BR102017016944A2 - Sistema de transição submarino - Google Patents

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BR102017016944A2
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Russo Luis
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Baker Hughes, A Ge Company, Llc
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Abstract

trata-se de métodos para facilitar de modo remoto a transição entre o teste de pressão hidráulica e a remoção de água de um duto submarino que incluem uma unidade de controle de um sistema de atuação de válvula submarino determinar quando o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído e permitir de modo autônomo o fluxo de fluido fora do duto na extremidade de recebimento do mesmo sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um uv, na extremidade de recebimento de pig do duto para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.

Description

(54) Título: SISTEMA DE TRANSIÇÃO SUBMARINO (51) Int. Cl.: G01M 3/28; F17D 1/08 (30) Prioridade Unionista: 09/08/2016 US US 62/372,476, 09/08/2016 US US 62/372, 47625/09/2016 US US 15/275,410 (73) Titular(es): BAKER HUGHES, A GE COMPANY, LLC (72) Inventor(es): ANDREW BARDEN; LUIS RUSSO; PETER DIXON; ALASTAIR GOODALL (74) Procurador(es): DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (57) Resumo: Trata-se de métodos para facilitar de modo remoto a transição entre o teste de pressão hidráulica e a remoção de água de um duto submarino que incluem uma unidade de controle de um sistema de atuação de válvula submarino determinar quando o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído e permitir de modo autônomo o fluxo de fluido fora do duto na extremidade de recebimento do mesmo sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
Figure BR102017016944A2_D0001
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE TRANSIÇÃO SUBMARINO.
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente divulgação se refere em geral a um sistema automatizado e métodos para realizar uma ou mais funções na extremidade de recebimento de pig de um duto submarino.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Em operações de duto submarino, diversas atividades são iniciadas numa extremidade (a extremidade de lançamento) do duto, tal como lançamento de pigs para a inundação ou remoção de água do duto, condução de teste de pressão hidráulica do duto ou outras atividades. Muitas vezes é necessário ou seria desejável realizar certas ações na outra extremidade do duto, que é às vezes denominada como a extremidade distante, extremidade de recebimento de pig ou simplesmente a extremidade de recebimento do duto. Por exemplo, pode ser desejável ou necessário abrir ou fechar válvulas de escape de fluido na extremidade de recebimento durante diversas operações de pré-comissionamento de duto ou outras operações. Por exemplo, para facilitar a transição entre a inundação e o teste de pressão hidráulica do duto, é tipicamente necessário fechar uma ou mais válvulas de escape de fluido na extremidade de recebimento. Para outro exemplo, após o teste de pressão hidráulica, se for desejado remover a água do duto a partir da extremidade de lançamento, pode ser necessário abrir a válvula (ou válvulas) de escape de fluido na extremidade de recebimento. Para mais outro exemplo, é muitas vezes desejável ou necessário amostrar, testar e/ou monitorar fluidos que saem do duto, tal como durante a remoção de água.
[003] Acredita-se que os sistemas e técnicas existentes usadas em conjunto com diversas operações de duto submarino conduzidas na extremidade de recebimento do duto tenham uma ou mais limitaPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 4/62
2/46 ções. Por exemplo, acredita-se que os sistemas e técnicas existentes para abrir e/ou fechar válvulas de escape de fluido na extremidade de recebimento do duto submarino precisam do posicionamento de um veículo remotamente operável (ROV) ou similares. Esta exigência por um ROV ou equipamento similar é significativa devido ao tempo e custo envolvido e à variedade de recursos de um outro local. Para um outro exemplo, os sistemas e técnicas existentes não podem realizar diversas funções na extremidade de recebimento ou exigiríam energia e/ou controle (por exemplo, de um ROV, mergulhador, embarcação de superfície, etc.), tal como a variação da taxa de vazão e/ou pressão de fluido que flui através do duto, medição, registro e/ou comunicação de dados de fluido de duto (por exemplo, pressão, taxas de vazão, temperatura, etc.), dados de amostragem/teste/monitoramento de fluido de duto, dados de condição de duto, dados de detecção de vazamento e similares.
[004] Deve-se compreender que a discussão acima é fornecida para propósitos ilustrativos, apenas, e não se destina a limitar o escopo ou matéria das reivindicações anexas ou aquelas de qualquer pedido de patente ou patente relacionada. Deste modo, nenhuma das reivindicações anexas ou reivindicações de qualquer pedido ou patente relacionada deve ser limitada pela discussão acima ou interpretada para visar, incluir ou excluir cada um ou qualquer um dos exemplos, recursos e/ou desvantagens citadas acima meramente devido à menção das mesmas no presente documento.
[005] Consequentemente, existe uma necessidade por sistemas, aparelhos e métodos aperfeiçoados úteis para auxiliar na realização de uma ou mais atividades na extremidade de recebimento de um duto que tem um ou mais recursos, atributos ou capacidades descritas ou mostradas nas, ou conforme pode ser evidente a partir de, outras porções deste pedido de patente.
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BREVE SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO [006] Em algumas modalidades, a presente divulgação envolve métodos para facilitar remotamente a transição entre teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciada a partir da extremidade de lançamento do duto sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto. Um conduto de fluxo de fluido de um sistema de atuação de válvula submarino autocontrolado, autoalimentado e automatizado é acoplado de modo fluido ao duto submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo. Uma unidade de controle do sistema de atuação de válvula submarino impede o fluxo de fluido através do conduto de fluxo de fluido para fora do duto na extremidade de recebimento de pig do mesmo durante o teste de pressão hidráulica do duto. Pelo menos um transdutor de pressão acoplado de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido detecta uma ou mais alterações de pressão no conduto de fluxo de fluido. Pelo menos um dos transdutores de pressão emite pelo menos um sinal relacionado a pelo menos uma alteração de pressão no conduto de fluxo de fluido. Com base pelo menos parcialmente num ou mais sinais emitidos por pelo menos um dos transdutores de pressão e sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, a unidade de controle determina se o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído. Se a unidade de controle determinar que o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído, a unidade de controle faz com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de
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4/46 lançamento do duto.
[007] Em diversas modalidades, a presente divulgação envolve métodos para facilitar remotamente as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciadas a partir da extremidade de lançamento do duto. Um conduto de fluxo de fluido de um sistema de atuação de válvula submarino autocontrolado, autoalimentado e automatizado é acoplado de modo fluido ao duto submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo. É permitido que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido durante a inundação do duto. Uma unidade de controle do sistema de atuação de válvula submarino determina se a inundação do duto foi concluída. Se a unidade de controle determinar que a inundação do duto foi concluída, a unidade de controle faz com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se feche sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, impedindo que o fluido saia do duto na extremidade de recebimento de pig do mesmo para isolar de modo fluido o duto para o teste de pressão hidráulica. O duto é submetido ao teste de pressão hidráulica a partir da extremidade de lançamento do mesmo. A unidade de controle determina se o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído. Se a unidade de controle determinar que o teste de pressão hidráulica foi concluído, a unidade de controle faz com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar na extremidade de recebimento de pig do mesmo para a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
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5/46 [008] A presente divulgação inclui também modalidades de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado, autocontrolado e autoalimentado para facilitar remotamente as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciadas a partir da extremidade de lançamento do duto. O sistema inclui uma armação de skid recuperável e um conduto de fluxo de fluido montado pelo menos parcialmente na armação de skid e acoplado de modo fluido ao duto submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo. Pelo menos uma válvula de isolamento de fluido é acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido e móvel entre pelo menos uma posição aberta e uma posição fechada. A válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido numa posição aberta permite que o fluido saia do duto na extremidade de recebimento de pig do duto através do conduto (ou condutos) de fluxo de fluido. A válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido na posição fechada impede o fluxo de fluido fora do duto na extremidade de recebimento de pig do mesmo. Pelo menos uma válvula de isolamento de fluido fica numa posição aberta durante a inundação do duto. Pelo menos um pig é configurado para se mover através do duto até a extremidade de recebimento de pig do mesmo durante a inundação do duto e emitir um ou mais sinais.
[009] Uma unidade de controle é montada na armação de skid e configurada para mover de modo seletivo, remoto e autônomo pelo menos uma válvula de isolamento de fluido a partir de uma posição aberta para a posição fechada quando a inundação do duto for concluída, com base pelo menos parcialmente num ou mais sinais emitidos por um ou mais pigs sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto para permitir o teste de pressão hidráulica do duto. A unidade de controle também é configurada para determinar quando o teste de pressão hiPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 8/62
6/46 dráulica do duto foi concluído e posteriormente mover de modo autônomo pelo menos uma válvula de isolamento de fluido da posição fechada para uma posição aberta sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto através do conduto de fluxo de fluido para o mar para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto. Pelo menos uma bateria está associada à armação de skid e configurada para fornecer energia suficiente para a unidade de controle para facilitar as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água do duto sem que a energia seja suprida para a armação de skid a partir de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto.
[010] Consequentemente, a presente divulgação inclui recursos e vantagens que são considerados como possibilitando o avanço de operações de duto submarino remoto. As características e vantagens da presente divulgação descrita acima e recursos e benefícios adicionais serão prontamente evidentes àquelas pessoas versadas na técnica mediante a consideração da descrição detalhada a seguir de diversas modalidades e referência às figuras anexas.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [011] As seguintes Figuras são parte do presente relatório descritivo, incluídas para demonstrar certos aspectos de diversas modalidades desta divulgação e denominadas na descrição detalhada no presente documento:
[012] A Figura 1 é uma vista diagramática de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado exemplificativo mostrado engatado com um duto no fundo do mar de acordo com uma modalidade da presente divulgação;
[013] A Figura 2 é uma vista diagramática de uma outra modaliPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 9/62
7/46 dade de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado mostrado engatado com um duto no fundo do mar;
[014] A Figura 3 é uma vista diagramática de mais outra modalidade de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado mostrado engatado com um duto no fundo do mar;
[015] A Figura 4 é uma vista diagramática de ainda outra modalidade de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado mostrado engatado com um duto no fundo do mar;
[016] A Figura 5 é uma vista diagramática de uma modalidade adicional de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado mostrado engatado com um duto no fundo do mar; e [017] A Figura 6 é uma vista diagramática de um sistema de amostragem e/ou monitoramento de fluido remoto exemplificativo útil na extremidade de recebimento do duto de acordo com a presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERENCIAIS [018] As características e vantagens da presente divulgação e recursos e benefícios adicionais serão prontamente evidentes àquelas pessoas versadas na técnica mediante a consideração da descrição detalhada a seguir de modalidades exemplificativas da presente divulgação e referência às Figuras anexas. Deve ser compreendido que a descrição no presente documento e figuras anexas, sendo de modalidades exemplificativas, não se destina a limitar as reivindicações desta patente ou qualquer patente ou pedido de patente que reivindica prioridade do presente documento. Do contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentes e alternativas que estão incluídas na essência e no escopo das reivindicações. Muitas mudanças podem ser feitas às modalidades e detalhes particulares reveladas no presente documento sem desviar de tal essência e escopo.
