BR112020017794B1

BR112020017794B1 - Sistema e método de implantação de tubulação submarina com múltiplos nós de acesso

Info

Publication number: BR112020017794B1
Application number: BR112020017794-6A
Authority: BR
Inventors: Aksel M. Schjerpen; Robert A. Perry; Thomas L. Hergarden
Original assignee: Fmc Technologies, Inc
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2023-12-12
Also published as: WO2019168539A1; US20210164588A1; EP3759311A1; BR112020017794A2

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema aqui descrito que compreende uma tubulação (12) e uma pluralidade de estruturas de nós de acesso (14X) espaçadas axialmente umas das outras ao longo da tubulação (12), em que cada uma da pluralidade de estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma superfície superior substancialmente plana. Também é descrito um método para implantar uma tubulação (12) que compreende uma pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X), em que, no momento em que a tubulação (12) é implantada submarina, as futuras estruturas de nós de acesso (14X) impedem o acesso a um interior da tubulação (12), e em que a pluralidade de estruturas de nós de acesso (14X) compreende pelo menos uma dentre uma estrutura de escoamento (20), uma estrutura de retenção de barreira de pressão (150) que é adaptada para receber um dispositivo de barreira de pressão (153) e uma estrutura de retenção de barreira de pressão (170) composta de um rebaixo (171) com um fundo de retenção de pressão entalhado (172).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001]Em um aspecto, o assunto presentemente descrito geralmente se refere a várias modalidades de uma nova tubulação submarina que compreende múltiplos nós de acesso ou localizações de conexão que são pré-fabricados e pré-posicionados em várias localizações na tubulação, onde esses nós de acesso podem ser acessados conforme a necessidade, à medida que o desenvolvimento em campo evolui ao longo do tempo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002]Normalmente, para produzir fluidos contendo hidrocarbonetos a partir de um reservatório submarino, vários poços de petróleo e gás são frequentemente perfurados em um padrão que separa os poços uns dos outros. Cada um dos poços normalmente compreende uma árvore de Natal ou árvore de produção que é montada em uma cabeça de poço. A árvore é acoplada a um duto de produção, tal como uma linha de fluxo ou um “jumper” no fundo do mar. Os dutos de produção das árvores são tipicamente acoplados a outros componentes, tal como válvulas, terminações de tubulações (PLETs), ou outras unidades de processamento submarinas que coletam ou redistribuem os fluidos contendo hidrocarbonetos produzidos a partir dos poços.

[003]Quando os planos iniciais são feitos para produzir fluidos contendo hidrocarbonetos a partir de um reservatório submarino, os desenvolvedores de campo devem fazer alguns julgamentos quanto ao desenvolvimento futuro do reservatório ou campo. Essas decisões podem incluir a localização antecipada de vários poços a serem perfurados no reservatório, bem como a localização antecipada de certos itens de equipamentos submarinos que serão posicionados submarinos, tal como árvores de Natal (produção), válvulas, PLETs, linhas de fluxo, “jumpers”, tubulações, umbilicais, etc. No momento em que muitas das decisões originais são feitas com relação à localização e colocação de vários itens de equipamento submarino, o conhecimento do desenvolvedor sobre as capacidades do reservatório em termos de produção é um tanto limitado. À medida que o desenvolvimento do reservatório continua, ou seja, conforme poços adicionais são perfurados no reservatório, os desenvolvedores adquirem mais e melhores informações no que se refere ao desenvolvimento potencial e real do reservatório. Infelizmente, conforme essas informações adicionais sobre o campo se tornam disponíveis, as decisões originais sobre a localização de vários itens de equipamentos submarinos podem, em retrospecto, não ser ideais em termos de consumo eficiente e econômico do espaço submarino da parcela (ou seja, área ocupada) e / ou produção eficiente e econômica de fluidos contendo hidrocarbonetos a partir do reservatório.

[004]Normalmente, vários utilitários que devem ser fornecidos a equipamentos de produção submarinos, tal como energia elétrica, linhas de comunicação, produtos químicos, etc., são fornecidos ao equipamento submarino por meio de umbilicais agrupados relativamente grandes e dispendiosos que se estendem a partir de uma localização na superfície, por exemplo, uma plataforma, até o equipamento submarino. Esses umbilicais podem ser relativamente grandes e podem ser muito dispendiosos de fabricar e instalar.

[005]O presente pedido é direcionado a várias modalidades de um novo sistema de tubulação submarina e utilitários que compreendem múltiplos nós de acesso pré-fabricados e pré-posicionados ou localizações de conexão que podem ser acessados conforme necessário que podem eliminar ou pelo menos minimizar alguns dos problemas mencionados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006]A seguir é apresentado um sumário simplificado do assunto descrito neste documento, a fim de fornecer uma compreensão básica de alguns aspectos das informações aqui estabelecidas. Este resumo não é uma visão geral completa do assunto descrito, nem se destina a identificar elementos-chave ou críticos do assunto descrito ou delinear o escopo de várias modalidades descritas neste documento. Seu único propósito é apresentar alguns conceitos de uma forma simplificada como um prelúdio para a descrição mais detalhada que será discutida posteriormente.

[007]O presente pedido é geralmente direcionado a várias modalidades de um novo sistema de tubulação submarina que compreende múltiplos nós de acesso ou localizações de conexão que podem ser acessados conforme necessário. Em um exemplo, o sistema compreende uma tubulação e uma pluralidade de estruturas de nós de acesso axialmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação, em que cada uma da pluralidade de estruturas de nós de acesso compreende uma superfície superior substancialmente plana.

[008]Em outro exemplo, um método descrito neste documento compreende implantar uma tubulação que compreende uma pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso, em que, no momento em que a tubulação é implantada submarina, as futuras estruturas de nós de acesso evitam o acesso ao interior da tubulação, e em que a pluralidade de estruturas de nós de acesso compreende pelo menos uma dentre uma estrutura de derivação, uma estrutura de retenção de barreira de pressão que é adaptada para receber um dispositivo de barreira de pressão, e uma estrutura de retenção de barreira de pressão composta por um rebaixo com um fundo de retenção de pressão entalhado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009]Certos aspectos do assunto presentemente descrito serão descritos com referência aos desenhos em anexo, que são representativos e esquemáticos por natureza e não são considerados limitantes em qualquer aspecto no que se refere ao escopo do assunto descrito neste documento:

[010]A Figura 1 representa uma modalidade ilustrativa de um sistema de tubulação submarina descrito neste documento para produzir fluidos contendo hidrocarbonetos a partir de um reservatório submarino e / ou introduzir vários fluidos no reservatório ou vários itens de equipamento posicionados submarinos.

[011]As Figuras 2A e 2B são, respectivamente, uma vista de extremidade e uma vista lateral transversal de uma parte de uma tubulação que representa várias estruturas ilustrativas associadas a um exemplo ilustrativo de uma estrutura de nós de acesso que está localizada em um futuro ponto de acesso na tubulação.

[012]As Figuras 3A e 3B são, respectivamente, uma vista de extremidade e uma vista lateral transversal de outra modalidade de uma parte de um sistema de tubulação submarina descrito neste documento, em que um material de isolamento térmico foi posicionado em torno de um exemplo ilustrativo de uma estrutura de nós de acesso descrita neste documento.

[013]A Figura 4 representa uma modalidade de um sistema de tubulação submarina descrito neste documento em que não há material de isolamento fornecido em torno de um exemplo ilustrativo de uma estrutura de nós de acesso descrita neste documento.

[014]A Figura 5A é uma vista de extremidade e as Figuras 5B e 5C são vistas laterais transversais parciais de uma parte da tubulação que geralmente representa como uma ou mais linhas de utilitários ilustrativas podem ser amarradas à tubulação.

[015]As Figuras 6A a 6C são, respectivamente, vistas em perspectiva, plana e lateral transversal de modalidades de blocos de suporte de utilitários ilustrativos descritos neste documento que podem ser amarrados à tubulação.

[016]As Figuras 7A e 7B são, respectivamente, vista plana e lateral transversal de modalidades ilustrativas de uma pluralidade de blocos de suporte de derivação de fluido que podem ser acoplados ou amarrados à tubulação.

[017]A Figura 7C representa um exemplo ilustrativo de uma estrutura de derivação rosqueada externamente que pode ser acoplada a um bloco de suporte de derivação de fluido.

[018]A Figura 8 representa de forma simplista uma embarcação de assentamento de tubulação ilustrativa que pode ser empregue quando implantando modalidades ilustrativas dos sistemas de tubulação submarina descritos neste documento.

[019]As Figuras 9 a 12 representam vários exemplos ilustrativos de como as modalidades das tubulações descritas neste documento podem ser enroladas em torno de um carretel de tubulação ou uma embarcação de assentamento de tubulação.

[020]As Figuras 13 a 22 representam um método ilustrativo descrito neste documento para escoar uma tubulação por meio de uma estrutura de nós de acesso descrita neste documento após a tubulação ter sido implantada submarina.

[021]As Figuras 23 a 30 representam um método ilustrativo para conectar uma abertura roscada formada previamente na tubulação submarina ou, quando realizada na ordem inversa representada nas Figuras 23 a 30, um método ilustrativo para remover um tampão instalado previamente para ganhar acesso a uma tubulação via uma das estruturas de nós de acesso ilustrativas descritas neste documento.

[022]As Figuras 31 a 37 representam outra modalidade ilustrativa de estruturas de nós de acesso descritas neste documento que podem ser empregues em uma tubulação submarina.

[023]As Figuras 38 a 39 representam um exemplo ilustrativo da flexibilidade fornecida pelo uso de várias modalidades de um sistema de tubulação descrito neste documento.

