compreende um flutuador central e dois flutuadores de extremidade.

[0014]. O flutuador centra) possui um formato de viga alongada e é configurado para conectar as linhas de tubulação que se conectam a uma plataforma flutuante e as linhas de tubulação que se conectam ao leito submarino.

[0015]. O primeiro flutuador de extremidade, que é ligado a uma extremidade do flutuador centrai, é configurado para conectar um primeiro conjunto de tendões de ancoragem.

[0016]. O segundo flutuador de extremidade, que é ligado a outra extremidade do flutuador central, ê configurado para conectar um segundo conjunto de tendões de ancoragem.

[0017]. O elemento flutuante possui alta estabilidade a rotação, dispensando o uso de tendões de elevada rigidez.

[0018]. Os primeiro e segundo conjuntos de tendões de ancoragem sâo formados por cabos sintéticos. Preferencialmente, cabos de poliéster.

[0019]. Ao permitir o uso de cabos sintéticos em substituição aos cabos de aço normalmente utilizados por sistemas de tendões de ancoragem, a presente invenção possibilita uma séria de vantagens associadas á economia de custo e facilidade de operação.

[0020] Na concretização preferida da presente invenção _* cada um dos flutuadores de extremidade possui um formato substancialmente trapezoidal, com a face superior do trapézio voltada para a extremidade correspondente do flutuador centrai.

[0021]. Também na concretização preferida, os flutuadores compreendem cascos compartimentados em tanques estanques, o que permite obter um equilíbrio de pesos pelo controle da capacidade de alagamento dos compartimentos.

Breve Descrição doa Desenhos

[ 022]. A presente invenção será descrita a seguir com mais detalhes, com referências aos desenhos anexos, nos quais:

[0023], A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um elemento flutuante de acordo com a concretização preferenciai da presente invenção;

10024]. A Figura 2 é outra vista em perspectiva do elemento flutuante de acordo com a concretização preferencial da presente invenção;

[0025]. A Figura 3 é outra vista em perspectiva do elemento flutuante de acordo com a concretização preferencial da presente invenção, com linhas de tubulação e ancoragem fixas ao dispositivo; e

[0026]. A Figura 4 é ainda outra vista em perspectiva do elemento flutuante de acordo com a concretização preferencial da presente invenção, com linhas de tubulação e ancoragem fixas ao dispositivo,

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0027] Conforme melhor visualizado nas figuras 1 e 2, o elemento flutuante de acordo com a concretização preferida da presente invenção compreende peio menos três flutuadores, sendo um flutuador central alongado 1 e dois flutuadores de extremidade 2, 3, que formam uma bola submersa de grandes dimensões que é ancorada ao leito marinho por tendões. Assim, o elemento flutuante atua como um elemento intermediário entre a plataforma flutuante e o fundo do mar.

[0028], O flutuador centrai 1 possui um formato de viga alongada, que permite uma elevada estabilidade a rotação. Já os flutuadores de extremidade 2, 3 possuem, cada um, um formato substancialmente trapezoidal, com a face superior do trapézio voltada para a extremidade correspondente do flutuador central 1 ,

[0029]. Preferencialmente» os três flutuadores 1 , 2 e 3 são formados por cascos compartimentados em tanques estanques, de modo que a capacidade de alagamento pode ser controlada de forma a se obter um equilíbrio de pesos.

[0030]. O flutuador central 1 é configurado para conectar as linhas de tubulação que são conectadas à plataforma flutuante (linhas 4 nas figuras 3 e 4) e as linhas de tubulação que sâo conectadas ao leito submarino (linhas S nas figuras 3 e 4).

[0031]. Cada um dos flutuadores de extremidade 2, 3 é configurado para conectar um conjunto de tendões utilizados para ancoragem do elemento flutuante ao solo marinho, Devido a elevada estabilidade a rotação do elemento flutuante da presente invenção, os tendões utilizados podem ser cabos de material sintético, como, por exemplo, cabos de poliéster,

[0032], A elevada estabilidade a rotação é obtida pela elevação da distância vertical entre o centro de empuxo dos flutuadores 1, 2, 3 e o somatório das forças que atuam sobre o sistema de linhas submarinas (por exemplo, o peso dos risers, jumpers flexíveis e tendões de ancoragem).

[0033]. O uso de cabos sintéticos permite uma redução na amplitude de cargas dinâmicas, elevando a resistência a fadiga dos componentes do sistema de tendão, como amarras, manilhas ou conectores. Além disso, os cabos sintéticos apresentam menores dificuldades de manuseio e ajuste, o que permite a utilização de equipamentos mais simples para Içamento e manuseio. Nesse sentido, destaca-se que o ajuste rx? comprimento dos tendões de cabo sintético pode ser realizado utilizando apenas o guincho de embarcações do tipo AHTS (anchor handling tug supply vessel) As embarcações do tipo AHTS permitem urna operação de menor custo e com menos restrições impostas por questões ambientais.

[0034]. Outra vantagem do uso dos cabos sintéticos está relacionada ao monítoramento das cargas aluando sobre os tendões. Devido à baixa rigidez dos cabos sintéticos, a carga pode ser indlretamente obtida peia deformação do cabo tensionado.

[0035], Conforme melhor ilustrado nas figuras 3 e 4, um primeiro conjunto de tendões de cabos sintéticos 6 é conectado a um dos flutuadores de extremidade 2 e um segundo conjunto de tendões de cabos sintéticos 7 é conectado ao outro dos flutuadores de extremidade 3,

[0036] . Os conjuntos de tendões de cabos sintéticos 6, 7 s3o conectados ao solo marinho por meb de âncora, como, por exemplo, estacas do tipo torpedo. O uso de estacas do tipo torpedo é uma solução de menor custo de fabricação e instalação.

[0037]. A construção do elemento flutuante da presente invenção possui uma vantagem intrínseca associada à padronização de seus elementos componentes, uma vez que tais componentes podem ser utilizados independente do arranjo de risers e jumpers, da quantidade e dimensões das linhas flexíveis ou rígidas, e independente das características da lâmina d'agua onde o sistema será utilizado.

[00389. De fato, a construção de elemento flutuante da presente invenção permite uma grande flexibilidade na disposição e arranjo das linhas de tubulação 4, 5 e dos tendões de ancoragem 6.7.

[0037], A padronização alcançada pelo elemento flutuante da presente invenção permite uma redução de custos de projeto e fabricação. Além disso, ao permitir a utilização de cabos sintéticos ^M de prateleira", uma redução maior de custos é alcançada. [0040]. Tendo sido descrito um exemplo de uma concretização preferida da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da presente Invenção abrange outras variações possíveis do conceito Inventivo descrito» sendo limitadas tão somente pelo teor das reivindicações apensas» aí incluídos os possíveis equivalentes.