[019] Na mostra e descrição de modalidades preferenciais nas
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Figuras anexas, os elementos comuns ou similares são denominados com números de referência similares ou idênticos ou são evidentes a partir das Figuras e/ou da descrição no presente documento. Quando múltiplas figuras se referem a um componente ou recurso com o mesmo número de referência, qualquer descrição no presente documento do componente ou recurso em relação a qualquer uma das figuras se aplica igualmente às outras figuras até o ponto em que tal descrição não entra em conflito com uma descrição no presente documento da outra figura (ou figuras). As modalidades mostradas nas figuras são ilustradas para simplicidade de clareza e não foram necessariamente desenhadas em escala. Além disto, os componentes comuns, mas bem compreendidos, úteis ou necessários nas modalidades ilustradas muitas vezes não são representados a fim de facilitar uma vista menos obstruída de outros recursos representados. Certos recursos e certas vistas das figuras podem ser mostradas exageradas em escala ou em representação esquemática com interesse de clareza e concisão.
[020] Conforme usado no presente documento e ao longo de várias porções (e títulos) deste pedido de patente, os termos invenção, presente invenção e variações dos mesmos não se destinam a significar toda modalidade possível englobada por esta divulgação ou qualquer reivindicação (ou reivindicações) particular. Deste modo, a matéria de cada referência não deve ser considerada como necessária para, ou parte de, cada modalidade do presente documento ou de qualquer reivindicação (ou reivindicações) particular meramente devido a tal referência. Os termos acoplado, conectado, engatado e similares, e variações dos mesmos, conforme usado no presente documento e nas reivindicações anexas, se destinam a significar um engate ou conexão direta ou indireta. Desta forma, se um primeiro dispositivo se acopla a um segundo dispositivo, esta conexão pode ser através de uma conexão direta, ou através de uma conexão indireta através de
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9/46 outros dispositivos e conexões.
[021] Certos termos são usados no presente documento e nas reivindicações anexas para se referir a componentes particulares. Conforme uma pessoa versada na técnica irá observar, diferentes pessoas podem se referir a um componente por nomes diferentes. Este documento não se destina a distinguir entre os componentes que diferem na designação, mas não na função. Além disto, os termos que inclui e que compreende são usados no presente documento e nas reivindicações anexas de uma forma aberta e, deste modo, devese interpretar seus significados como incluindo, mas sem limitação. Adicionalmente, a referência no presente documento e nas reivindicações anexas a componentes e aspectos num tempo no singular não necessariamente limita a presente divulgação ou reivindicações anexas a apenas um tal componente ou aspecto, mas deve-se interpretar seu significado em geral como um ou mais, conforme pode ser adequado e desejável em cada caso particular.
[022] Os números de referência usados no presente documento e nas figuras anexas e seus componentes ou recursos exemplificativos associados são conforme exposto a seguir:
sistema de atuação de válvula submarino automatizado
Veículo subaquático (UV) armação de skid fundo do mar duto submarino extremidade de recebimento (pig) receptor de pig pig sinalizador de pig manifold de receptor de pig batente de pig
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10/46 estação de acoplamento de pig porta de saída de fluido válvula de descarga de receptor de pig conduto de exaustão de fluido conduto de fluxo de fluido porta de saída derivação de conduto de fluxo de fluido
72a primeira derivação de conduto de fluxo de fluido 72b segunda derivação de conduto de fluxo de fluido 74 válvula de retenção válvula de isolamento de fluido
76a-e válvulas de isolamento de fluido conjunto de alimentação/atuador de válvula unidade de controle sistema de detecção de pig bateria difusor tubo de ponte transdutor de pressão transdutor de temperatura
100 visor
104 sistema de comunicação de dados
108 fluxímetro
110 restritor de fluxo
112 diafragma
116 válvula de controle variável
120 sistema de monitoramento e/ou amostragem de fluido 124 extremidade de entrada 128 extremidade de descarga 130 conduto de fluxo
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132 derivação de conduto de fluxo
132a primeira derivação de conduto de fluxo
132b segunda derivação de conduto de fluxo
136 analisador de fluido
140 densímetro
150 cilindro de amostragem de fluido
150a primeiro cilindro de amostragem de fluido
150b segundo cilindro de amostragem de fluido [023] Com referência inicialmente à Figura 1, é mostrada uma modalidade de um sistema de atuação de válvula submarino automatizado 10 útil para permitir e impedir seletivamente de modo autônomo o fluxo de fluido para fora de um duto submarino 20 na extremidade de recebimento de pig 24 do mesmo e/ou realizar uma ou mais outras operações remotas na extremidade de recebimento 24. Para uso no presente documento e nas reivindicações anexas, o termo autônomos e variações do mesmo significa sem o envolvimento de um veículo subaquático (UV) ou fonte externa na superfície do corpo de água (por exemplo, embarcação, plataforma, etc.) para realizar ou controlar o processo ou atividade mencionada. Para uso no presente documento e nas reivindicações anexas, o termo veículo subaquático (UV) e variações do mesmo significa e inclui pelo menos um mergulhador, veículo operado remotamente (ROV), veículo subaquático autônomo (AUV), qualquer outro veículo tripulado ou não tripulado, tal como um minissubmarino, e outro equipamento e técnicas relacionadas para acessar um duto submarino e equipamentos relacionados, conforme são e se tornarão adicionalmente conhecidos. O duto exemplificativo 20 é mostrado no fundo do mar 18 (abaixo de um corpo de água). O sistema de atuação de válvula submarino automatizado 10 ilustrado é mostrado acoplado de modo fluido à extremidade de recebimento 24 do duto 20.
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12/46 [024] No exemplo ilustrado, o duto submarino 20 é mostrado com um receptor de pig 30 e um manifold de receptor de pig 36 em sua extremidade de recebimento 24. O receptor de pig 30 ilustrado é mostrado com um batente de pig 40 em sua extremidade mais distante e pelo menos duas estações ou áreas de acoplamento de pig, 44 próximo ao mesmo. Dois pigs 32 exemplificativos são mostrados acoplados dentro do receptor de pig 30. Entretanto, pode haver apenas uma estação de acoplamento de pig 44 e pig 32, ou mais de dois de cada. Para a conveniência do leitor, o termo pig, para uso no presente documento no tempo no singular pig significa um ou múltiplos pigs. Múltiplos pigs 32 também podem ser denominados no presente documento tal como um trem de pig. Uma porta de saída de fluido distinta 48 e válvula de descarga de receptor de pig 52 são mostradas associadas ao receptor de pig 30 exemplificativo próximo a cada respectiva estação de acoplamento de pig 44. As portas de saída 48 e válvulas de descarga de receptor de pig 52 ilustradas são mostradas conectadas de modo fluido a um conduto de exaustão de fluido 58 comum. Neste exemplo, as válvulas de descarga de receptor de pig 52 e conduto de exaustão de fluido 58 são parte do manifold de receptor de pig 36 ilustrado.
[025] Deve-se observar, entretanto, que o duto 20 pode ter componentes diferentes ou adicionais como aqueles acima descritos ou mostrados nas figuras anexas. Adicionalmente, a presente divulgação e reivindicações anexas não são de forma alguma limitadas a ou pelos componentes de duto descritos acima ou mostrados nas figuras anexas, exceto e apenas até o ponto em que pode ser explicitamente mencionado numa ou mais reivindicações anexas e apenas para aquelas reivindicações e quaisquer reivindicações dependentes das mesmas.
[026] No uso do duto 20 ilustrado com procedimentos do estado da técnica, em qualquer momento depois que o duto 20 é posicionado
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13/46 (por exemplo, no fundo do mar 18), cada válvula de descarga de receptor de pig 52 precisaria ser atuada (por exemplo, alimentada e fechada/aberta) por um ROV, mergulhador e outra fonte de controle/energia externa (na superfície do corpo de água ou de outro modo) para impedir e/ou permitir posteriormente o fluxo de fluido para fora do duto 20 na extremidade de recebimento 24 do mesmo. Por exemplo, após a inundação e antes do teste de pressão hidráulica do duto 20, cada válvula 52 precisaria ser fechada por um ROV, mergulhador ou outra fonte de controle/energia externa. Para um outro exemplo, após o teste de pressão hidráulica, cada válvula 52 precisaria ser aberta por um ROV, mergulhador ou outra fonte de controle/energia externa, tal como para drenar o duto 20 em sua extremidade de recebimento 24 ou permitir a remoção de água a partir da extremidade de lançamento do duto 20.
[027] Para o uso do sistema de atuação de válvula submarino automatizado 10 exemplificativo da presente divulgação, as válvulas de descarga de receptor de pig 52 podem ser desabilitadas de modo eficaz (por exemplo, deixadas abertas) e não usadas em combinação usando do sistema 10.
[028] De acordo com a presente divulgação, o sistema 10 é útil para realizar de modo autônomo uma ou mais ações desejadas na extremidade de recebimento 24 do duto 20. Por exemplo, o sistema 10 pode ser útil para de modo autônomo e seletivo permitir ou impedir que o fluido saia do duto 20 na extremidade de recebimento 24 do mesmo durante uma ou mais operações de pré-comissionamento de duto ou outras operações. Por exemplo, para facilitar a transição entre inundação e teste de pressão hidráulica do duto 20, o sistema exemplificativo 10 pode ser usado para de modo autônomo e seletivo bloquear o fluxo de fluido fora do duto 20 na extremidade de recebimento 24. Para um outro exemplo, em algumas modalidades, tal como mostrado
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14/46 nas Figuras 2 a 5, depois que o duto 20 é submetido ao teste de pressão hidráulica, se for desejado remover a água do duto 20 a partir da extremidade de lançamento, o sistema exemplificativo 10 pode ser usado para de modo autônomo e seletivo permitir que o fluido saia do duto 20 na extremidade de recebimento 24. Para um exemplo adicional, em diversas modalidades, tal como mostrado nas Figuras 2 a 6, o sistema exemplificativo 10 pode ser usado para de modo autônomo e seletivo amostrar, testar e/ou monitorar fluidos que saem do duto 20. Para mais outros exemplos, em muitas modalidades, o sistema exemplificativo 10 pode ser usado para de modo autônomo e seletivo controlar ou variar a taxa de vazão do fluido que sai do duto 20, medir, registrar e/ou comunicar outros dados, tal como dados de fluido do duto (por exemplo, pressão, taxas de vazão, temperatura, etc.), dados de amostragem/teste/monitoramento de fluido de duto, dados de condição de duto, dados de detecção de vazamento, dados de componente de sistema 10 ou uma combinação dos mesmos.