[024]Embora o assunto descrito neste documento seja susceptível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas do mesmo foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e são aqui descritas em detalhes. Dever- se-ia entender, no entanto, que a descrição aqui fornecida de modalidades específicas não é destinada a limitar o assunto descrito às formas particulares descritas, mas, pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que estão dentro do espírito e do escopo do assunto descrito conforme definido pelas reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[025]Várias modalidades ilustrativas do assunto descrito são descritas abaixo. Por motivos de clareza, nem todos os recursos de uma implementação real são descritos nesta especificação. Obviamente, será apreciado que no desenvolvimento de qualquer modalidade real, inúmeras decisões específicas de implementação devem ser feitas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como conformidade com restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que variam de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria, no entanto, uma tarefa de rotina para aqueles versados na técnica tendo o benefício desta descrição.

[026]O presente assunto será agora descrito com referência às figuras em anexo. Várias estruturas, sistemas e dispositivos são esquematicamente representados nos desenhos apenas para fins de explicação e de modo a não obscurecer a presente descrição com detalhes que são bem conhecidos por aqueles versados na técnica. No entanto, os desenhos em anexo são incluídos para descrever e explicar exemplos ilustrativos da presente descrição. As palavras e frases usadas neste documento devem ser compreendidas e interpretadas como tendo um significado consistente com a compreensão dessas palavras e frases por aqueles versados na técnica relevante. Nenhuma definição especial de um termo ou frase, isto é, uma definição que seja diferente do significado comum e habitual conforme entendido por aqueles versados na técnica, é destinada a ser implícita pelo uso consistente do termo ou frase aqui citada. Na medida em que um termo ou frase é destinado a ter um significado especial, ou seja, um significado diferente daquele entendido pelos versados na técnica, tal definição especial será expressamente estabelecida na especificação de uma maneira de definição que direta e inequivocamente fornece a definição especial para o termo ou frase.

[027]A Figura 1 representa uma modalidade ilustrativa de um sistema de tubulação submarina 11 descrito neste documento que pode ser empregue na realização de uma variedade de operações no que se refere ao processo geral de produção de fluidos contendo hidrocarbonetos 18 a partir de um reservatório submarino 10. Em geral, em uma modalidade ilustrativa, o sistema de tubulação submarina 11 geralmente compreende uma tubulação 12 com uma pluralidade de futuros nós de acesso 14 espaçados ao longo da tubulação 12. Em outra modalidade, o sistema 11 também pode compreender uma pluralidade de linhas de utilitários 15 que são acopladas, por exemplo, amarradas à tubulação 12. As linhas de utilitários 15 podem incluir uma variedade de diferentes utilitários, incluindo, mas não limitados a, linhas de energia elétrica, linhas de aquecimento elétrico, linhas de fluxo de produtos químicos ou líquidos, linhas de comunicação elétrica, linhas de fibra óptica, linhas de controle (elétricas e / ou hidráulicas), etc. Como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, em uma modalidade ilustrativa, a tubulação 12 pode ser usada para receber e transportar fluido de produção a partir de vários poços posicionados submarinos para uma instalação de produção. Em outra modalidade, a água pode ser introduzida na tubulação 12 e finalmente introduzida em um ou mais dos poços perfurados no reservatório 10. Assim, no sentido mais amplo, a tubulação 12 pode ser empregue para receber qualquer tipo de fluido (gás ou líquido; fase única ou fase múltipla) a partir do reservatório 10 ou de qualquer equipamento posicionado submarino. Da mesma forma, a tubulação 12 pode ser empregue para introduzir qualquer tipo de fluido (gás ou líquido; fase única ou fase múltipla) no reservatório 10. As linhas de utilitários 15 podem ser usadas para fornecer um ou mais utilitários (por exemplo, quaisquer fluidos, controles ou energia elétrica) para um ou mais itens de equipamentos posicionados submarinos. Por exemplo, vários produtos químicos em uma ou mais das linhas de utilitários 15 podem ser introduzidos nos poços perfurados no reservatório 10 ou em qualquer equipamento posicionado submarino.

[028]A discussão abaixo se concentrará principalmente na situação em que a tubulação 12 é empregue para receber fluido de produção a partir do reservatório 10 e transmitir o fluido de produção para uma instalação de produção. No entanto, como observado acima, o novo sistema descrito neste documento não deve ser considerado limitado a este exemplo ilustrativo. Além disso, dependendo da aplicação particular, a tubulação 12 pode ser acessada (através de um dos nós de acesso 14) quando a tubulação 12 tem uma pressão de operação interna relativamente alta, isto é, quando a tubulação 12 está em operação, ou quando a tubulação 12 não está em operação, isto é, quando a pressão interna dentro da tubulação 12 está igual, acima ou abaixo da pressão hidrostática.

[029]Os nós de acesso 14 podem ser acessados conforme a necessidade (realizando várias atividades descritas mais detalhadamente abaixo) durante o curso do desenvolvimento em campo. Isto é, em um exemplo, à medida que poços adicionais são perfurados no reservatório 10 ao longo de vários anos, um ou mais dos nós de acesso 14 podem ser acessados conforme necessário, de modo a permitir que o fluido de produção a partir dos poços adicionais seja introduzido na tubulação 12. O número e o espaçamento dos nós de acesso 14 ao longo da tubulação 12 podem variar dependendo da aplicação particular e de uma variedade de fatores tal como, por exemplo, o tamanho físico geral do reservatório 10. Os nós de acesso 14 podem estar aproximadamente igualmente espaçados uns dos outros ao longo da tubulação 12 (como representado na Figura 1) ou eles podem ser aleatoriamente e / ou desigualmente espaçados e posicionados ao longo da tubulação 12. A posição dos nós de acesso 14 ao longo da tubulação 12 pode ser indicada por marcações adequadas, por exemplo, linhas pintadas e / ou números pintados no exterior da tubulação 12 ou o isolamento posicionado em torno da tubulação 12. Em última análise, como observado acima, os fluidos contendo hidrocarbonetos 18 produzidos a partir do reservatório 10 fluirão através da tubulação 12 para uma instalação de produção, tal como, por exemplo, uma embarcação de produção flutuante (não mostrada), uma instalação de produção localizada em uma plataforma (não mostrada), uma instalação de produção em terra (não mostrada), ou uma instalação de produção submarina ou item de equipamento (não mostrado).

[030]O tamanho físico da tubulação 12 também pode variar dependendo da aplicação particular. O posicionamento espacial do sistema de tubulação submarina 11 em relação ao reservatório 10 também pode variar dependendo da aplicação particular e de uma variedade de fatores, tal como, por exemplo, a localização antecipada de vários poços que serão perfurados no reservatório 10. No exemplo representado na Figura 1, o sistema de tubulação submarina 11 está posicionado de modo que a linha central da tubulação 12 é posicionada no meio aproximado do reservatório 10. Em outras aplicações, o sistema de tubulação submarina 11 pode ser posicionado adjacente a um lado do reservatório 10 ou pode ser posicionado, no todo ou em parte, completamente fora da área definida pelo reservatório 10. A tubulação 12 pode ser feita de uma variedade de materiais diferentes que são comumente usados na produção de fluidos contendo hidrocarbonetos, tal como, por exemplo, aço carbono.

[031]Conforme observado acima, no exemplo ilustrativo representado na Figura 1, o sistema de tubulação submarina 11 também compreende linhas de utilitários 15 ilustrativas e esquematicamente representadas que são acopladas à tubulação 12 por correias (não mostradas). Como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, as linhas de utilitários 15 são destinadas a serem representativas de qualquer uma de uma variedade de diferentes utilitários que podem ser fornecidos ao equipamento posicionado submarino de modo a permitir a operação, controle e monitoramento do equipamento submarino a fim de produzir fluidos contendo hidrocarbonetos 18 a partir do reservatório 10 ou introduzir um ou mais fluidos no reservatório 10 e / ou qualquer equipamento submarino. Conforme observado acima, as linhas de utilitários 15 podem incluir, entre outras coisas, linhas de energia elétrica, linhas de aquecimento elétrico, linhas de fluxo de produtos químicos ou líquidos, linhas de comunicação elétrica, linhas de fibra óptica, linhas de controle (elétricas e / ou hidráulicas), etc. O número, o tamanho e a localização de tais linhas de utilitários 15 que podem fazer parte do sistema de tubulação submarina geral 11 podem variar dependendo da aplicação particular. No entanto, como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, em algumas modalidades, as linhas de utilitários 15 podem ser omitidas do sistema de tubulação submarina 11, e os utilitários necessários para vários itens de equipamento submarino para produzir fluidos contendo hidrocarbonetos 18 a partir do reservatório 10 podem ser fornecidos por uma ou mais linhas umbilicais agrupadas tradicionais (não mostradas) que se estendem a partir de uma estrutura na superfície, tal como uma plataforma, até o equipamento no fundo do mar.

[032]Em um exemplo ilustrativo, o sistema de tubulação submarina 11 pode ser instalado ou posicionado acima do reservatório 10 em um ponto muito inicial durante o processo de desenvolvimento do reservatório 10. De fato, o sistema de tubulação submarina 11, com a pluralidade de nós de acesso 14 posicionados nele, pode constituir uma tubulação primária ou espinha dorsal de produção para o reservatório geral 10. Em geral, o desenvolvimento do reservatório 10 provavelmente crescerá ou aumentará ao longo dos anos, ou seja, poços adicionais serão perfurados no reservatório 10 e / ou equipamento de processamento submarino adicional será posicionado acima ou adjacente ao reservatório 10 para produzir todos os fluidos contendo hidrocarbonetos 18 a partir dos vários poços perfurados no reservatório 10. Os fluidos contendo hidrocarbonetos 18 produzidos a partir desses poços adicionais podem ser conectados à tubulação 12 por acessar (usando uma ou mais das técnicas e dispositivos descritos mais detalhadamente abaixo) um ou mais dos nós de acesso 14 de modo que os fluidos contendo hidrocarbonetos produzidos 18 fluirão através da tubulação 12 para a instalação de produção final. As utilitários para esses poços adicionais e / ou equipamento submarino adicional também podem ser fornecidas acoplando ou acessando uma ou mais das linhas de utilitários 15 (como descrito mais detalhadamente abaixo) que são acopladas à tubulação 12.