[029] O sistema de atuação de válvula submarino automatizado 10 pode incluir qualquer tipo e disposição desejada de componentes adequada para de modo autônomo e seletivo permitir e impedir o fluxo de fluido para fora do duto 20 na extremidade de recebimento 24 do mesmo e/ou realizar uma ou mais outras funções remotas na extremidade de recebimento 24. Com referência à Figura 1, nesta modalidade, o sistema 10 inclui pelo menos um conduto de fluxo de fluido 70, válvula de retenção 74, válvula de isolamento de fluido operável seletivamente 76, unidade de controle 82 e bateria 86, todos montados ou suportados numa armação de skid 14. Entretanto, o sistema 10 pode incluir outros componentes ou componentes diferentes. Alguns exemplos de componentes adicionais que podem estar incluídos no sistema 10 são pelo menos um sistema de detecção de pig 84, transdutor ou sensor de pressão 94 acoplado ao conduto 70, transdutor ou sensor
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15/46 de temperatura 96 acoplado ao conduto 70, fluxímetro 108 acoplado ao conduto 70 (por exemplo, Figura 2), registrador de dados (não mostrado), visor 100, sistema de comunicação de dados 104 e/ou sistema de amostragem/monitoramento de fluido 120 (por exemplo, Figura 2). [030] Os componentes do sistema 10 podem ter qualquer forma, configuração, construção e operação adequada conforme é ou se torna adicionalmente conhecido na técnica. Por exemplo, a armação de skid 14 pode ter qualquer construção, configuração e operação desejada (i) para fornecer suporte suficiente para os diversos componentes do sistema 10, tal como durante o transporte, posicionamento, operação, armazenamento, manutenção e recuperação e (ii) para permitir a colocação do sistema 10 próximo à extremidade de recebimento 24 do duto 20 para permitir o acoplamento de fluido entre os mesmos. Adicionalmente, os diversos componentes do sistema 10 podem ser posicionados em qualquer local desejado e ter qualquer interconexão desejada. Desta forma, os diversos componentes do sistema 10 mostrados nas figuras anexas não se limitam à configuração ilustrada. Por exemplo, os transdutores de pressão e temperatura 94, 96 e fluxímetro (ou fluxímetros) 108 (por exemplo, Figura 2), quando incluído, não se limitam a seus locais ilustrados, mas podem estar situados em qualquer lugar na armação de skid 14, ou até fora da armação de skid 14 em comunicação de fluido com o conduto 70. Adicionalmente, qualquer número desejado de cada componente (por exemplo, transdutores de pressão e temperatura 94, 96 e fluxímetro (ou fluxímetros) 108) pode estar incluído no sistema 10.
[031] Ainda com referência à Figura 1, o conduto de fluxo de fluido 70 exemplificativo é configurado para ser acoplado de modo fluido ao duto 20 numa extremidade e inclui pelo menos uma porta de saída de fluxo 71 em comunicação de fluido com o exterior do sistema 10 (por exemplo, o mar) em sua outra extremidade. Se desejado, o conPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 18/62
16/46 duto de fluxo de fluido 70 pode ter múltiplas (por exemplo, 2, 3, 4, etc.) derivações conectadas de modo fluido 72 (por exemplo, Figura 3) e múltiplas respectivas portas de saída de fluido 71 correspondentes (por exemplo, Figura 3). Além disto, se for desejado, um ou mais difusores 88 podem estar associados ao conduto 70 próximo a cada porta de saída 71, conforme é ou se torna adicionalmente conhecido na técnica.
[032] Na modalidade ilustrada, cada válvula de retenção 74 é acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido 70 e préconfigurada para permitir o fluxo de fluido para fora do conduto 70 (e duto 20), enquanto que impede qualquer influxo de fluido a partir do mar no duto 20. Cada válvula de isolamento de fluido 76 exemplificativa também é acoplada de modo fluido ao conduto 70 e é operacional de modo seletivamente autônomo pela unidade de controle 82 para permitir ou impedir o fluxo de fluido para fora do duto 20 através do conduto (ou condutos) de fluxo de fluido 70.
[033] Ainda com referência à Figura 1, a unidade de controle 82 exemplificativa inclui um ou mais computadores e hardware/software relacionado (por exemplo, PLC) configurados para (i) receber, monitorar e registrar dados a partir de um ou mais outros componentes do sistema 10 dependendo da configuração do sistema 10 (por exemplo, taxas de vazão, pressão, temperatura, dados de chegada de pig) e (ii) operação de controle das válvulas de isolamento de fluido 76 de acordo com a lógica programável. Se for desejado, a unidade de controle 82 pode ser programada para controlar a operação de outros componentes no sistema 10 (por exemplo, bateria 86, visor de dados 100, sistema de comunicação 104) e/ou componentes externos ao sistema 10 ou armação de skid 14 (por exemplo, baterias associadas externas). Além disto, se for desejado, a unidade de controle 82 pode ser configurada para receber, monitorar e registrar quaisquer dados adiciPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 19/62
17/46 onais, tal como dados de tensão de bateria, dados de integridade de conduto, dados de conexão de potência e elétrica, dados de amostragem/monitoramento de fluido, etc. Desta forma, na modalidade ilustrada, a unidade de controle 82 serve como uma unidade de controle de válvula e unidade de registro. Em outras modalidades, a unidade de controle 82 não pode realizar ambas as atividades. Por exemplo, uma unidade de registro separada pode ser incluída.
[034] Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode ser configurada para transmitir/receber dados diretamente ou através de um outro componente (por exemplo, o sistema de comunicação 104) para/a partir de uma ou mais fontes externas, tal como, por exemplo, um sistema de manutenção, inundação e/ou teste de pressão hidráulica de duto (FHS), UV, embarcação de superfície, instalação fixa ou outro transmissor/receptor de dados externo. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode se comunicar com o sistema de manutenção de duto submarino automatizado 10 divulgado no pedido de patente número de série U.S. 13/614.409 depositado em 13 de setembro de 2012 e intitulado Apparatus and Methods for Providing Fluid Into a Subsea Pipeline, do qual o conteúdo integral está incorporado ao presente documento a título de referência. O sistema de manutenção de duto submarino do pedido de patente número de série 13/614.409 é um exemplo de um FHS. Entretanto, o FHS pode ser qualquer tipo adequado de sistema submarino controlado por ou com base em superfície que seja conectado à extremidade de lançamento do duto 20. Por exemplo, o FHS pode ser um sistema que se estende a partir de uma embarcação ou plataforma na superfície do corpo de água.
[035] Ainda com referência à Figura 1, a unidade de controle 82 ilustrada pode obter energia a partir de qualquer fonte adequada, tal como, por exemplo, a bateria 86 ou uma outra bateria dedicada à uniPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 20/62
18/46 dade de controle 82 (por exemplo, através de um conversor de tensão). Deve-se notar que o termo bateria e variações do mesmo, para uso no presente documento, significa uma ou múltiplas baterias, tal como um banco de baterias. Se for desejado, a unidade de controle 82 também pode servir como uma unidade de energia para fornecer energia a diversos componentes do sistema 10. Nesta modalidade, por exemplo, a unidade de controle 82 supre energia para o transdutor de pressão 94, transdutor de temperatura 96 e um ou mais conjuntos de alimentação/atuador de válvula 78. Se for desejado, a unidade de controle 82 pode fornecer energia para quaisquer outros componentes do sistema 10, tal como o sistema de detecção de pig 84, visor 100, sistema de comunicação 104, sistema de amostragem/monitoramento de fluido 120 e fluxímetro 108 (por exemplo, Figura 2), quando incluído. [036] Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode incluir ou estar associada a um visor de dados submarino 100, tal como visor digital, para exibir quaisquer informações desejadas legíveis por um UV 12 ou outra fonte externa, tal como a situação do sistema 10 antes, durante e/ou após operações. Deve-se notar que, em algumas modalidades, o visor 100 pode ser configurado para exibir informações a partir de outras fontes além de ou adicionalmente à unidade de controle 82 (por exemplo, o sistema de comunicação 104, sistema de detecção de pig 84, transdutor de pressão 94, FHS, etc.).
[037] Ainda com referência à modalidade da Figura 1, a unidade de controle 82 pode ser configurada para se comunicar com uma ou mais fontes externas através do sistema (ou sistemas) de comunicação 104. Por exemplo, em algumas configurações, os dados registrados pela unidade de controle 82 ou medidos ou registrados por um ou mais outros componentes do sistema 10 podem ser comunicados a uma fonte externa (por exemplo, FHS, UV, embarcação de superfície, etc.) através do sistema de comunicação 104. Se for desejado, o sisPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 21/62
19/46 tema 10 pode ser configurado de modo que os dados (por exemplo, comandos) também possam ser recebidos pela unidade de controle 82 diretamente ou através do sistema de comunicação 104 a partir de uma ou mais fontes externas. O sistema de comunicação de dados 104 exemplificativo pode ter qualquer forma, configuração, componentes e operação adequada. Por exemplo, o sistema de comunicação 104 pode incluir pelo menos um enlace de dados. Entretanto, algumas modalidades podem não incluir um sistema de comunicação 104, ou o sistema de comunicação 104 pode ser integral à unidade de controle 82.
[038] Quaisquer mecanismos e técnicas adequadas para a transmissão de dados para ou a partir da unidade de controle 82, sistema de comunicação 104 ou outro componente do sistema 10 podem ser usados, tal como (i) um ou mais conectores elétricos adaptáveis à umidade, (ii) um ou mais acoplamentos indutivos, (iii) SCADA, transmissão acústica, sonar ou óptica, (iv) transmissão por rádio ou sem fio, (v) transmissão via fibra óptica (ou outros) e (vi) alterações ou pulsos de pressão detectáveis no duto 20. Nesta modalidade, o sistema de comunicação 104 é um transmissor de dados por frequência de rádio configurado para transmitir dados a partir da unidade de controle 82 a qualquer fonte externa desejada (por exemplo, FHS posicionado em ou conectado à extremidade de lançamento do duto 20, veículo subaquático (UV), embarcação marinha, instalação fixa, etc.). Em alguns cenários, a transmissão de curto alcance entre o sistema de comunicação 104 e um UV pode ser preferencial, tal como para auxiliar na minimização de ruído ambiental, outra reflexão de sinal e interferência que possa diminuir a precisão ou eficácia da transmissão.
[039] O sistema 10 (por exemplo, Figuras 1 a 5) pode ser configurado de modo que os dados possam ser comunicados através do sistema de comunicação 104 entre a unidade de controle 82 e uma ou
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20/46 mais fontes externas em qualquer momento desejado (por exemplo, antes, durante e/ou após a inundação, teste de pressão hidráulica, remoção de água, amostragem de fluido do duto 20). Por exemplo, um registro de dados pode ser compilado pela unidade de controle 82 com informações relacionadas a um ou mais dentre inundação, teste de pressão hidráulica, remoção de água e amostragem de fluido do duto e transmitido a uma ou mais fontes externas através do sistema de comunicação 104. Em algumas modalidades, o registro de dados pode ser recuperável enquanto a armação de skid 14 é posicionada no fundo do mar 18 ou depois que a armação de skid 14 é retornada para a superfície a partir de seu local submarino temporário. Quando o sistema de comunicação 104 é usado durante o teste de pressão hidráulica, por exemplo, o engenheiro encarregado (ou outro funcionário) pode usar periodicamente os dados recebidos através do sistema de comunicação 104 para verificar a situação ou analisar o progresso das operações de teste de pressão hidráulica. Para mais um exemplo, uma ou mais fontes externas podem ter a capacidade para cancelar a operação da unidade de controle 82 através do sistema de comunicação 104, tal como durante um evento não planejado ou emergência.
[040] Com referência novamente à modalidade da Figura 1, a bateria 86 exemplificativa é configurada para fornecer toda a energia elétrica necessária para a operação autônoma do sistema 10. Por exemplo, a energia de bateria pode ser fornecida através de um conversor de tensão para a unidade de controle 82 e outros componentes que podem estar incluídos no sistema 10, conforme descrito acima. A bateria 86 pode incluir qualquer tecnologia de bateria adequada, conforme é ou se torna conhecido adicionalmente. Por exemplo, a bateria 86 pode ser recarregável e incluir alojamentos com compensação de pressão ou resistentes à pressão e embalagem sob a água adequada. Quando uma bateria recarregável é usada, um UV 12 pode ser usado
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21/46 para conectar temporariamente uma fonte de energia elétrica sob a água para recarregar a bateria. A conexão pode, por exemplo, incluir um conector elétrico adaptável à umidade ou um acoplamento indutivo, e a fonte de energia elétrica pode ser a partir do tether ou umbilical do UV, ou pode ser a partir de uma linha separada. Em outras modalidades, a bateria 86 pode ser recarregável a partir da superfície, tal como através de um umbilical de uma embarcação marinha ou instalação fixa.