[033]Ainda com referência à Figura 1, vários itens de equipamentos de produção submarinos 16A-16F (geralmente referenciados usando o numeral 16) que são esquematicamente representados na Figura 1 podem ser posicionados submarinos e operativamente acoplados à tubulação 12 em qualquer ponto desejado no tempo acessando um ou mais dos nós de acesso 14 conforme a necessidade. O equipamento de produção 16 deve ser entendido como representativo de qualquer tipo de equipamento que pode ser posicionado submarino e ajudar pelo menos de alguma maneira com a produção dos fluidos contendo hidrocarbonetos 18 a partir do reservatório 10. Por exemplo, o equipamento de produção 16 pode compreende, entre outras coisas, uma árvore de Natal ou árvore de produção, válvulas de fluxo, uma embarcação separadora submarina, a saída de uma bomba submarina, a entrada de uma bomba submarina, outra tubulação (não mostrada), uma PLET (em linha ou não), equipamento montado em gaiola, etc. Cada item esquematicamente representado do equipamento de produção submarino 16A-16F deve ser entendido como representativo de um ou mais itens de equipamento submarino.

[034]No exemplo representado na Figura 1, o equipamento de produção 16A é o equipamento de produção inicial que foi instalado para o primeiro poço perfurado no reservatório 10, e o equipamento de produção submarino 16A foi instalado ao mesmo tempo ou quase ao mesmo tempo que o sistema de tubulação submarina 11 foi colocado ou posicionado acima do reservatório 10. Como indicado, o equipamento de produção submarino 16A foi acoplado diretamente à tubulação 12 pela linha de fluxo representada esquematicamente 17 por meio de uma pluralidade de flanges de acoplamento (não mostrados). Ou seja, o equipamento de produção submarino inicial 16A não foi operativamente acoplado à tubulação 12 acessando um dos nós de acesso 14, embora tal situação pudesse ocorrer em algumas aplicações.

[035]Como também representado na Figura 1, um ou mais utilitários foram fornecidos ao equipamento de produção 16A acessando as linhas de utilitários 15, conforme indicado pela linha curva sólida 19. Após a instalação do equipamento de produção submarino inicial 16A, os itens adicionais do equipamento de produção submarino 16B-16F foram posicionados sequencialmente acima do reservatório 10 ao longo de um período de tempo conforme o desenvolvimento do reservatório 10 foi continuado, ou seja, conforme poços adicionais foram perfurados no reservatório 10. Os itens de equipamento de produção submarino 16B-16F são representados em linhas tracejadas, de modo a refletir o posicionamento desses itens adicionais do equipamento de produção submarino 16B-16F acima do reservatório 10 ao longo do tempo. À medida que cada um desses itens adicionais de equipamento de produção submarino 16B-16F é posicionado submarino, eles serão operativamente acoplados à tubulação 12 acessando a tubulação 12 por meio de um ou mais dos nós de acesso 14, conforme descrito de forma simplista pelas linhas tracejadas 21. Um ou mais utilitários podem ser fornecidos a cada um desses itens adicionais de equipamento de produção submarino 16B-16F acessando as linhas de utilitários 15, conforme indicado pela linha curva tracejada 23.

[036]Em geral, várias técnicas e dispositivos podem ser empregues para acessar a tubulação 12 nos nós de acesso 14. Cada um dos nós de acesso 14 compreende uma estrutura de nós de acesso 14X que, em uma modalidade, pode ser formada integrada com a tubulação 12 antes do posicionamento da tubulação 12 submarina. A estrutura do nó de acesso 14X pode assumir uma variedade de diferentes formas e pode empregar diferentes técnicas e dispositivos para ganhar acesso à tubulação 12 através de um dos nós de acesso 14. Em um exemplo ilustrativo, a estrutura de nós de acesso 14X assume a forma de uma estrutura de derivação 20 que é adaptada para permitir a derivação (quente ou frio) da tubulação 12 ao realizar várias atividades de usinagem.

[037]As Figuras 2A e 2B são, respectivamente, uma vista de extremidade e uma vista lateral transversal de uma parte da tubulação 12 e um exemplo ilustrativo de várias estruturas associadas a uma estrutura de derivação ilustrativa 20 que está posicionada em um ou mais dos nós de acesso 14. Como indicado, em uma modalidade ilustrativa, a estrutura de derivação 20 é formada integrada com uma seção de nó de acesso do tubo 12A (com uma linha central 12B) da tubulação 12. A seção de nó de acesso do tubo 12A é adaptada para ser acoplada a (por exemplo, soldada a) outras seções 12X, 12Y da tubulação 12. As outras seções 12X, 12Y da tubulação 12 podem ou não compreender estruturas de derivação 20.

[038]Em algumas aplicações, a seção do nó de acesso do tubo 12A pode ser acoplada às outras seções (por exemplo, 12X, 12Y) da tubulação em uma localização em terra, de modo a estabelecer uma tubulação substancialmente contínua 12 com várias das estruturas de derivação 20 espaçadas ao longo da tubulação contínua 12. Nesse ponto, como descrito mais completamente abaixo, a tubulação substancialmente contínua (com as estruturas de derivação 20) pode ser posicionada ou enrolada em torno de um carretel de uma embarcação de assentamento de tubos, conforme descrito mais completamente abaixo. Em outras aplicações, a tubulação 12 pode ser substancialmente completamente fabricada a bordo de uma embarcação de assentamento de tubos soldando as seções de nó de acesso do tubo 12A (com a estrutura de derivação 20 acoplada a ela) em posição entre outras seções da tubulação 12 que podem ou não compreender uma estrutura de derivação 20. Em qualquer situação - a fabricação de uma tubulação substancialmente contínua em terra ou a fabricação da tubulação 12 em uma base de seção por seção a bordo de uma embarcação de assentamento de tubos - a tubulação 12 será implantada no mar e posicionada no fundo do mar na localização desejada em relação ao reservatório 10 conforme a embarcação de assentamento de tubos em alto mar se move acima do reservatório 10. Em uma aplicação particular, e conforme descrito mais completamente abaixo, ao mesmo tempo em que a tubulação 12 está sendo implantada fora da embarcação de assentamento de tubos no mar, uma ou mais linhas de utilitários 15 podem ser amarradas à tubulação 12 e implantadas no mar juntamente com a tubulação 12. O comprimento axial 12L da seção de nó de acesso do tubo 12A pode variar dependendo da aplicação. Em uma modalidade ilustrativa, o comprimento axial 12L pode ser de cerca de 1 a 3 m. A estrutura de derivação 20 pode ser composta do mesmo material da tubulação 12 ou pode ser feita de um material diferente daquele da tubulação 12.

[039]Ainda com referência às Figuras 2A a 2B, a estrutura de derivação 20 pode assumir uma variedade de diferentes formas ou configurações, e o tamanho físico da estrutura de derivação 20 pode variar dependendo da aplicação particular. Nos exemplos ilustrativos aqui representados, a estrutura de derivação 20 tem uma configuração geralmente retangular (quando vista de cima) com uma largura lateral 20W e um comprimento axial 20L. No entanto, não é necessário que todas as estruturas de derivação 20 na tubulação 12 sejam do mesmo tamanho e configuração, embora esse possa ser o caso em algumas aplicações. A estrutura de derivação 20 pode ser dimensionada de modo que tenha uma projeção relativamente pequena 20D acima da superfície externa da tubulação 12. No exemplo representado, a estrutura de derivação20 compreende uma superfície superior substancialmente plana 22 e um rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 definido no corpo da estrutura de derivação 20. Em outras modalidades, o rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 pode ser omitido. Em ainda outras modalidades, a estrutura de derivação 20 pode compreender uma pluralidade de rebaixos de alinhamento / acoplamento que são adaptados para facilitar o alinhamento de uma ferramenta de usinagem que deve ser acoplada à estrutura de nós de acesso 14X, em que a ferramenta de usinagem é adaptada para ser usada para usinar uma abertura que se estende através da estrutura de nós de acesso 14X e fornece acesso de fluido ao interior da tubulação 12. Em uma modalidade ilustrativa, o rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 pode ter uma configuração geralmente circular quando visto de cima. A profundidade do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 também pode variar dependendo da aplicação particular. No entanto, a profundidade do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 deve ser controlada de modo que haja material suficiente 20M restante abaixo do fundo do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 para suportar todas as forças antecipadas (por exemplo, pressão e / ou forças mecânicas) a serem aplicadas à estrutura de derivação 20 durante, por exemplo, a instalação, comissionamento, operação e abandono da tubulação 12.

[040]Conforme indicado na Figura 2B, a estrutura de derivação 20 pode ser dimensionada de modo que a superfície superior substancialmente plana 22 esteja localizada a uma distância vertical desejada 20H acima da linha central 12B da tubulação 12. A estrutura de derivação 20 pode ser forjada com uma superfície interna usinada 20S que corresponde à superfície interna da tubulação 12, em que a estrutura de derivação 20 é soldada em um corte de abertura na tubulação 12. Em outras aplicações, a estrutura de derivação 20 pode simplesmente ser soldada em posição na superfície externa da tubulação 12. Em uma modalidade, a largura lateral 20W da estrutura de derivação 20 pode ser menor do que o diâmetro externo da tubulação 12 para facilitar o enrolamento de uma tubulação contínua 12 de um carretel de uma embarcação de assentamento de tubos, como descrito mais detalhadamente abaixo. Em geral, como observado acima, as dimensões físicas da estrutura de derivação 20 podem variar dependendo da aplicação particular. No entanto, em uma modalidade ilustrativa, a largura lateral 20W pode ser tão pequena quanto cerca de metade do diâmetro externo do tubo 12, mas não maior do que o diâmetro externo do tubo 12. Em um exemplo ilustrativo, o comprimento axial 20L da estrutura de derivação 20 pode ser de cerca de 0,5 a 3 m. Em uma modalidade ilustrativa, a projeção 20D pode ser aproximadamente igual à espessura da parede do tubo 12 até cerca do dobro do diâmetro externo do tubo 12. Com referência à Figura 2A, quando a tubulação 12 está posicionada no fundo do mar, a superfície superior plana 22 será idealmente orientada substancialmente normal à vertical. No entanto, essa precisão exata na orientação da superfície superior plana 22 não é necessária, ou seja, em uma modalidade ilustrativa, a tubulação 12 pode ser rotacionada mais ou menos cerca de 15 graus (e de preferência no máximo cerca de 5 graus), conforme representado pelo setas 12Z e ainda funcionar como pretendido.

[041]As Figuras 3A e 3B são, respectivamente, uma vista de extremidade e uma vista lateral transversal de outra modalidade de uma parte de um sistema de tubulação submarina 11 aqui descrito. Neste exemplo, em relação à modalidade mostrada nas Figuras 2A a 2B, o material de isolamento térmico 26 foi posicionado em torno da tubulação 12 e uma estrutura de derivação ilustrativa 20. Também são representadas várias linhas de utilitários 15 que foram amarradas ao exterior da tubulação 12 quando ela foi implantada no mar. Conforme observado acima, as linhas de utilitários 15 podem fornecer vários utilitários para o equipamento posicionado no fundo do mar e / ou executar várias funções. Por exemplo, no exemplo representado, as linhas de aquecimento elétrico 28, as linhas de energia elétrica 30, as linhas de alimentação de líquido (por exemplo, produto químico) 32 e as linhas de comunicação de fibra óptica 34 são amarradas à tubulação 12. Observa-se que, no exemplo representado, há linhas redundantes para os vários utilitários 15. Certamente, o número, o tamanho, a localização e as funções das várias linhas de utilitários 15 amarradas à tubulação podem variar dependendo da aplicação particular. Além disso, em algumas modalidades, embora uma ou mais linhas de utilitários 15 sejam acopladas à tubulação 12, utilitários adicionais podem ser fornecidos ao equipamento submarino posicionado adjacente à tubulação 12 por um ou mais umbilicais tradicionais (não mostrados) em uma base permanente ou temporária.

[042]A Figura 4 representa uma modalidade de um sistema de tubulação submarina 11 em que não há material de isolamento 26 fornecido na tubulação 12. Neste exemplo, as linhas de utilitários 15 incluem as linhas de energia elétrica 30 mencionadas acima, linhas de abastecimento de líquido (por exemplo, produtos químicos) 32 e linhas de comunicação de fibra óptica 34 que foram amarradas à tubulação 12. Neste exemplo, as linhas de aquecimento elétrico 28 foram omitidas.

[043]A Figura 5A é uma vista transversal de uma parte da tubulação 12 tomada através do diâmetro da tubulação 12. A Figura 5B é uma vista lateral transversal parcial (com a estrutura de derivação 20 omitida) tomada através da linha central 12B da tubulação 12. As figuras serão referenciadas para descrever geralmente uma técnica ilustrativa para acoplar as linhas de utilitários 15 à tubulação 12 e como as linhas de energia elétrica 30 podem ser acessadas conforme o equipamento é periodicamente instalado submarino de modo a fornecer energia elétrica ao equipamento. Neste exemplo, o sistema de tubulação submarina 11 compreende o material de isolamento 26 mencionado acima, as linhas de aquecimento elétrico 28 e as linhas de energia elétrica 30 que foram todas acopladas à tubulação 12 no momento em que o sistema de tubulação submarina 11 estava sendo abaixado no mar.

[044]Em uma modalidade ilustrativa, em algum ponto no tempo após o sistema de tubulação submarina 11 ser posicionado submarino, equipamento adicional (não mostrado) foi posicionado submarino de modo a continuar o desenvolvimento do reservatório 10. Por exemplo, após o sistema de tubulação submarina original 11 ser primeiro posicionado submarino, uma decisão foi tomada de perfurar outro poço no reservatório e o equipamento de produção associado, tal como uma árvore de Natal (ou seja, uma árvore de produção), foi posicionado no último poço. Com referência às Figuras 5A e 5B, a energia elétrica para tal equipamento submarino pode ser fornecida pelo uso de uma braçadeira de acoplamento de indução 36 que é posicionada em torno de uma parte de uma das linhas de energia elétrica 30. A estrutura, a função e a operação de tais braçadeiras de indução são bem conhecidas dos versados na técnica. Os condutores 36A, 36B podem ser acoplados ao equipamento submarino recém-adicionado. Na medida em que a parte da linha de energia elétrica 30 que deve ser acessada é coberta pelo material de isolamento 26, tal material de isolamento 26 pode ser removido pelo uso de um ROV. A instalação da braçadeira de acoplamento de indução 36 e o acoplamento dos condutores 36A, 36B ao equipamento submarino também podem ser realizados pelo uso de um ROV. Certamente, um dispositivo de derivação de fibra (não mostrado) pode ser posicionado em torno de uma parte de uma das linhas de comunicação de fibra óptica 34 (não mostrado nos desenhos da Figura 5) de modo a fornecer um link de comunicação com o equipamento submarino recém-adicionado.

[045]As Figuras 5B e 5C representam um exemplo ilustrativo de um bloco de suporte de utilitários 38 que pode ser usado quando acoplando as linhas de utilitários 15 à tubulação 12. Neste exemplo, o bloco de suporte de utilitários 38 compreende uma fenda de extremidade aberta 38A e um rebaixo de correia 38B. A Figura 5B inclui uma vista transversal do bloco de suporte de utilitários 38 tomada através do centro da fenda 38A em uma direção paralela à linha central 12B da tubulação 12. A Figura 5C é uma vista transversal do bloco de suporte de utilitários 38 tomada através da fenda 38A em uma direção que é transversal à linha central 12B da tubulação 12. Após a linha de energia elétrica 30 ser posicionada dentro da fenda 38A, uma faixa ou correia 40 é enrolada em torno da tubulação 12 e posicionada dentro do rebaixo de correia 38B. Nesta modalidade, a correia 40 garante que a linha de energia elétrica 30 permaneça posicionada dentro da fenda 38A. O rebaixo de correia 38 garante que a correia 40 permaneça em posição acima da fenda 38A. Certamente, o bloco de suporte de utilitários 38 pode compreender qualquer número desejado de tais fendas 38A para acomodar o número e o tamanho desejado das várias linhas de utilitários 15 que são acopladas à tubulação 12.

[046]As Figuras 6A a 6C são, respectivamente, vistas em perspectiva, plana e lateral transversal de modalidades dos blocos de suporte de utilitários ilustrativos 38 (com várias linhas de utilitários 15 posicionadas nele) que pode ser amarrados à tubulação 12 usando a faixa ou correia representada 40. A Figura 6A representa uma localização de acoplamento de utilitários ilustrativa 41 ao longo da tubulação 12, onde três blocos de suporte de utilitários ilustrativos 38 foram amarrados à tubulação 12 usando a faixa ou correia 40. Certamente, qualquer número desejado de tais blocos de suporte de utilitários 38 pode ser empregue em cada localização de acoplamento de utilitários 41. O número e o espaçamento das localizações de acoplamento de utilitários 41 ao longo da tubulação 12 podem variar dependendo da aplicação particular e de uma variedade de fatores. As localizações de acoplamento de utilitários 41 podem ser igualmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação 12 ou elas podem ser aleatoriamente e / ou desigualmente espaçadas e posicionadas ao longo da tubulação 12. A posição da localização de acoplamento de utilitários 41 ao longo da tubulação 12 pode ser indicada por marcações apropriadas, por exemplo, linhas pintadas e / ou números pintados no exterior da tubulação 12 ou o isolamento posicionado em torno da tubulação 12. Neste exemplo, cada um dos blocos de suporte de utilitários 38 compreende uma pluralidade de fendas de extremidade aberta 38A e um rebaixo de correia descrito acima 38B. Qualquer uma das linhas de utilitários 15 mencionadas acima, por exemplo, as linhas 30, 32, 34, etc., pode ser posicionada nas fendas 38A. No caso em que os elementos de aquecimento 28 são empregues, os elementos de aquecimento 28 podem ser posicionados de modo a entrar em contato com a superfície externa da tubulação 12 para uma transferência de calor mais eficaz. Em tal situação, os elementos de aquecimento 28 podem ser posicionados em fendas de extremidade aberta voltadas para baixo (não mostradas) formadas nos blocos de suporte de utilitários 38. Como visto melhor na Figura 6C, neste exemplo, uma dobradiça 39 é fornecida entre blocos de suporte de utilitários adjacentes 38 de modo a acoplar os blocos de suporte de utilitários 38 um ao outro e permitir que o grupo dos três blocos de suporte de utilitários 38 se adequem aproximadamente à superfície externa da tubulação 12.

[047]As Figuras 7A e 7B são, respectivamente, vista plana e lateral transversal de modalidades ilustrativas de uma pluralidade de blocos de suporte de derivação de fluido 70 que também são adaptados para serem acoplados ou amarrados à tubulação 12 em várias localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 ao longo da tubulação 12. Os blocos de suporte de derivação de fluido 70 podem compreender uma ou mais aberturas 74 que são adaptadas para receber uma linha de utilitários de transportando líquido 15, por exemplo, a linha de abastecimento de líquido (por exemplo, produto químico) mencionada acima 32. Os blocos de suporte de derivação de fluido ilustrativos 70 (com várias linhas de utilitários transportando líquido 15 posicionadas neles) podem ser amarrados à tubulação 12 usando uma faixa ou correia (não mostrada nos desenhos da Figura 7), similar à correia ou faixa representada acima 40. Os rebaixos de correia (não mostrados nos desenhos da Figura 7) similares aos rebaixos de correia 39 descritos acima também podem ser formados nos blocos de suporte de derivação de fluido 70.