[041] Em algumas modalidades, a bateria 86 pode não ser carregada na armação de skid 14, mas em vez disto fornecida numa unidade separada posicionada no fundo do mar 18 ou de outro modo próxima à armação de skid 14 e eletricamente conectada ao sistema 10. Em mais outras modalidades, uma ou mais baterias independentes podem ser posicionadas no fundo do mar 18 e eletricamente conectadas ao sistema 10 (por exemplo, por um UV 12), tal como para ampliar, suplementar ou aumentar o suprimento de energia do sistema 10. Se for desejado, múltiplas baterias independentes podem ser alternativamente posicionadas, recuperadas, recarregadas (por exemplo, a partir de um UV 12, embarcação marinha ou instalação fixa) e reposicionada, tal como para fornecer energia contínua para o sistema 10. [042] Ainda com referência à Figura 1, para a operação do sistema exemplificativo 10, a armação de skid 14 é posicionada próximo ou acoplada à extremidade de recebimento 24 do duto 20, receptor de pig 30 ou manifold 36 e o sistema 10 é acoplado de modo fluido ao duto 20 de qualquer maneira desejada e em qualquer momento desejado. Por exemplo, a armação de skid 14 pode ser mecanicamente acoplada ao duto 20 e/ou o conduto de fluxo de fluido 70 pode ser acoplado de modo fluido ao conduto de exaustão de fluido 58 do duto 20 antes de ou no momento da instalação do receptor de pig 30 no duto 20 e posicionado no fundo do mar 18 juntamente com o duto 20. Para um outro
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22/46 exemplo, o sistema 10 pode ser acoplado, ou posicionado próximo, de maneira remotamente fluida e/ou mecanicamente ao duto 20 depois que o duto 20 é colocado no fundo do mar 18. Em algumas modalidades, a armação de skid 14 pode ser mecanicamente acoplada ao duto 20 em ou próximo à extremidade de recebimento 24 do mesmo, tal como por meio do UV 12 ou outra maneira adequada. Em outras modalidades, a armação de skid 14 pode ser colocada adjacente ao duto 20. O conduto de fluxo de fluido 70 pode ser acoplado de modo fluido ao conduto de exaustão de fluido 58, por exemplo, por meio da unidade para injeção de fluido hidráulico, usando um tubo rígido, mangueira ou conjunto de mangueiras, tal como usando de um braço de carregamento automatizado na armação de skid 14.
[043] Em algumas modalidades, um tubo de ponte 90 extensível a partir da armação de skid 14 pode ser conectável ao duto 20. O tubo de ponte 90 pode ter qualquer construção, configuração e operação desejada adequada para fornecer uma conexão de fluido entre o sistema 10 e o duto 20. O tubo de ponte 90 pode, por exemplo, incluir tubagem flexível e/ou um braço de carregamento com juntas dotadas de dobradiça, tal como pode ser útil para abranger distâncias, ângulos e alturas variadas da armação de skid 14 em relação ao duto 20. Para um outro exemplo, o tubo de ponte 90 pode ser uma tubagem rígida que se estende a partir da armação de skid 14. Deve-se observar que os métodos e aparelho para acoplar de modo mecânico e/ou fluido o sistema 10 ao duto 20 não são limitantes sob a presente divulgação ou reivindicações anexas, exceto e apenas até o ponto em que pode ser explicitamente mencionado numa reivindicação particular e apenas em relação àquela reivindicação e quaisquer reivindicações dependentes da mesma.
[044] O UV 12 também pode ser usado para inicialmente ligar a unidade de controle 82. Em outras modalidades, a unidade de controle
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23/46 pode ser posicionada num estado ligado, um estado ligado temporizado, ou podería ser ativado do modo sem fio ou com uma outra técnica adequada. De acordo com as modalidades da presente divulgação, o UV 12 pode não ser de outro modo necessário em conjunto com as operações realizadas pelo sistema 10.
[045] De acordo com a presente divulgação, em muitas modalidades, o sistema 10 (por exemplo, Figuras 1 a 5) é útil para permitir seletivamente o fluxo de fluido para fora do duto 20 na extremidade de recebimento 24 do mesmo em qualquer momento que o duto 20 conter fluido (tipicamente na pressão externa (água do mar)) sem o envolvimento de um UV 12, ou uma fonte externa na superfície, na extremidade de recebimento de pig 24 (ou, em alguns casos, em ambas as extremidades) do duto 20. Em diversas modalidades, o sistema 10 é útil para impedir seletivamente o fluxo de fluido para fora do duto 20 sem o envolvimento de um UV, ou uma fonte externa na superfície, na extremidade de recebimento de pig 24 (ou, em alguns casos, em ambas as extremidades) do duto 20.
[046] Com referência novamente à Figura 1, numa operação exemplificativa que envolve o uso do sistema ilustrado 10, para facilitar a inundação, a válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 é posicionada numa posição aberta. Se for desejado, o sistema 10 pode ser inicialmente instalado ou posicionado com as válvulas 76 abertas. Durante as operações típicas de preenchimento e/ou inundação, um ou mais pigs 32 são lançados com água na extremidade de lançamento do duto 20. À medida que o pig 32 se move através do duto 20, a pressão irá tipicamente aumentar no duto 20 (por exemplo, a partir de pressão atmosférica até a pressão externa (água do mar)) e fazer com que uma ou mais válvulas de retenção 74 se abram e permitam que o fluido saia do duto 20 (através do conduto de fluxo de fluido 70).
[047] De acordo com um aspecto independente do uso da modaPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 26/62
24/46 lidade ilustrada, depois que o pig 32 chega ao receptor de pig 30 na extremidade de inundação (por exemplo, entra em repouso frente ao batente de pig 40), a unidade de controle 82 exemplificativa irá, sem o envolvimento de um UV, ou uma fonte externa na superfície, na extremidade de recebimento de pig 24 (ou, em alguns casos, em ambas as extremidades) do duto 20, facilitar a transição para o teste de pressão hidráulica por meio da (i) detecção do final de operações de inundação bem sucedidas ou determinação do momento de fechar a válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 e (ii) fechamento da válvula (ou válvulas) 76 para impedir o fluxo de fluido para fora do duto 20 na extremidade de recebimento 24 do mesmo. A unidade de controle 82 pode fechar a válvula (ou válvulas) 76 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a unidade de controle 82 ilustrada envia um sinal para os conjuntos de energia/atuadores de válvula 78 associados às válvulas 76 para fechar as válvulas 76. Uma vez que a válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 é fechada, o duto 20 é isolado de modo fluido e pronto para o teste de pressão hidráulica.
[048] Qualquer aparelho e métodos adequados podem ser usados para a unidade de controle 82 para detectar a conclusão de operações de inundação (bem-sucedidas) e/ou confirmar se é o momento de fechar a válvula (ou válvulas) 76 para permitir o teste de pressão hidráulica. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode ser notificada ou detectar que a operação de inundação está concluída. Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 recebe um ou mais sinais de que todos os pigs 32 têm ancorado no receptor de pig 30 ou de outro modo que a inundação está concluída. Por exemplo, o sinal (ou sinais) pode ser enviado pelo batente de pig 40. Para um outro exemplo, um sinalizador de pig 34 num ou mais pigs 32 (por exemplo, o último pig a chegar 32) pode emitir um ou mais sinais (por exemplo, de uma frequência particular) que informa a unidade de controle 82 que a inunPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 27/62
25/46 dação está concluída. A unidade de controle 82 pode receber o sinal (ou sinais) diretamente ou através de um outro componente, tal como o sistema de comunicação 104 ou um sistema de detecção de pig 84 (se incluído), que notifica a unidade de controle 82 do sinal recebido (ou sinais), que a operação de inundação terminou ou para fechar ou deixar aberta a válvula (ou válvulas) 76. Por exemplo, o sinalizador de pig 34 num ou mais pigs 32 pode se comunicar através de transmissão acústica ou eletromagnética com o sistema de detecção de pig 84.
[049] Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode ser configurada para receber, avaliar e/ou agir sob sinais recebidos a partir de um ou mais pigs inteligentes 32 usados na operação de inundação. Por exemplo, um ou mais pigs inteligentes 32 podem ser configurados para avaliar a condição do interior do duto 20 (por exemplo, detectar defeitos no duto 20, medir ou confirmar o furo (por exemplo, diâmetro interno) do duto 20, etc.) à medida que passa através do duto 20 e emite um ou mais sinais detectáveis pelo sistema 10 com base pelo menos parcialmente na condição (ou condições) medida do duto 20. Para uso no presente documento e nas reivindicações anexas, o termo pig inteligente e variações do mesmo significa um ou mais dispositivos móveis através de um duto submarino a partir da extremidade de lançamento até a extremidade de recebimento do mesmo e configurados para avaliar a condição (por exemplo, detectar defeitos no duto, medir ou confirmar o furo (por exemplo, diâmetro interno) do duto, etc.) do interior do duto, à medida que passa através do mesmo e emitir um ou mais sinais com base pelo menos parcialmente na condição (ou condições) medida do duto.
[050] O pig inteligente 32, quando incluído, pode ter qualquer forma, configuração e operação adequada e pode se comunicar com a unidade de controle 82 ou outro componente do sistema 10 de qualquer maneira adequada. Em diversas modalidades, o pig inteligente 32
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26/46 pode ter uma ou mais placas de medição e fornecer sinais com base pelo menos parcialmente na condição da placa (ou placas) de medição à medida que o pig inteligente 32 se move através do duto 20 ou posteriormente. Por exemplo, a placa de medição pode ser conectada ao sinalizador de pig 34 num ou mais pigs inteligentes 32. Se a placa de medição não for danificada, o sinalizador de pig 34 pode ser configurado para transmitir um ou mais sinais (por exemplo, de uma frequência particular) reconhecíveis pela unidade de controle 82 que não há problema ou que confirme que o duto 20 foi medido dentro dos limites aceitáveis (um sinal de tudo OK). Se a placa de medição foi danificada, o sinalizador de pig 34 pode ser configurado para transmitir um ou mais sinais diferentes reconhecíveis pela unidade de controle 82 (por exemplo, de uma frequência diferente) que há um problema (um sinal de não OK). Se um ou mais sinais de tudo OK forem recebidos, a unidade de controle 82 exemplificativa irá fazer com que a válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 se feche. Se um ou mais sinais de não OK forem recebidos, a unidade de controle 82 ilustrada irá deixar a válvula (ou válvulas) 76 numa posição aberta, enviar um ou mais sinais particulares através do sistema de comunicação 104 e/ou tomar outra ação desejada. Um pig inteligente atual comercialmente disponível que tem uma ou mais placas de medição que é útil com algumas modalidades do sistema 10 é o Smart Gage Tool (SGT) de Baker Hughes Incorporated, que incorpora um emissor acústico comercialmente disponível. Para receber os sinais a partir do mesmo, por exemplo, o sistema de detecção de pig 84 exemplificativo pode incluir um ou mais receptores acústicos comercialmente disponíveis.