[048]As Figuras 7A a 7B representam localizações ilustrativas de acoplamento de derivação de fluido 43 ao longo da tubulação 12, onde três blocos de suporte de derivação de fluido ilustrativos 70 foram amarrados à tubulação 12. Certamente, qualquer número desejado de tais blocos de suporte de derivação de fluido 70 pode ser empregue em cada localização de acoplamento de derivação de fluido 43. O número e o espaçamento das localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 ao longo da tubulação 12 podem variar dependendo da aplicação particular e de uma variedade de fatores. As localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 podem ser igualmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação 12 ou podem ser aleatoriamente e / ou desigualmente espaçadas e posicionadas ao longo da tubulação 12. A posição das localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 ao longo da tubulação 12 pode ser indicada por marcações apropriadas, por exemplo, linhas pintadas e / ou números pintados no exterior da tubulação 12 ou o isolamento posicionado em torno da tubulação 12. Neste exemplo, cada um dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 compreende apenas uma única abertura 74 que é perfurada através do bloco 70. Na prática, cada um dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 pode compreender qualquer número desejado de tais aberturas 74. No exemplo representado, cada um dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 compreende uma abertura perfurada e roscada 76 que está posicionada de modo a expor e fornecer acesso a uma parte da linha de utilitários transportando líquido 15 posicionada dentro da abertura 74. Como visto melhor na Figura 7B, neste exemplo, uma dobradiça 72 é fornecida entre os blocos de suporte de derivação de fluido adjacentes 70 de modo a acoplar os blocos de suporte de derivação de fluido 70 uns aos outros e a permitir que o grupo dos três blocos de suporte de derivação de fluido 70 se adequem aproximadamente à superfície externa da tubulação 12.

[049]Em um exemplo ilustrativo, uma linha de utilitários transportando líquido 15 é posicionada dentro da abertura 74 nos blocos de suporte de derivação de fluido 70. Uma vedação pode ser formada entre a linha de utilitários transportando líquido 15 e os blocos de suporte de derivação de fluido 70 nas extremidades da abertura 74. Tal vedação pode ser efetuada de várias maneiras diferentes, por exemplo, por soldagem, estampagem, expansão térmica, rosqueamento, etc.

[050]Em uma modalidade ilustrativa, como mostrado na Figura 7C, a abertura roscada 76 é adaptada para receber de forma roscada uma estrutura de derivação roscada externamente 80 (as roscas externas sendo indicadas pelo número de referência 82). Em uma modalidade ilustrativa, a estrutura de derivação 80 compreende uma pluralidade de partes planas de chave 81 e uma passagem de fluido 86 que se estende através do corpo da estrutura de derivação 80. Uma extremidade pontiaguda 84 é fornecida em uma extremidade da passagem de fluido enquanto uma saída de fluido 88 é fornecida na extremidade oposta da passagem de fluido 86.

[051]Em um processo ilustrativo, quando a combinação dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 com a linha de utilitários transportando líquido 32 neles posicionada é inicialmente amarrada à tubulação 12, a estrutura de derivação 80 é parcialmente rosqueada na abertura 76 de modo que uma vedação seja estabelecida entre a estrutura de derivação 80 e a abertura 76 devido às interações das roscas. Nesta posição inicialmente instalada, a estrutura de derivação 80 não se estende até a abertura 76 a uma profundidade suficiente de modo que a extremidade pontiaguda 84 da estrutura de derivação 80 engata e penetra na linha de utilitários transportando líquido 32. A combinação da tubulação 12 com os blocos de suporte de derivação de fluido acoplados 70 é, então, abaixada no mar com a estrutura de derivação 80 nesta posição inicial não penetrante dentro da abertura 76 nos blocos de suporte de derivação de fluido 70.

[052]Em algum ponto posterior no tempo, pode ser desejável escoar a linha de utilitários transportando líquido 32 de modo a fornecer um fluido, por exemplo, um produto químico, na linha de utilitários transportando líquido 32 para um item de equipamento submarino (recém-instalado ou instalado previamente) posicionado próximo à tubulação 12, Nesse momento, um ROV pode ser usado para girar a estrutura de derivação 80 de modo a forçá-la ainda mais para a abertura 76 nos blocos de suporte de derivação de fluido 70. Este processo continua até o momento em que a extremidade pontiaguda 84 da estrutura de derivação 80 engata e penetra na linha de utilitários transportando líquido 32, permitindo assim que o fluido (como representado pela seta 89) de dentro da linha de utilitários transportando líquido 32 flua para a passagem 86 e para fora da saída de fluido 88. Um duto adequado (não mostrado) pode ser fornecido entre a saída de fluido 88 e o equipamento submarino. Uma vedação ilustrativa 90 é fornecida entre a estrutura de derivação 80 e o bloco de suporte de derivação de fluido 70 de modo que uma vedação impermeável a fluido seja estabelecida quando a estrutura de derivação 80 está nesta posição totalmente inserida e de penetração na linha. Certamente, o exemplo ilustrativo da estrutura de derivação 80 é fornecido apenas a título de exemplo e outras formas de estruturas de derivação podem ser empregues, tal como, por exemplo, um conector de encaixe hidráulico, um encaixe do tipo banjo, etc.

[053]Em outras modalidades, a linha de utilitários transportando líquido 32 pode ser penetrada a bordo da embarcação de assentamento de tubos após a linha de utilitários transportando líquido 32 ter sido posicionada no bloco de suporte de derivação de fluido 70 e vedada no mesmo. Depois disso, um tampão roscado simples (não mostrado) pode ser posicionado na abertura roscada 76. O tampão pode ser removido em uma data posterior quando o acesso à linha de utilitários transportando líquido 32 for necessário.

[054]Conforme indicado acima, em uma modalidade ilustrativa, a tubulação descrita neste documento pode assumir a forma de uma tubulação contínua 12 com vários dos nós de acesso 14 espaçados ao longo da tubulação contínua 12 que está adaptada para ser posicionada ou enrolada em torno de um carretel de tubulação 64 de uma embarcação de assentamento de tubos 50. A Figura 8 representa de forma simplista uma embarcação de assentamento de tubos ilustrativa 50 que está posicionada acima de um corpo de água 52. A embarcação 50 compreende uma abertura 54 através da qual a tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso ilustrativas 14X, tal como as estruturas de derivação ilustrativas 20) pode ser implantada na água. Em algumas modalidades, o sistema de tubulação 11 também pode compreender uma pluralidade de linhas de utilitários 15 que são acopladas à tubulação 12 quando a tubulação é desenrolada do carretel de tubulação 64 em que a combinação da tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) e das linhas de utilitários 15 acopladas à tubulação 12 é implantada na água 52 ao mesmo tempo através da abertura 54.

[055]Em uma modalidade ilustrativa, a embarcação de assentamento de tubos 50 compreende um mecanismo de suporte estrutural 56, um mecanismo endireitador de tubulação 58, um mecanismo tensor de tubulação 60, e um mecanismo alinhador de tubulação 62. Como representado, em uma modalidade ilustrativa, a tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) é enrolada em torno do carretel de tubulação 64 antes de ser implantada na água 52. Em geral, e como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, quando a tubulação 12 é inicialmente enrolada em torno do carretel de tubulação 4, a tubulação 12 sofre deformação plástica de modo que mantém sua configuração geralmente circular “como enrolada” quando é posicionada no carretel de tubulação 64. Quando a tubulação 12 é implantada ou “desenrolada” do carretel de tubulação 64, a tubulação 12 será novamente deformada plasticamente em uma configuração substancialmente linear à medida que é desenrolada do carretel de tubulação 64 e passa pelo alinhador de tubulação 62, pelo endireitador de tubulação 58 e pelo tensor de tubulação 60 em rota para a abertura 54 na embarcação de assentamento de tubos 50.

[056]Como observado acima, em uma modalidade ilustrativa, o sistema de tubulação 11 pode também compreender uma ou mais das linhas de utilitários descritas acima 15 que são posicionadas ou enroladas em um carretel de utilitários separado 66. O carretel de utilitários 66 também é mecanicamente suportado na embarcação 50 por várias estruturas de suporte (não mostradas). No exemplo ilustrativo em que as linhas de utilitários 15 compreendem uma ou mais das linhas de abastecimento de líquido (por exemplo, produtos químicos) 32 com os blocos de suporte de derivação de fluido associados 70, as linhas de utilitários 15 podem ser enroladas em torno do carretel de utilitários 66 de uma maneira semelhante à descrita abaixo em relação ao enrolamento da tubulação 12 em torno do carretel de tubulação 64. Em uma modalidade particularmente ilustrativa, todas as linhas de utilitários 15 (incluindo aquelas com os blocos de suporte de derivação de fluido associados 70) que serão acopladas à tubulação 12 (por meio de correias) são enroladas em torno de um único carretel de utilitários 66. Em outras aplicações, um carretel de utilitários transportando fluido separado (não mostrado) pode ser fornecido de modo a permitir o enrolamento de qualquer uma ou de todas as linhas de utilitários transportando fluido 32 (com os blocos de suporte de derivação de fluido associados 70) em torno deste carretel de utilitários transportando fluido separado. Certamente, como será entendido por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, qualquer número de carretéis de tubulação carregados 64 (com a tubulação 12 que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) pode ser posicionado na embarcação de assentamento de tubos 50. Após um primeiro dos carretéis de tubulação carregados 64 ser “esvaziado” ao implantar a tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) na água 52, a tubulação adicional 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) de um segundo carretel de tubulação carregado 64 pode ser soldada à extremidade da tubulação 12 previamente implantada de modo a permitir a introdução substancialmente contínua da tubulação 12 na água 52 através da abertura 54.