[051] Uma outra modalidade exemplificativa de um pig inteligente 32 inclui braços ou dedos calibradores que se estendem pelo menos parcialmente ao redor do pig inteligente 32 e avalia a condição de ou detecta defeitos no duto 20. Este tipo de pig inteligente 32 pode se
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27/46 comunicar com a unidade de controle 82 ou outro componente do sistema 10 de modo similar ao descrito acima. Por exemplo, se os braços calibradores não detectarem dano ou falhas no duto 20, o sinalizador de pig 34 pode transmitir um ou mais sinais (por exemplo, de uma frequência particular) reconhecíveis pela unidade de controle 82 que não há um problema ou que confirme que o duto 20 foi medido dentro dos limites aceitáveis (um sinal de tudo OK). Se os braços calibradores determinarem dano ou falhas no duto 20, o sinalizador de pig 34 pode ser configurado para transmitir um ou mais sinais diferentes reconhecíveis pela unidade de controle 82 (por exemplo, de uma frequência diferente) que há um problema (um sinal de não OK). Em algumas modalidades, o pig inteligente 32 pode transmitir informações adicionais para a unidade de controle 82 ou outros componentes do sistema 10 sobre a condição do duto 20. Um pig inteligente atual comercialmente disponível que tem braços calibradores e que é útil com algumas modalidades do sistema 10 é o Profile Caliper pig da Baker Hughes Incorporated.
[052] Para um outro exemplo, o aparelho e/ou métodos úteis para a unidade de controle 82 detectar o final de operações de inundação bem sucedidas e/ou confirmar o momento de fechar a válvula (ou válvulas) 76 envolve a unidade de controle 82 sendo dotada de uma ou mais indicações de fluxo de fluido, temperatura ou pressão que são exclusivamente identificáveis pela unidade de controle 82 para significar o final das operações de inundação, que a inundação foi bem sucedida ou que o último pig a chegar 32 chegou ao receptor de pig 30. Em algumas modalidades, um ou mais transdutores de pressão 94 e/ou transdutores de temperatura 96 acoplados ao conduto 70 podem comunicar um ou mais sinais ou dados à unidade de controle 82 para significar ou confirmar o final da inundação, que a inundação foi bemsucedida ou o último pig a chegar 32 chegou ao receptor de pig 30.
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28/46 [053] Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode ser configurada para receber múltiplas notificações, das quais uma ou mais são exclusivamente identificáveis pela unidade de controle 82 para fazer com que a mesma feche a válvula (ou válvulas) 76 e/ou tome outras ações (por exemplo, enviar um sinal para a superfície, um UV ou FHS através do sistema de comunicação 104). Se for desejado, a unidade de controle 82 pode ser configurada para fornecer um atraso de tempo desejado entre o final da operação de inundação e o fechamento da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76, como para servir como notificação para uma fonte externa de que inundação foi concluída e/ou foi bem sucedida ou não e/ou que o teste de pressão hidráulica pode ser iniciado, para permitir tempo para que outras ações sejam iniciadas na extremidade de lançamento ou em outro lugar, ou qualquer outra finalidade.
[054] Ainda com referência à modalidade da Figura 1, se for desejado, o sistema 10 pode ser configurado para operar em conjunto com e/ou se comunicar com um FHS. Em algumas modalidades, o fechamento da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 pela unidade de controle 82 após a inundação pode ser comunicado a ou detectado pelo FHS para significar tudo OK ou prosseguir com o teste de pressão hidráulica. Por exemplo, o FHS pode aplicar pressão ao duto 20 a partir da extremidade de lançamento para detectar se a pressão interna no duto 20 se alterou devido ao fechamento da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76. Se um aumento de pressão for detectado, o FHS pode ser configurado para presumir que não há problema (por exemplo, a placa de medição num pig inteligente 32 não foi danificada ou o duto 20 foi medido dentro dos limites aceitáveis) e que o duto 20 está pronto para o teste de pressão hidráulica. Se nenhum aumento de pressão for detectado, o FHS pode ser configurado para presumir que há um problema (por exemplo, a placa de medição
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29/46 num pig inteligente 32 está danificada ou o duto 20 não foi medido dentro dos limites aceitáveis). Em algumas modalidades, o FHS pode determinar que a pressão dentro do duto 20 não se alterou após um certo tempo decorrido, depois que o último pig 32 ancorou no receptor de pig 30, indicando que as válvulas 76 não foram fechadas pelo sistema 10, que serve como notificação de um evento ou condição (por exemplo, a unidade de controle 82 detectou um problema) e assegura uma resposta ou ação particular pelo FHS ou outra fonte externa.
[055] Para um outro exemplo, um atraso de tempo particular no fechamento das válvulas 76 pela unidade de controle 82 depois que o último pig 32 ancora no receptor de pig 30 poderia significar para o FHS que o duto 20 está pronto para o teste de pressão hidráulica ou a existência de uma outra condição, problema particular, etc. Para mais outro exemplo, a unidade de controle 82 pode enviar uma notificação através do sistema de comunicação 104 para o FHS que indica que o duto 20 está ou não pronto para o teste de pressão hidráulica ou outras informações.
[056] Depois que as válvulas de isolamento de fluido 76 são fechadas de modo autônomo pela unidade de controle 82 e não há indicação de problemas ou outras razões para atrasar o teste de pressão hidráulica, o duto 20 pode ser submetido ao teste de pressão hidráulica sem a necessidade de qualquer intervenção externa (por exemplo, UV, mergulhador, embarcação marinha, instalação fixa, outra fonte externa, etc.) na extremidade de recebimento 24 do duto 20. Em algumas modalidades, o teste de pressão hidráulica pode ser realizado sem qualquer intervenção externa em qualquer extremidade do duto, tal como quando o sistema 10 é usado com um FHS submarino, tal como o sistema de manutenção de duto submarino automatizado divulgado no pedido de patente número de série U.S. 13/614.409. Se for desejado, o FHS pode ser configurado para medir pressão, temperatuPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 32/62
30/46 ra, taxas de vazão (por exemplo, através do transdutor de pressão 94, transdutor de temperatura 96, fluxímetro 108 (por exemplo, Figura 2)), outras variáveis ou uma combinação dos mesmos durante o teste de pressão hidráulica e registrar tais dados (por exemplo, na unidade de controle 82), exibir os dados conforme desejado no visor 100, transmitir os dados a qualquer fonte externa desejada (por exemplo, através do sistema de comunicação 104) ou uma combinação dos mesmos. [057] Após a conclusão e/ou aceitação ou abandono do teste de pressão hidráulica, o duto 20 será tipicamente despressurizado (por exemplo, pelo FHS, a partir da superfície ou outra fonte externa) de volta para a pressão externa (água do mar) na extremidade de lançamento do duto 20. Após a despressurização, o duto 20 ficará tipicamente cheio de água na mesma pressão aproximada que a água do mar 22. Em alguns casos, pode não haver necessidade, ainda, do sistema 10, que pode ser desconectado do duto 20 e recuperado em qualquer momento desejado. Em outros casos, de acordo com um outro aspecto independente de algumas modalidades da presente divulgação, o sistema 10 (por exemplo, Figuras 2 a 5) pode ser usado para permitir a remoção de água do duto 20 na mesma direção que foi originalmente preenchido. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode ser configurada para abrir de modo autônomo a válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 para permitir que a água saia ou seja expelida do duto 20 na extremidade de recebimento 24.
[058] Com referência agora à Figura 2, quaisquer critérios, aparelho e métodos adequados podem ser usados para a unidade de controle 82 determinar que o teste de pressão hidráulica foi concluído, aceito ou abandonado, quando for desejado iniciar a remoção de água ou de outro modo quando abrir de modo autônomo as válvulas 76. Por exemplo, uma alteração de pressão ou sequência de eventos de pressurização/despressurização, no duto 20 podería ser iniciada na extrePetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 33/62
31/46 midade de lançamento do duto 20 (por exemplo, pelo FHS) e detectada pelo sistema 10 para servir como um sinal de tudo OK para abrir as válvulas 76. Na modalidade ilustrada, um ou mais transdutores de pressão 94 irão detectar uma ou mais alterações de pressão e comunicar as mesmas à unidade de controle 82. A unidade de controle 82 será pré-programada para reconhecer uma ou mais alterações ou leituras de pressão particulares para significar tudo OK para iniciar a remoção de água mediante a abertura de modo autônomo das válvulas 76.
[059] Em algumas modalidades, o sistema 10 pode ser configurado para reconhecer toda ou parte da sequência de redução de pressão realizada na extremidade de lançamento durante o teste de pressão hidráulica, tal como descrito no. pedido de patente número de série U.S. 13/614.409, para determinar quando abrir de modo autônomo as válvulas 76. Em algumas aplicações, se os processos de aumento de pressão e/ou diminuição de pressão durante o teste de pressão hidráulica precisarem ser repetidos (por exemplo, quando for detectado um vazamento), um ou mais sinais de pressão especiais podem ser fornecidos a partir da extremidade de lançamento para significar para a unidade de controle 82 que o teste de pressão hidráulica foi concluído, aceito ou abandonado ou de outro modo para indicar quando o sistema 10 deveria abrir de modo autônomo as válvulas 76.
[060] Outras técnicas exemplificativas para a unidade de controle 82 determinar quando abrir as válvulas 76 (por exemplo, para permitir a remoção de água) podem ser com base pelo menos parcialmente em quaisquer outros sinais ou condições adequadas reconhecíveis pela unidade de controle 82. Por exemplo, o tempo de eventos associados ao teste de pressão hidráulica pode disparar a unidade de controle 82 para abrir as válvulas 76, tal como um certo tempo decorrido pré-programado a partir do início ou final do teste de pressão hidráuliPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 34/62
32/46 ca, entre uma ou mais fases do teste de pressão hidráulica, etc. Outros métodos exemplificativos para disparar a unidade de controle 82 para abrir de modo autônomo a válvula (ou válvulas) 76 incluem um ou mais sinais enviados a partir da extremidade de lançamento do duto 20 (por exemplo, um tudo OK pelo FHS), um UV, embarcação, plataforma ou outra fonte na superfície ou uma outra fonte externa diretamente à unidade de controle 82 ou através de um ou mais outros componentes, tal como o sistema de comunicação 104. Se um ou mais sinais de não OK forem recebidos, a unidade de controle 82 pode ser configurada para deixar a válvula (ou válvulas) 76 numa posição fechada, enviar um sinal particular através do sistema de comunicação 104, tomar outra ação desejada ou uma combinação dos mesmos.
[061] Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode ser configurada para receber múltiplas notificações e/ou detectar múltiplas condições, das quais uma ou mais são exclusivamente identificáveis pela unidade de controle 82 para fazer com que a mesma feche a válvula (ou válvulas) 76 e/ou tome outras ações (por exemplo, enviar um sinal para a superfície, um UV ou FHS através do sistema de comunicação 104). Se for desejado, a unidade de controle 82 pode ser configurada para fornecer um atraso de tempo desejado entre o final da operação de teste de pressão hidráulica e a abertura da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76, tal como para servir como notificação para uma fonte externa de que o teste de pressão hidráulica foi concluído e/ou foi bem sucedido e/ou que a remoção de água pode ser iniciada, para permitir tempo para outras ações na extremidade de lançamento ou em outro lugar, ou qualquer outra finalidade.