[057]Como observado acima, em um exemplo ilustrativo, o sistema de tubulação 11 pode compreender uma ou mais linhas de utilitários 15 que são adaptadas para serem acopladas à tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) antes de implantar a combinação da tubulação 12 e uma ou mais linhas de utilitários 15 na água 52 através da abertura 54 na embarcação 50. Em uma modalidade ilustrativa, após a tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) sair do tensor de tubulação 60, trabalhadores a bordo da embarcação de assentamento de tubos 50 posicionam ou guiam uma ou mais das linhas de utilitários 15 do carretel de utilitários separado 66 para as aberturas ou fendas 38A em um ou mais dos blocos de suporte de utilitários 38 descritos acima que foram posicionados em torno ou adjacentes a uma superfície externa da tubulação 12. Depois de posicionar as linhas de utilitários 15 nas fendas 38A, os trabalhadores a bordo da embarcação 50 amarram os blocos de suporte de utilitários 38 em posição em uma das locações de acoplamento de utilitários 41 ao longo da tubulação 12 enrolando a correia descrita acima 40 em torno dos blocos de suporte de utilitários 38 de modo a garantir que as linhas de utilitários 15 sejam “presas” ou mantidas dentro das fendas de extremidade aberta 38A dentro dos blocos de suporte de utilitários 38.

[058]Em outra modalidade ilustrativa, em que as linhas de utilitários 15 que devem ser acopladas à tubulação 12 compreendem uma ou mais linhas de utilitários transportando líquido 15 (tal como a linha de produtos químicos 32), os trabalhadores a bordo da embarcação 50 também podem acoplar o blocos de suporte de derivação de fluido 70 à tubulação 12 em localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 amarrando os blocos de suporte de derivação de fluido 70 (com a linha de utilitários transportando líquido 15 soldada em posição) em torno da tubulação 12. Em uma modalidade, todas as linhas de utilitários 15 (incluindo a linha de utilitários transportando líquido 32) são posicionadas no mesmo carretel de utilitários 66. Em outras aplicações, devido à presença dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 na linha de utilitários transportando líquido 32, a linha de utilitários transportando líquido 32 pode ser enrolada em torno de um carretel separado (não mostrado). Em uma modalidade ilustrativa, após a tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X) sair do tensor de tubulação 60, os trabalhadores a bordo da embarcação de assentamento de tubos 50 posicionam ou guiam uma ou mais das linhas de utilitários transportando líquido 15 (tal como a linha de produtos químicos 32) do carretel de utilitários separado 66 (ou outro carretel separado) adjacente a uma superfície externa da tubulação 12 e, posteriormente, amarram ou prendem os blocos de suporte de derivação de fluido 70 em posição em uma das localizações de acoplamento de derivação de fluido 43 ao longo da tubulação 12 enrolando a correia descrita acima 40 em torno dos blocos de suporte de derivação de fluido 70. Nesse ponto, os trabalhadores a bordo da embarcação de assentamento de tubos 50 podem instalar a estrutura de derivação roscada externamente descrita acima 80 em sua estrutura inicial, posição não penetrante dentro da abertura roscada 76 no bloco de suporte de derivação de fluido 70. Nesse ponto, nesta modalidade ilustrativa, o sistema de tubulação ilustrativo 11 é composto pela combinação da tubulação 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso 14X), as linhas de utilitários 15 instaladas nos blocos de suporte de utilitários 38 (como amarrados à tubulação 12) e a linha de utilitários transportando líquido 15 posicionada dentro dos blocos de suporte de derivação de fluido 70 (como amarrados à tubulação 12) são implantados como uma única unidade na água 52 através da abertura 54 na embarcação de assentamento de tubos 50.

[059]Certamente, como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, em outra modalidade ilustrativa, as estruturas de nós de acesso 14X podem ser omitidas do sistema de tubulação 11, e apenas as linhas de utilitários 15 podem ser acopladas à tubulação 12 quando ela é implantada submarina.

[060]As Figuras 9 a 12 representam vários exemplos ilustrativos de como a tubulação contínua 12 (que inclui uma pluralidade de estruturas de nós de acesso ilustrativas 14X, tal como as estruturas de derivação ilustrativas 20) pode ser enrolada em torno do carretel de tubulação 64. O carretel de tubulação 64 compreende flanges 64A e o carretel tem um diâmetro de cerca de 54 m. A Figura 9 representa o sistema de tubulação 11 em um ponto no tempo em que uma seção inicial 12-1 da tubulação 12, uma seção sem as estruturas de nós de acesso 14X, ou seja, uma seção “limpa” da tubulação 12, foi enrolada em torno do carretel de tubulação 64 de modo a definir uma primeira camada da tubulação 12. Como representado, a primeira camada 12-1 da tubulação 12 é substancialmente uniformemente posicionada em torno do carretel 64, tanto em termos de espaçamento lateral (se houver) entre a parte lateralmente adjacente da tubulação enrolada 12, quanto em termos da altura 12H1 (ou distância radial) das superfícies mais externas das partes da tubulação 12 nesta primeira camada 12-1 da tubulação enrolada 12 em relação a uma linha central 64B do carretel de tubulação 64.

[061]A Figura 10 representa o sistema de tubulação 11 em um ponto no tempo em que outra seção da tubulação, uma seção que inclui uma pluralidade das estruturas de derivação ilustrativas 20, foi enrolada em torno do carretel de tubulação 64 de modo a definir uma segunda camada 12-2 da tubulação 12. Conforme representado, a segunda camada 12-2 da tubulação 12 é substancialmente uniformemente posicionada em torno da bobina 64 em termos de espaçamento lateral (se houver) entre as partes lateralmente adjacentes da seção de tubulação enrolada 12-2. As superfícies externas das partes da segunda camada 12-2 da tubulação 12 que não incluem nenhuma das estruturas de derivação 20 também estão localizadas a uma altura ou distância radial substancialmente uniforme 12H2 da linha central 64B do carretel de tubulação 64. Como representado, neste exemplo ilustrativo, as linhas centrais das estruturas de derivação 20 em enrolamentos adjacentes da segunda camada 12-2 da tubulação 12 são lateralmente deslocadas uma da outra (como indicado pela dimensão 12L) e verticalmente deslocadas uma da outra em enrolamentos adjacentes da seção de tubulação 12-2 (conforme indicado pela dimensão 12V). A magnitude das dimensões 12L, 12V pode variar dependendo da aplicação particular. Em um exemplo ilustrativo, em que o diâmetro nominal do tubo da tubulação 12 tem um diâmetro de cerca de 150 a 450 mm, a segunda camada 122 da tubulação 12 compreende dezoito das estruturas de derivação 20 que estão axialmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação 12 por cerca de 50 m. Seções adicionais da tubulação 12 (não mostradas) que compreendem as estruturas de derivação 20 podem ser enroladas em torno do carretel 64 no topo da seção 12-2. Se necessário, uma tampa de aço (não mostrada) pode ser fornecida entre as camadas enroladas da tubulação 12 que compreendem as estruturas de derivação 20 para suavizar as “saliências” na tubulação enrolada 12 devido à presença das estruturas de derivação 20. Em alguns casos, as seções mais externas da tubulação 12 enrolada no carretel podem ser partes limpas da tubulação que não incluem quaisquer estruturas de derivação 20.

[062]As Figuras 11 e 12 representam uma modalidade em que o espaçamento axial das estruturas de nós de acesso 14X, tal como as estruturas de derivação ilustrativas 20, ao longo da tubulação 12, é aproximadamente o mesmo que o diâmetro de enrolamento, por exemplo, o diâmetro externo de todas as seções anteriores da tubulação enrolada em torno do carretel 66. Como mostrado na Figura 11, tomando essa abordagem, as estruturas de derivação 20 são posicionadas em uma linha ou bateria substancialmente contínua que é aproximadamente paralela ao eixo da bobina de tubulação 64. Mais especificamente, a Figura 12 representa uma modalidade em que a segunda camada 12-2 da tubulação 12 inclui uma pluralidade de estruturas de derivação 20 que têm um espaçamento axial ao longo da tubulação de cerca de 53,2 m. A primeira seção da tubulação (não mostrada na Figura 11) está livre das estruturas de derivação 20. A Figura 12 é uma vista lateral da tubulação enrolada 12 com os flanges 64A na bobina 64 removidos após a bobina 64 ter sido completamente preenchida. A tubulação enrolada 12 compreende seis seções enroladas 12-1 (a seção mais interna), 12-2, 12-3, 12-4, 12-5 e 12-6 (a seção mais externa). As seções 12-1 e 12-6 são seções limpas da tubulação 12 que estão livres das estruturas de derivação 20. Cada uma das seções de tubulação 12-2, 12-3, 12-4 e 12-5 compreende uma pluralidade de estruturas de derivação 20. A pluralidade de estruturas de derivação 20 nas seções 12-2, 12-3, 12-4 e 12-5 definem as linhas 20-2, 20-3, 20-4 e 20-5, respectivamente, de estruturas de derivação 20 que são orientadas substancialmente paralelas à linha central 64B do carretel de tubulação 64. Como indicado, as linhas 20-2, 20-3, 20-4 e 20-5 de estruturas de derivação 20 são posicionadas em distâncias radiais cada vez maiores R2, R3, R4 e R5, respectivamente, a partir da linha central 64. Observa-se também que as linhas 20-2, 20-3, 20-4 e 20-5 das estruturas de derivação 20 estão angularmente espaçadas umas das outras em torno da bobina 64 por aproximadamente 90 graus. Em um exemplo ilustrativo, em que o diâmetro nominal do tubo da tubulação 12 tem um diâmetro de cerca de 150 a 450 mm, a segunda seção 12-2 da tubulação 12 compreende dezoito das estruturas de derivação 20 que são axialmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação 12 por cerca de 53,2 m; a terceira seção 123 compreende dezoito das estruturas de derivação 20 com um espaçamento axial ao longo da tubulação de cerca de 54 m; a quarta seção 12-4 compreende dezoito das estruturas de derivação 20 com um espaçamento axial ao longo da tubulação de cerca de 54,7 m; e a quinta seção 12-5 compreende dezoito das estruturas de derivação 20 com um espaçamento axial ao longo da tubulação de cerca de 55,5 m.