[062] Em diversas modalidades, a abertura da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76 pela unidade de controle 82 após o teste de pressão hidráulica pode ser comunicada a ou detectado pelo
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FHS para significar tudo OK ou prosseguir com a remoção de água. Por exemplo, o FHS pode aplicar pressão ao duto 20 a partir da extremidade de lançamento para detectar se a pressão interna no duto 20 se alterou devido à abertura da válvula (ou válvulas) de isolamento de fluido 76. Para um outro exemplo, um atraso de tempo particular na abertura das válvulas 76 pela unidade de controle 82 poderia significar para o FHS que o duto 20 está pronto para a remoção de água ou a existência de uma outra condição, problema particular, etc. Para um outro exemplo, a unidade de controle 82 pode enviar uma notificação através do sistema de comunicação 104 para o FHS que indica que o duto 20 está ou não pronto para a remoção de água ou outras informações. Para ainda outro exemplo, em algumas modalidades, o FHS pode determinar que a pressão dentro do duto 20 não se alterou após um certo tempo decorrido após a conclusão do teste de pressão hidráulica, indicando que as válvulas 76 não foram abertas pelo sistema 10, que serve como notificação de um evento ou condição (por exemplo, a unidade de controle 82 detectou um problema) e assegura uma resposta ou ação particular pelo FHS ou outra fonte externa.
[063] Ainda com referência à Figura 2, uma vez que a unidade de controle 82 abre as válvulas 76, a remoção de água pode prosseguir. Se for desejado, o progresso da remoção de água pode ser monitorado no sistema por componentes no sistema 10. Por exemplo, o sistema 10 pode ser configurado para medir pressão, temperatura, taxas de vazão (por exemplo, através do transdutor de pressão 94, transdutor de temperatura 96, fluxímetro 108 (por exemplo, Figura 2)), outras variáveis ou uma combinação dos mesmos durante a remoção de água e registrar tais dados (por exemplo, na unidade de controle 82), exibir os dados conforme desejado no visor 100, transmitir os dados a qualquer fonte externa desejada (por exemplo, através do sistema de comunicação 104) ou uma combinação dos mesmos. Deve-se obserPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 36/62
34/46 var que os transdutores de pressão e temperatura 94, 96 mostrados nas Figuras 2 a 5 podem ser internos a ou de outro modo parte do fluxímetro 108 ilustrado.
[064] Agora com referência à Figura 3, em alguns cenários, o sistema 10 pode ser configurado para permitir que a unidade de controle 82 altere ou controle de modo seletivamente autônomo a taxa de vazão e/ou pressão do fluido que se move através do duto 20. Na presente modalidade, este recurso pode ser usado durante a remoção de água, tal como para controlar a velocidade do pig de remoção de água ou outra finalidade. Por exemplo, um ou mais restritores de fluxo 110 podem estar incluídos para fornecer uma pressão e/ou taxa de vazão (predefinida) alternativa do fluido que se move através do duto 20 e sistema 10 que se difere da taxa de vazão através do conduto 70. O restritor de fluxo 110 pode ter qualquer forma, configuração e operação adequada. Para uso no presente documento, o termo restritor de fluxo e variações do mesmo significa um componente ou disposição de componentes acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido 70 e configurada para alterar a taxa de vazão e/ou pressão do fluido que passa através da mesma. Alguns exemplos de restritores de fluxo 110 incluem um ou mais diafragmas 112, uma ou mais seções de tubos de fluxo expandido ou fluxo restrito ou similares.
[065] Com base pelo menos parcialmente em quaisquer critérios desejados (por exemplo, taxa de vazão, pressão, etc.), a unidade de controle 82 exemplificativa pode comutar entre as opções de fluxo diferentes. Nesta modalidade, o conduto de fluxo de fluido 70 inclui múltiplas derivações 72 que têm (i) diâmetros internos com tamanho diferente e/ou (ii) restritores de fluxo 110 com tamanho diferente, ou uma combinação dos mesmos, para permitir que a unidade de controle 82 comute de modo seletivamente autônomo entre múltiplas opções de taxa de vazão e/ou pressão de fluido. Na modalidade ilustrada, quando
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35/46 apenas uma primeira derivação 72a do conduto 70 estiver aberta, a pressão e taxa de vazão de fluido do duto será baseada no tamanho do conduto de fluxo de fluido 70. Quando apenas uma segunda derivação 72b ilustrada estiver aberta, a pressão e taxa de vazão de fluido do duto será baseada no tamanho do diafragma 112. A unidade de controle 82 ilustrada pode comutar de modo autônomo entre estas duas opções de velocidade/pressão de fluxo por meio da abertura e fechamento das válvulas de isolamento de fluido 76 nas respectivas derivações 72a, 72b. Entretanto, a presente divulgação não se limita a esta disposição particular. Qualquer número de derivações 72 e combinações de disposições de diferentes restritores de fluxo 110 pode ser incluído para fornecer duas, três, quatro, cinco ou mais opções de velocidade/pressão de fluxo de fluido do duto diferentes para o sistema
10.
[066] Agora com referência à Figura 4, o sistema 10 também pode, ou em vez disto, incluir uma ou mais válvulas de controle variável 116 acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido 70 para permitir que a unidade de controle 82 altere ou controle de modo seletivamente autônomo a taxa de vazão e/ou pressão do fluido no duto 20, tal como durante a remoção de água. A válvula de controle variável 116 pode ter qualquer forma, configuração e operação adequada. Por exemplo, a válvula 116 pode ser uma válvula de porta associada a um conjunto de alimentação/atuador de válvula 78. A válvula 116 exemplificativa pode ser seletivamente atuada pela unidade de controle 82 para alterar a taxa de vazão e/ou pressão do fluido através da mesma. Na modalidade ilustrada, a unidade de controle 82 pode variar a taxa de vazão e/ou pressão do fluido através do duto 20 instruindo o conjunto de alimentação/atuador de válvula 78 ilustrado para alterar a posição da válvula de controle variável 116.
[067] O sistema 10 pode incluir qualquer combinação desejada
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36/46 de uma ou mais válvulas de controle variável 116, restritores de fluxo 110 e/ou múltiplas derivações de ID variado 72 do conduto de fluxo de fluido 70 para fornecer de modo autônomo e seletivo o controle e variabilidade de pressão/taxa de vazão de fluido desejada. Uma ou mais válvulas de controle variável 116, restritores de fluxos 110 e/ou múltiplas derivações de ID variado 72 exemplificativos do conduto de fluxo de fluido 70 podem ser configurados para alterar a taxa de vazão e/ou pressão do fluido dentro de qualquer faixa desejada, em qualquer cronograma desejado e em qualquer sequência desejada. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode variar continuamente a taxa de vazão/pressão de acordo com uma sequência pré-programada, com base pelo menos parcialmente na retroalimentação a partir de um ou mais outros componentes do sistema 10 (por exemplo, transdutor de pressão 94, transdutor de temperatura 96, fluxímetro 108) e/ou uma ou mais fontes externas (por exemplo, FHS), com base em quaisquer outros critérios desejados ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode ser programada para remover a água do duto 20 em x galões por minuto (por exemplo, 1.000 gpm) (a taxa de vazão de fluido desejada ou particular). Durante a remoção de água, um ou mais fluxímetros 108 (posicionados em qualquer local desejado em comunicação de fluido com o conduto 70) podem ser configurados para medir repetidamente a taxa de vazão no conduto 70 exemplificativo e comunicar os dados à unidade de controle 82 em tempo real. Em resposta, a unidade de controle 82 pode ser configurada para variar a posição de uma ou mais válvulas de controle variável 116 ou variar o fluxo através de um ou mais restritores de fluxo 110 ou múltiplas derivações de ID variado 72 do conduto de fluxo de fluido 70, ou uma combinação dos mesmos, para manter a velocidade de fluido (e pig) desejada (particular). Para um outro exemplo, durante a remoção de água, um ou mais transdutores 94 (posicionados em qualquer
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37/46 local desejado em comunicação de fluido com o conduto 70) podem ser configurados para medir repetidamente a pressão no conduto 70 exemplificativo e comunicar os dados à unidade de controle 82 em tempo real. Em resposta, a unidade de controle 82 pode ser configurada para variar a posição de uma ou mais válvulas de controle variável 116 ou variar o fluxo através de um ou mais restritores de fluxo 110 ou múltiplas derivações de ID variado 72 do conduto de fluxo de fluido 70, ou uma combinação dos mesmos, para manter a pressão e/ou velocidade de fluido (e pig) desejada (particular).
[068] Para um outro exemplo, na modalidade da Figura 4, o conduto de fluxo de fluido 70 pode ter um diâmetro interno particular (ID) para alcançar uma velocidade de fluido (e pig) desejada e a válvula de controle variável 116 exemplificativa pode ser usada pela unidade de controle 82 para o ajuste preciso de seu controle da velocidade de fluido e pig. Para mais outro exemplo, pode ser adicionada uma derivação do conduto 70 que tem um ID diferente do conduto 70 ou incluir um restritor de fluxo (não mostrado) para fornecer uma outra opção de taxa de vazão de fluido.
[069] Se for desejado, a unidade de controle 82 exemplificativa pode ser configurada para detectar de modo autônomo a conclusão da remoção de água do duto 20. Por exemplo, a unidade de controle 82 pode determinar que a remoção de água foi concluída com base na chegada do último pig a chegar 32 no receptor de pig 30, na presença de gás (ou um componente particular ou forma de gás (por exemplo, nitrogênio)) no fluido que passa através do duto 20, uma ou mais leituras do fluxímetro (ou fluxímetros) 108 ou outros critérios. Neste momento ou de outro modo quando for desejado, a unidade de controle 82 exemplificativa pode ser configurada para fechar de modo autônomo as válvulas de isolamento de fluido 76 (e/ou válvulas de controle variável 116) para isolar de modo fluido o duto 20 e, em pelo menos
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38/46 alguns casos, deixar o duto 20 cheio do fluido fornecido no mesmo durante a remoção de água e pronto para a pressurização ou preenchimento com hidrocarbonetos.
[070] Agora com referência à Figura 5, de acordo com um outro aspecto independente de algumas modalidades da presente divulgação, o sistema de atuação de válvula submarino 10 automatizado pode incluir um ou mais sistemas de monitoramento e/ou amostragem de fluido 120 para amostragem, teste e/ou monitoramento de modo do fluido que sai do duto 20 sem o envolvimento de um UV ou uma fonte externa na superfície. O sistema de monitoramento e/ou amostragem de fluido 120 pode ser usado durante qualquer fase de operação do sistema 10, teste ou uso do duto 20 para analisar e/ou amostrar de modo autônomo os fluidos e/ou monitorar sua condição na extremidade de recebimento 24 do duto 20. O sistema ilustrado 120 pode ser configurado para armazenar amostras destes fluidos (por exemplo, para análise subsequente) e/ou monitorar sua condição, tal como para determinar o sucesso da operação de remoção de água, sem a necessidade de um UV, umbilical ou outra conexão à superfície (por exemplo, embarcação, plataforma, etc.), na extremidade de recebimento 24 do duto 20 durante a operação de remoção de água ou para qualquer outra finalidade desejada. Em algumas modalidades, os dados relacionados às amostras de fluido, sucesso da operação de remoção de água e/ou outros dados podem ser comunicados pela unidade de controle 82 (por exemplo, através do sistema de comunicação 104) a qualquer destinatário desejado (UV, embarcação de superfície, FHS, etc.) numa base em tempo real, conforme for desejado ou quando uma embarcação chega ao local.