[063]As Figuras 13 a 22 representam um método ilustrativo descrito neste documento, em que a estrutura de nós de acesso 14X é composta pela estrutura de derivação 20 descrita acima que é adaptada para escoar (quente ou frio) a tubulação 12 através de um dos nós de acesso 14 na tubulação 12 depois que a tubulação 12 foi implantada submarina. Neste exemplo, a tubulação é enrolada com o material de isolamento térmico 26. Observa-se também que várias linhas de utilitários 15 que podem, em algumas modalidades, também ter sido amarradas à tubulação 12 no momento da implantação não estão representadas nestes desenhos.

[064]A Figura 13 representa o uso de uma ferramenta de corte 100 para remover uma parte do material de isolamento acima da estrutura de derivação 20 neste nó de acesso particular 14. A ferramenta de corte 100 pode ser posicionada submarina e operada pelo uso de um ROV (não mostrado). Esta operação de processo expõe pelo menos a superfície superior plana 22 da estrutura de derivação 20. Qualquer material de isolamento residual 26 dentro do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 também é removido neste momento.

[065]A Figura 14 representa a tubulação 12 após uma ferramenta de máquina CNC 102 ter sido assentada na estrutura de derivação 20 e fixada no lugar. A ferramenta 102 pode ser posicionada submarina pelo uso de uma ou mais linhas submarinas com observação visual sendo fornecida por um ROV. A ferramenta 102 compreende uma estrutura de alinhamento / fixação 104 que é adaptada para ser alinhada e posicionada pelo menos parcialmente dentro do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24 definido na estrutura de derivação 20. Uma vez que a ferramenta 102 está posicionada apropriadamente, partes expansíveis (não mostradas) da estrutura de alinhamento / fixação 104 são expandidas para fora de modo a fixar a ferramenta de máquina CNC 102 à estrutura de derivação 20. Também são representadas na Figura 14 as ferramentas 106, 108 que são adaptadas para perfurar e roscar aberturas na superfície superior 22 da estrutura de derivação 20 de modo a facilitar o acoplamento posterior de uma válvula (não mostrada na Figura 14), conforme descrito mais detalhadamente abaixo. As ferramentas 106, 108 são destinadas a serem representativas por natureza de qualquer tipo de ferramenta necessária para perfurar e roscar aberturas. Obviamente, o número e o padrão de tais aberturas podem variar dependendo da aplicação particular. Também é representada na Figura 14 uma ferramenta 110 que é adaptada para cortar um rebaixo de vedação na superfície superior 22. Observa-se que os detritos a partir da execução dessas várias operações de usinagem podem ser prontamente limpos de cima da superfície superior 22 conforme a usinagem progride. Um ROV pode ser usado para supervisionar e / ou controlar todas as operações realizadas pela ferramenta de máquina CNC 102.

[066]A Figura 15 representa a tubulação 12 após a ferramenta de máquina CNC 102 ter sido operada para formar aberturas perfuradas e roscadas representadas de forma simplista 112 e um rebaixo de vedação 114 na estrutura de derivação 20. Nesse ponto, a ferramenta de máquina CNC 102 foi recuperada para a superfície.

[067]A Figura 16 representa a tubulação 12 após uma válvula representada esquematicamente 116 e uma ferramenta de máquina CNC de derivação contendo pressão 122 ter sido acoplada à estrutura de derivação 20. A combinação da válvula 116 e da ferramenta 122 pode ser acoplada e correr para a tubulação ao mesmo tempo usando uma ferramenta de execução (não mostrada) ou usando uma ou mais linhas submarinas (não mostradas). Também é representada na Figura 16 uma vedação ilustrativa 115 posicionada entre a válvula 116 e a estrutura de derivação 20. A vedação 115 está posicionada no rebaixo de vedação previamente formado 114. Também é representada outra vedação 117 posicionada entre a ferramenta CNC 122 e a válvula 116. Uma pluralidade de parafusos representados de forma simplista 118 é adaptada para engatar nas aberturas perfuradas e roscadas 112 de modo a fixar a combinação da válvula 116 e da ferramenta 122 à estrutura de derivação 20. A válvula 116 pode ser qualquer tipo de válvula que pode, quando aberta, fornecer espaço suficiente para realizar o processo de usinagem descrito abaixo. Em um exemplo ilustrativo, a válvula 116 pode ser um portão ou uma válvula de esfera. A Figura 16 indica a válvula 116 na condição aberta em virtude do elemento de válvula 116A não ser sombreado.

[068]Na Figura 17, o elemento de válvula 116A foi omitido de modo a não complicar excessivamente o desenho. Como mostrado na Figura 17, uma ferramenta de corte 122A (por exemplo, uma broca) da ferramenta de máquina CMC de derivação 122 foi estendida através da válvula aberta 116 até o momento em que engatou do fundo do rebaixo de alinhamento / acoplamento 24. Nesse momento, a ferramenta de máquina CNC 122 foi operada para começar a perfurar através da estrutura de derivação 20.

[069]A Figura 18 mostra a tubulação 12 depois que várias operações foram realizadas. Primeiro, a ferramenta CNC 122 continuou a perfuração até o momento em que uma abertura 128 foi definida na estrutura de derivação 20 e / ou na própria tubulação. A abertura 128 fornece comunicação de fluido entre o interior da tubulação 12 e a válvula 116. Depois disso, a ferramenta de corte 122A foi retraída através da válvula aberta 116 e para a ferramenta 122.

[070]A Figura 19 representa a tubulação 12 após a válvula 116 ter sido fechada, como indicado em virtude do elemento de válvula 116A ser sombreado.

[071]A Figura 20 representa a tubulação 12 após a ferramenta CNC 122 ter sido desacoplada da válvula fechada 116 e estar no processo de ser recuperada para a superfície.

[072]A Figura 21 representa a tubulação 12 após uma linha de fluxo ilustrativa 130 ter sido acoplada à válvula fechada 116.

[073]A Figura 22 representa a tubulação 12 após a válvula 116 ter sido aberta, permitindo assim estabelecer um caminho de fluxo de fluido, como indicado pela seta dupla 132 entre a linha de fluxo 130 e a tubulação 12. Fluidos, tal como os fluidos de produção, podem fluir de um item de equipamento submarino, tal como uma árvore de produção (não mostrada), para a linha de fluxo 130 e, finalmente, para a tubulação 12 e, finalmente, para uma instalação de produção em superfície.

[074]As Figuras 23 a 30 representam um método ilustrativo de tamponamento da abertura 128 de forma permanente ou temporária. Tal tamponamento da abertura 128 pode ser necessário em vários cenários, por exemplo, a falha da válvula 116 durante o processo de instalação inicial ou para posterior reparo da válvula 116. Um tampão também pode ser instalado na abertura 128 como parte de uma operação de processo de abandono.

[075]A Figura 23 representa a tubulação 12 após a válvula 116 ter sido fechada de modo a isolar a linha de fluxo 130.

[076]A Figura 24 representa a tubulação 12 após a linha de fluxo 130 ter sido desconectada da válvula 116.

[077]A Figura 25 representa a tubulação 12 após uma ferramenta de instalação de tampão 138 ter sido acoplada à válvula fechada 116. Uma variedade de ferramentas de instalação de tampão conhecidas pode ser empregue para esta operação de processo. Também é representado na Figura 25 um tampão 140 representado de forma simplista.

[078]A Figura 26 representa a tubulação 12 após a válvula 116 ter sido aberta.

[079]A Figura 27 representa a tubulação após um braço 138A da ferramenta de instalação de tampão 138 ter sido estendido através da válvula aberta 116 de modo a posicionar o tampão 140 em sua posição vedada final dentro da parte da abertura 128 que se estende através da estrutura de derivação 20. O tampão 140 compreende uma ou mais vedações 141 em sua superfície externa que são adaptadas para engatar de forma vedante na superfície interna da parte da abertura 128 que se estende através da estrutura de derivação 20. No momento, a ferramenta CNC 122 foi usada para cortar a abertura 128 através da estrutura de derivação 20, a ferramenta 122 também foi usada para formar um rebaixo 20Z na estrutura de derivação 20. O rebaixo 20Z é adaptado para receber as alças de travamento 142 no tampão que podem ser acionadas pela ferramenta de instalação de tampão 138 de modo a travar o tampão 140 em sua posição final vedada dentro da estrutura de derivação 20.

[080]A Figura 28 representa a tubulação 12 após o braço 138A da ferramenta de instalação de tampão 138 ter sido retraído através da válvula aberta 116 e para a ferramenta 138.

[081]A Figura 29 representa a tubulação 12 após a válvula 116 ter sido desacoplada da estrutura de derivação 20 e a combinação da válvula 116 e da ferramenta 138 está em processo de ser recuperada para a superfície.

[082]A Figura 30 representa a tubulação 12 após o material de isolamento adicional 26 ter sido posicionado na tubulação acima da estrutura de derivação 20 com o tampão posicionado nela. Na medida em que o acesso é sempre novamente necessário para a tubulação 12 através da abertura 128, a válvula 116 e a ferramenta de instalação de tampão 138 podem ser re-acopladas à estrutura de derivação 20. A ferramenta de instalação de tampão 138 pode então ser operada de modo a retrair as alças de travamento 142 do engate com a estrutura de derivação 20 e o tampão pode ser recuperado a partir da abertura 128 dentro da estrutura de derivação 20.

[083]Em outro método ilustrativo descrito neste documento, no caso em que um tampão foi instalado previamente em uma das estruturas de nós de acesso 14X, as etapas mostradas nas Figuras 23 a 30 poderiam ser realizadas na ordem inversa de modo a remover o tampão instalado previamente e fornecer acesso de fluxo de fluido à tubulação 12 através da estrutura de nós de acesso 14X.