[071] O sistema de monitoramento e/ou amostragem de fluido pode ter qualquer forma, componentes, construção, configuração e operação adequada. Nesta modalidade, a extremidade de entrada 124
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39/46 do sistema de monitoramento e/ou amostragem de fluido 120 é mostrada acoplada de modo fluido ao conduto 70 a montante da válvula de retenção 74, com a extremidade de descarga 128 acoplada de modo fluido ao conduto 70 a jusante da válvula de retenção 74. Isto permite a amostragem de fluidos próximo à extremidade de exaustão do conduto 70. Em outras modalidades, o sistema 120 pode ser posicionado em outro lugar conforme for desejado.
[072] Com referência especificamente à modalidade da Figura 6, o sistema 120 ilustrado inclui um conduto de fluxo principal 130 que se estende de sua extremidade de entrada 124 à sua extremidade de descarga 128. Se for desejado, o conduto de fluxo principal 130 pode ter múltiplas derivações 132. Uma primeira válvula de isolamento de fluido 76a é mostrada acoplada de modo fluido ao conduto 130 próximo à extremidade de entrada 124 para permitir/impedir o fluxo de fluido no sistema 120. A válvula 76a exemplificativa é controlada pela unidade de controle 82 através de um conjunto de alimentação/atuador de válvula 78 de modo similar ao descrito no presente documento em relação a outras válvulas de isolamento de fluido 76 mostradas nas figuras anexas. Por exemplo, a válvula de isolamento de fluido 76a pode ser normalmente mantida numa posição fechada, permitindo que o fluido saia do duto 20 através do sistema 10 no mar. Nesta modalidade, quando for desejado amostrar ou verificar a condição dos fluidos que saem do duto 20, a unidade de controle 82 exemplificativa abre a válvula de isolamento de fluido 76a. Depois que o fluido é amostrado, testado ou monitorado, ou em estágios intermediários, a unidade de controle 82 exemplificativa pode ser configurada para fechar a válvula 76b. A unidade de controle 82 pode de outro modo comutar as válvulas 76b entre as posições aberta e fechada, conforme for desejado. [073] O sistema 120 ilustrado também inclui pelo menos um analisador de fluido 136 e pelo menos um cilindro de amostragem de fluiPetição 870180009209, de 02/02/2018, pág. 42/62
40/46 do 150 acoplado de modo fluido ao conduto 130. O analisador de fluido 136 pode ter qualquer forma, configuração e operação adequada e pode ser usado para medir qualquer característica (ou características) mensurável desejada do fluido que sai do duto 20 e também pode comunicar suas constatações à unidade de controle 82 ou outros componentes do sistema 10. Para líquidos que saem do duto 20, por exemplo, dependendo da situação particular, o analisador (ou analisadores) de fluido 136 pode incluir um ou mais instrumentos projetados para medir um ou mais dentre densidade, turbidez, contagem de partícula, PH, teor de produto químico, níveis de bactérias, gravidade específica, níveis de cloreto, teor de oxigênio da água e hidrocarbonetos em água. Para gases que saem do duto 20, por exemplo, o analisador de fluido 136 pode, se for desejado, ser projetado para medir um ou mais dentre teor de oxigênio do gás nitrogênio, hidrocarbonetos em nitrogênio e ponto de condensação. No exemplo ilustrado, o analisador de fluido 136 é um densímetro 140 útil para medir a densidade do fluido que passa através do conduto 130 e comunicar tais medições à unidade de controle 82, tal como para o cálculo da gravidade específica do fluido. O densímetro 140 pode ser útil, por exemplo, quando fluidos de inibição de hidrato, tais como metanol, glicol ou inibidores de hidrato cinéticos, são incluídos como precipitados de condensado entre os pigs 32 num trem de pigs durante a remoção de água. Se for desejado, a unidade de controle 82 pode ser configurada para controlar a operação do analisador de fluido 136, tal como por meio da atuação do mesmo conforme desejado para tomar medições desejadas. [074] O cilindro (ou cilindros) de amostragem de fluido 150 também pode ter qualquer forma, configuração e operação adequada. Nesta modalidade, cada cilindro de amostragem de fluido 150 exemplificativo está situado a jusante do analisador de fluido 136, por exemplo, de modo que uma amostra do fluido avaliada (ou com tentativa de
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41/46 ser avaliada) pelo analisador de fluido 136 possa ser armazenada. Em alguns cenários, pode ser desejável, por exemplo, tomar uma amostra do fluido de saída se o analisador de fluido 136 falhar ou for considerado que o mesmo falhou.
[075] Ainda com referência à Figura 6, a modalidade ilustrada inclui um analisador de fluido 136 e dois cilindros de amostragem de fluido 150a, 150b, mas qualquer combinação desejada de analisadores de fluido 136 e cilindros de amostragem de fluido 150 pode ser incluída (por exemplo, dois densímetros 140 e quatro, seis, sete ou mais cilindros de amostragem de fluido; um densímetro e cinco, seis ou mais cilindros de amostragem de fluido; etc.).
[076] Nesta modalidade, o sistema 120 inclui uma derivação distinta 132a, 132b do conduto de fluxo 130 para cada respectivo cilindro de amostragem de fluido 150a, 150b. As respectivas válvulas de isolamento de fluido dianteira e traseira 76b, 76c são acopladas de modo fluido à primeira derivação de conduto 132a em lados opostos do primeiro cilindro de amostragem de fluido 150a ilustrado. De modo similar, as respectivas válvulas de isolamento de fluido dianteira e traseira 76d, 76e são acopladas de modo fluido à segunda derivação de conduto 132b em lados opostos do segundo cilindro de amostragem de fluido 150b. As válvulas 76b-e exemplificativas são, cada uma, controladas pela unidade de controle 82 através de um respectivo conjunto de alimentação/atuador de válvula 78 de modo similar ao descrito no presente documento em relação a outras válvulas de isolamento de fluido 76 mostradas nas figuras anexas. As válvulas 76b-e são usadas para abrir e fechar as derivações de conduto 132a, 132b conforme desejado, tal como para preencher, isolar e/ou lavar cada respectivo cilindro associado 150a, 150b.
[077] Ainda com referência à Figura 6, num uso exemplificativo da modalidade ilustrada do sistema 120 sem o envolvimento de um UV
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42/46 ou uma fonte externa na superfície, o sistema 120 pode ser mantido num estado de válvula fechada, com todas as válvulas de isolamento de fluido 76a-e normalmente fechadas. Quando for desejado testar e guardar uma primeira amostra de fluido que sai do duto 20, a unidade de controle 82 ilustrada abre a válvula de isolamento de fluido 76a para permitir que a amostra de fluido passe através do analisador de fluido 136, que mede a característica (ou características) de fluido desejada. Se for desejado, a unidade de controle 82 pode, então, fechar a válvula 76a. Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode se comunicar com o analisador de fluido 136, tal como para ligar e/ou desligar, receber informações do mesmo, etc. A unidade de controle 82 exemplificativa abre a válvula de isolamento dianteira 76b da primeira derivação de conduto 132a para permitir que o fluido testado entre no cilindro de amostragem de fluido 150a. A válvula de isolamento traseira 76c na derivação 132a pode permanecer fechada, exceto quando algum fluxo atravessante for desejado ou a unidade de controle 82 tiver uma outra razão para abrir a mesma. Posteriormente, a unidade de controle 82 ilustrada fecha a válvula de isolamento dianteira 76b da primeira derivação de conduto 132a, vedando a primeira derivação de conduto 132a e o primeiro cilindro de amostragem de fluido 150a.
[078] Nesta modalidade, quando for desejado testar e guardar uma segunda amostra de fluido, a unidade de controle abre novamente a válvula de isolamento de fluido 76a para permitir que outra amostra de fluido passe através do analisador de fluido 136, que mede a característica (ou características) de fluido desejada. Se for desejado, a unidade de controle 82 pode, então, fechar a válvula 76a. Em algumas modalidades, a unidade de controle 82 pode se comunicar com o analisador de fluido 136, tal como para ligar e/ou desligar, receber informações do mesmo, etc. A unidade de controle 82 ilustrada abre a
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43/46 válvula de isolamento dianteira 76d na segunda derivação de conduto 132b para permitir que a segunda amostra de fluido testado entre no segundo cilindro de amostragem de fluido 150b. A válvula de isolamento traseira 76d na derivação 132b pode permanecer fechada, exceto quando algum fluxo atravessante for desejado ou a unidade de controle 82 tiver uma outra razão para abrir a mesma. Posteriormente, a unidade de controle 82 ilustrada fecha a válvula de isolamento dianteira 76d da segunda derivação de conduto 132b, vedando a segunda derivação de conduto 132b e o segundo cilindro de amostragem de fluido 150b.
[079] Ainda com referência à modalidade da Figura 6, se for desejado retirar uma amostra de qualquer cilindro 150, a unidade de controle 82 abre a válvula de isolamento de fluido 76a e as válvulas de isolamento de fluido dianteira e traseira 76b, 76c ou 76d, 76e associadas ao cilindro selecionado 150. As sequências acima podem ser repetidas se o sistema 120 incluir derivações de conduto 132 e cilindros de amostragem de fluido 150 adicionais.
[080] O sistema 120 inclui também uma série de válvulas de retenção 74 para evitar o refluxo dentro do conduto de fluxo 130 e/ou qualquer uma ou mais derivações 132 do mesmo. Nesta modalidade, o controle automatizado de todas as válvulas de isolamento de fluido 76a-e pela unidade de controle 82 permite a amostragem, teste e/ou monitoramento autônomo seletivo do fluido que sai do duto 20 sem o envolvimento de um UV ou uma fonte externa na superfície.
[081] Todos os componentes das modalidades anteriormente mencionadas do sistema 10 são conectados por cabeamento e tubulação adequada. Os equipamentos elétricos podem ser alojados em alojamentos com compensação de pressão ou resistentes à pressão, conforme for necessário.
[082] O número de válvulas 74, 76, 116 incluídas no sistema 10
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44/46 pode variar dependendo de parâmetros específicos de trabalho. As válvulas 76, 116 exemplificativas são alimentadas e atuadas por um ou mais conjuntos de alimentação/atuador de válvula 78. Cada combinação de conjunto de alimentação/atuador de válvula do sistema 10 exemplificativo é controlada pela unidade de controle 82, alimentada pela batería 86 e configurada para atuar a respectiva válvula (ou válvulas) 76, 116 associadas com base nos comandos a partir da unidade de controle 82. Os conjuntos de alimentação/atuador de válvula podem ter qualquer configuração, construção e operação adequada. Por exemplo, os conjuntos de alimentação/atuador de válvula exemplificativos podem ser elétrica, hidráulica ou pneumaticamente acionados. Qualquer disposição de alimentação adequada pode ser usada. Se for desejado, um conjunto de alimentação de válvula pode ser usado para alimentar múltiplos atuadores de válvula no sistema 10. De modo semelhante, o mesmo conjunto de alimentação/atuador de válvula 78 pode ser usado com múltiplas válvulas 76, 116. Adicionalmente, o tipo, configuração e operação dos conjuntos de alimentação/atuador de válvula não são limitantes mediante a presente divulgação.
[083] Dependendo da programação da unidade de controle 82 e componentes do sistema 10, em qualquer momento desejado durante qualquer uma das operações acima, a unidade de controle 82 pode gravar ou registrar taxas de vazão de fluido, temperatura, pressão e/ou quaisquer outros dados desejados e transmitir dados (por exemplo, através do sistema de comunicação 104) para uma ou mais fontes externas, ou receber comandos a partir das mesmas. Em qualquer momento desejado, o sistema 10 pode ser desengatado do duto 20 e recuperado.
[084] As modalidades preferenciais da presente divulgação oferecem, desta forma, vantagens em relação ao estado da técnica e são bem adaptadas para realizar um ou mais objetivos desta divulgação.
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Entretanto, a presente invenção não exige cada um dos componentes e ações descritos acima e não é, de forma alguma, limitada às modalidades ou métodos de operação acima descritos. Qualquer um ou mais dos componentes, recursos e processos acima podem ser empregados em qualquer configuração adequada sem inclusão de outros tais componentes, recursos e processos. Ademais, a presente invenção inclui recursos, capacidades, funções, métodos, usos e aplicações adicionais que não foram especificamente direcionados no presente documento, mas são ou se tornarão evidentes a partir da descrição no presente documento, das figuras e reivindicações anexas.
[085] Os métodos que podem ser descritos acima ou reivindicados no presente documento e quaisquer outros métodos que podem ser abrangidos pelo escopo das reivindicações anexas podem ser realizados em qualquer ordem adequada desejada e não estão necessariamente limitados a qualquer sequência descrita no presente documento ou conforme pode ser listado nas reivindicações anexas. Adicionalmente, os métodos da presente invenção não necessariamente exigem o uso das modalidades particulares mostradas e descritas no presente documento, mas são igualmente aplicáveis com qualquer outra estrutura, forma e configuração adequada de componentes.
[086] Embora as modalidades exemplificativas da invenção tenham sido mostradas e descritas, muitas variações, modificações e/ou alterações do sistema, aparelho e métodos da presente invenção, tal como nos componentes, detalhes de construção e operação, disposição de partes e/ou métodos de uso, são possíveis, contempladas pelo pedido (ou pedidos) de patente, dentro do escopo das reivindicações anexas e podem ser feitas e usadas por uma pessoa versada na técnica sem que se desvie da essência ou instruções da invenção e do escopo das reivindicações anexas. Desta forma, o assunto no presente documento apresentado ou mostrado nas Figuras anexas deveria
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46/46 ser interpretado como ilustrativo, e o escopo da divulgação e das reivindicações anexas não deve ser limitado às modalidades descritas e mostradas no presente documento.
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Claims (14)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para facilitar remotamente a transição entre teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciada a partir da extremidade de lançamento do duto sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    acoplar de modo fluido um conduto de fluxo de fluido de um sistema de atuação de válvula submarino autocontrolado, autoalimentado e automatizado ao duto submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo;
    uma unidade de controle do sistema de atuação de válvula submarino impedir o fluxo de fluido através do conduto de fluxo de fluido para fora do duto na extremidade de recebimento de pig do mesmo durante o teste de pressão hidráulica do duto;
    pelo menos um transdutor de pressão acoplado de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido detectar uma ou mais alterações de pressão no conduto de fluxo de fluido;
    pelo menos um dos transdutores de pressão emitir pelo menos um sinal relacionado a pelo menos uma alteração de pressão no conduto de fluxo de fluido;
    com base pelo menos parcialmente num ou mais sinais emitidos por pelo menos um dos transdutores de pressão e sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, a unidade de controle determinar se o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído; e se a unidade de controle determinar que o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído, a unidade de controle fazer com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o
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  2. 2/8 envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
    2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente um sistema de manutenção de tubo conectado à extremidade de lançamento do duto iniciar uma sequência ou alteração de pressão particular no duto no final do teste de pressão hidráulica do duto ou para sinalizar que o duto está pronto para a remoção de água sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, o pelo menos um transdutor de pressão detectar a sequência ou alteração de pressão particular iniciada pelo sistema de manutenção de tubo e emite pelo menos um sinal relacionado à sequência ou alteração de pressão particular, com base pelo menos parcialmente no sinal (ou sinais) emitido pelo transdutor (ou transdutores) de pressão relacionado à sequência ou alteração de pressão particular e sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, a unidade de controle fazer com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente pré-programar a unidade de
    Petição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 5/15
    3/8 controle para reconhecer uma ou mais alterações ou leituras de pressão particulares com base num ou mais sinais emitidos por pelo menos um transdutor de pressão para significar que o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído e fazer com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente após a conclusão do teste de pressão hidráulica, um sistema de manutenção de tubo conectado à extremidade de lançamento do duto bombear fluido no duto para detectar se a unidade de controle abriu pelo menos uma válvula de isolamento de fluido, e se o sistema de manutenção de tubo detectar que uma ou mais válvulas de isolamento de fluido estão abertas, o sistema de manutenção de tubo iniciar a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do mesmo sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento do duto.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente remover a água do duto a partir da extremidade de lançamento do mesmo sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, durante a remoção de água do duto, o sistema de atuação de válvula submarino analisar de modo remoto, seletivo e autônomo uma ou mais amostras de fluido que sai do duto submarino na extrePetição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 6/15
    4/8 midade de recebimento de pig do duto durante a remoção de água e/ou coletar amostras de fluido que sai do duto submarino na extremidade de recebimento de pig para análise adicional, sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente a unidade de controle receber dados sobre uma ou mais amostras de fluido analisadas durante a remoção de água e transmitir tais dados a pelo menos um destinatário numa base em tempo real.
  7. 7. Método para facilitar remotamente as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciadas a partir da extremidade de lançamento do duto, sendo que o duto tem uma extremidade de lançamento e uma extremidade de recebimento de pig oposta, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    acoplar de modo fluido um conduto de fluxo de fluido de um sistema de atuação de válvula submarino autocontrolado, autoalimentado e automatizado ao duto submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo;
    permitir que o fluido saia do duto para o mar através do conduto de fluxo de fluido durante a inundação do duto;
    uma unidade de controle do sistema de atuação de válvula submarino determinar se a inundação do duto foi concluída;
    se a unidade de controle determinar que a inundação do duto foi concluída, a unidade de controle fazer com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se feche sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, impedindo que o fluido saia do duto na exPetição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 7/15
    5/8 tremidade de recebimento de pig do mesmo para isolar de modo fluido o duto para o teste de pressão hidráulica submeter o duto ao teste de pressão hidráulica a partir da extremidade de lançamento do mesmo;
    a unidade de controle determinar se o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído; e se a unidade de controle determinar que o teste de pressão hidráulica foi concluído, a unidade de controle fazer com que, de modo autônomo, pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao conduto de fluxo de fluido se abra sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluido saia do duto para o mar na extremidade de recebimento de pig do mesmo para a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente permitir que pelo menos um pig passe através do duto até a extremidade de recebimento de pig do mesmo durante a inundação do duto, e a unidade de controle, sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície ou um UV na extremidade de recebimento de pig do duto, determinar que a inundação do duto foi concluída e que o duto está pronto para o teste de pressão hidráulica com base pelo menos parcialmente na chegada de pelo menos um pig na extremidade de recebimento do duto no final da inundação do duto.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente a unidade de controle determinar quando o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído com base em pelo menos uma alteração de pressão detectada no fluido no
    Petição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 8/15
    6/8 duto e conduto de fluxo de fluido na extremidade de recebimento de pig do duto.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente remover a água do duto a partir da extremidade de lançamento do mesmo sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, durante a remoção de água do duto, o sistema de atuação de válvula submarino analisar de modo remoto, seletivo e autônomo uma ou mais amostras de fluido que sai do duto submarino na extremidade de recebimento de pig do duto durante a remoção de água e/ou coletar amostras de fluido que sai do duto submarino na extremidade de recebimento de pig para análise adicional, sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto.
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente a unidade de controle receber dados sobre uma ou mais amostras de fluido analisadas durante a remoção de água e transmitir tais dados a pelo menos um destinatário numa base em tempo real.
  12. 12. Sistema de atuação de válvula submarino automatizado, autocontrolado e autoalimentado para facilitar remotamente as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água de um duto submarino iniciadas a partir da extremidade de lançamento do duto, sendo que o sistema de atuação de válvula submarino automatizado é caracterizado pelo fato de que compreende:
    uma armação de skid recuperável;
    um conduto de fluxo de fluido montado pelo menos parcialmente na referida armação de skid e acoplado de modo fluido ao duPetição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 9/15
    7/8 to submarino na extremidade de recebimento de pig do mesmo;
    pelo menos uma válvula de isolamento de fluido acoplada de modo fluido ao referido conduto de fluxo de fluido, sendo que a referida pelo menos uma válvula de isolamento de fluido é móvel entre pelo menos uma posição aberta e uma posição fechada, em que a referida pelo menos uma válvula de isolamento de fluido na referida pelo menos uma posição aberta permite que o fluido saia do duto na extremidade de recebimento de pig do duto através do referido pelo menos um conduto de fluxo de fluido, e pelo menos uma referida válvula de isolamento de fluido na referida posição fechada impede o fluxo de fluido fora do duto na extremidade de recebimento de pig do mesmo, sendo que a referida pelo menos uma válvula de isolamento de fluido fica em pelo menos uma referida posição aberta durante a inundação do duto;
    pelo menos um pig configurado para se mover através do duto até a extremidade de recebimento de pig do mesmo durante a inundação do duto e emitir um ou mais sinais;
    uma unidade de controle montada na referida armação de skid e configurada para mover de modo seletivo, remoto e autônomo pelo menos uma referida válvula de isolamento de fluido de pelo menos uma referida posição aberta para a referida posição fechada, quando a inundação do duto foi concluída com base pelo menos parcialmente num ou mais referidos sinais emitidos pelo referido pelo menos um pig, sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto para permitir o teste de pressão hidráulica do duto, sendo que a referida unidade de controle também é configurada para determinar se o teste de pressão hidráulica do duto foi concluído e, posteriormente, mover de modo autônomo pelo menos uma referida válvula de isolamento de fluido da referida posição fechada para pelo menos uma referida posição aberPetição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 10/15
    8/8 ta, sem o envolvimento de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto, permitindo que o fluida saia do duto através do referido conduto de fluxo de fluido para o mar para permitir a remoção de água do duto a partir da extremidade de lançamento do duto; e pelo menos uma bateria associada à referida armação de skid e configurada para fornecer energia suficiente para a referida unidade de controle para facilitar as transições sucessivas entre inundação, teste de pressão hidráulica e remoção de água do duto sem que a energia seja suprida para a referida armação de skid a partir de uma fonte externa na superfície, ou um UV, na extremidade de recebimento de pig do duto.
  13. 13. Sistema de atuação de válvula submarino, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos referidos sinais do referido pig se refere à chegada do referido pig na extremidade de recebimento de pig do duto.
  14. 14. Sistema de atuação de válvula submarino, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o referido pelo menos um pig é um pig inteligente configurado para avaliar a condição do interior do duto à medida que passa através do mesmo e pelo menos um dos referidos sinais do referido pig inteligente se refere à condição do interior do duto.
    Petição 870180023571, de 23/03/2018, pág. 11/15
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