[084]As Figuras 31 e 32 representam outra modalidade ilustrativa de uma estrutura de nós de acesso 14X aqui descrita. Mais especificamente, neste exemplo, a estrutura de nós de acesso 14X assume a forma de uma estrutura de retenção de barreira de pressão 150 que é adaptada para receber um dispositivo de barreira de pressão removível representado de forma simplista 153. Em geral, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 compreende uma abertura 151 que é exposta ao interior da tubulação 12. Como era o caso com a estrutura de derivação 20 anteriormente descrita, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ser formada integrada com a tubulação 12. A estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ser acoplada à seção de nó de acesso do tubo 12A em uma instalação em terra ou pode ser acoplada à seção de nó de acesso do tubo 12A em uma embarcação de assentamento de tubos quando a tubulação 12 está sendo implantada. Em uma modalidade ilustrativa, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ter aproximadamente as mesmas dimensões que aquela da estrutura de derivação ilustrativa 20 discutida acima. Em outras aplicações, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ser significativamente menor do que a estrutura de derivação 20 descrita acima. O tamanho da abertura 151 pode variar dependendo da aplicação particular. No exemplo representado, apenas um único dispositivo de barreira de pressão 153 será posicionado na abertura 151. No entanto, se desejado, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ser feita de tamanho suficiente de modo que vários dispositivos de barreira de pressão 153 possam ser posicionados dentro da abertura 151 para fornecer barreiras de pressão redundantes. Como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, o dispositivo de barreira de pressão 153 é destinado a ser representativo de qualquer tipo de dispositivo de retenção de pressão que pode ser posicionado em uma abertura. Com referência à Figura 31, em uma modalidade ilustrativa, o dispositivo de barreira de pressão 153 pode ser um tampão removível representado de forma simplista que compreende um ou mais elementos de vedação elastoméricos (não mostrados separadamente) e uma pluralidade de cunhas de ancoragem 155. Esses tampões são comumente empregues em várias operações de fundo de poço, tal como, por exemplo, operações de fraturamento. Esses tipos de tampãos podem ser ajustados mecanicamente na abertura 151. A Figura 31 representa o tampão 153 na condição não ajustada, enquanto a Figura 32 representa o tampão 153 na condição ajustada em que os elementos de vedação do tampão 153 foram expandidos para vedar contra a superfície interna da abertura 151 e as cunhas de ancoragem 155 foram estendidas de modo a engatar na superfície interna da abertura 151. Em outras modalidades, o dispositivo de barreira de pressão 153 pode ser o que é geralmente conhecido como um tampão suspensor de tubulação que desaparece (ou de vidro). Neste exemplo ilustrativo, o dispositivo de barreira de pressão 153 será posicionado na abertura 151 da estrutura de retenção de barreira de pressão 150 e definido de modo a vedar a abertura 151 antes da tubulação 12 ser implantada no mar. Conforme observado acima, em algum ponto posterior no tempo, o dispositivo de barreira de pressão 153 pode ser removido usando um dispositivo tal como a ferramenta de instalação / recuperação de tampão mencionada acima 138 e a válvula 116. No caso em que a necessidade de acesso à tubulação 12 é apenas temporária, outro dispositivo de barreira de pressão 153 pode ser reinstalado na abertura 151 na conclusão da operação de processo temporária.

[085]As Figuras 33 e 34 representam ainda outra modalidade ilustrativa de uma estrutura de nós de acesso 14X aqui descrita. Mais especificamente, este exemplo representa uma ou mais barreiras de pressão adaptadas para serem posicionadas na abertura 151 da estrutura de retenção de barreira de pressão 150. No exemplo representado, a barreira de pressão é um único dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 posicionado na abertura 151 da estrutura de retenção de barreira de pressão 150. O dispositivo 162 compreende uma membrana (ou disco) 163 que é capaz de ser rompida aumentando a pressão aplicada à membrana 163 de modo a ganhar acesso de fluido ao interior da tubulação 12. Como notado acima, se desejado, a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 pode ser feita de tamanho suficiente de modo que múltiplas barreiras de pressão, por exemplo, múltiplos dispositivos de retenção de pressão de estouro 162, possam ser posicionados dentro da abertura 151 para fornecer barreiras de pressão redundantes. Em tal situação, o acesso seria fornecido ao espaço entre essas múltiplas barreiras de pressão, de modo a monitorar a pressão dentro do espaço entre as múltiplas barreiras de pressão. A Figura 33 representa o dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 com a membrana 163 intacta e a abertura 151 selada. A Figura 34 representa o dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 em que a membrana 163 foi rompida, criando assim uma abertura 164 na membrana 163 que permite o acesso ao interior da tubulação 12. Neste exemplo ilustrativo, o dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 será posicionado na abertura 151 da estrutura de retenção de barreira de pressão 150, de modo a vedar a abertura 151 antes da tubulação 12 ser implantada no mar. Em algum ponto posterior no tempo, a membrana 163 do dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 pode ser removida acoplando a válvula 116 à estrutura de retenção de barreira de pressão 150 e acoplando a válvula 116 a uma fonte de fluido, tipicamente um líquido. Nesse ponto, a válvula pode ser aberta e a pressão do fluido pode ser aumentada até o momento em que a membrana 163 se rompe, fornecendo assim acesso à tubulação 12. Após a membrana 163 ser rompida, o dispositivo de retenção de pressão de estouro 162 pode ou não ser removido da abertura 151.

[086]As Figuras 35, 36 e 37 representam ainda outra modalidade ilustrativa de uma estrutura de nós de acesso 14X aqui descrita. Mais especificamente, neste exemplo, a estrutura de nós de acesso 14X assume a forma de uma estrutura de retenção de barreira de pressão 170 tendo um fundo ranhurado ou entalhado 172 com várias ranhuras ou entalhes que funcionam como elevadores de tensão de modo a permitir que a totalidade ou partes do fundo 172 sejam removidas a fim de ganhar acesso à tubulação 12. A Figura 35 é uma vista lateral desta modalidade da estrutura de nós de acesso 14X com o fundo 172 intacto. A Figura 36 é uma vista transversal da estrutura de retenção de barreira de pressão 170 em que partes do fundo 172 foram removidas mecanicamente, formando assim uma abertura 175 que permite o acesso à tubulação 12. A Figura 37 é uma vista plana que mostra o fundo 172. A Figura 37 também indica onde a vista transversal do fundo 172 mostrado na Figura 35 é tomada (a parte da vista transversal na Figura 35 que passa através do fundo 172 é lateralmente a partir da linha de centro 12B do tubo 12A). Como mostrado nas Figuras 35 e 37, uma pluralidade de ranhuras 173C e 173Y é formada no fundo 172. As ranhuras 173X, 173Y podem ter qualquer forma ou configuração desejada. Como observado acima, essas ranhuras 173X, 173Y são formadas no fundo 172 de modo que atuam como elevadores de tensão que permitem a remoção da totalidade ou de uma parte do fundo 172 por meios mecânicos de modo a obter acesso ao interior da tubulação 12. Em geral, a estrutura de retenção de barreira de pressão 170 compreende o rebaixo 171 e o fundo 172. A espessura do fundo 172, bem como a profundidade das ranhuras 173X, 173Y, são projetadas de modo que o fundo 172 possa suportar todas as cargas aplicadas ao fundo 172 durante a instalação, comissionamento, operação e abandono da tubulação 12. Como era o caso com a estrutura de derivação 20 anteriormente descrita, a estrutura de retenção de barreira de pressão 170 pode ser formada integrada com a tubulação 12. A estrutura de retenção de barreira de pressão 170 pode ser acoplada à seção de nó de acesso do tubo 12A em uma instalação em terra ou pode ser acoplada à seção de nó de acesso do tubo 12A em uma embarcação de assentamento de tubo à medida que a tubulação 12 está sendo implantada. Em uma modalidade ilustrativa, a estrutura de retenção de barreira de pressão 170 pode ter aproximadamente as mesmas dimensões que a estrutura de retenção de barreira de pressão 150 ou a estrutura de derivação 20. O tamanho da abertura 171 pode variar dependendo da aplicação particular. Neste exemplo ilustrativo, a seção de nó de acesso do tubo 12A que contém a estrutura de retenção de barreira de pressão 170, com a superfície inferior entalhada 172, será posicionada na tubulação antes de a tubulação 12 ser implantada no mar. Em algum ponto posterior no tempo, todo ou parte do fundo 172 pode ser removido usando um dispositivo de ruptura hidráulico. Este dispositivo de ruptura hidráulico pode usar energia hidráulica para efetivamente empurrar ou puxar a seção entalhada ou ranhurada para aplicar força suficiente para romper o material nos elevadores de tensão. Em uma modalidade ilustrativa, o dispositivo de ruptura hidráulico pode compreender um cilindro hidráulico (semelhante ao cilindro hidráulico mostrado na Figura 27) que é adaptado para ser estendido de modo a empurrar a superfície inferior entalhada 172. Em tal modalidade, uma face inclinada na extremidade da haste do pistão pode ser fornecida de modo a aplicar mais força a um lado da superfície inferior entalhada 172 para iniciar a ruptura. À medida que a haste continua a se estender, a face inclinada substancialmente completa a ruptura em torno de toda a circunferência da superfície inferior entalhada 172. Em outra modalidade, um orifício piloto (não mostrado) pode ser perfurado através da superfície inferior e um dispositivo de puxar (não mostrado) seria posicionado dentro ou através do orifício piloto de modo que seja firmemente acoplado ou não possa ser facilmente retirado do orifício piloto. Em uma modalidade, o dispositivo de puxar pode ser parte de ou um anexo a uma haste de um cilindro hidráulico, em que a haste está em uma posição estendida. Nesse momento, o cilindro hidráulico pode ser acionado de modo a retrair a haste, rompendo assim mecanicamente a superfície inferior 172. Em uma modalidade particular, tal orifício piloto pode ser perfurado fora do centro de modo a iniciar a ruptura em uma região da borda da superfície inferior. Após a ruptura inicial da superfície inferior 172, o cilindro hidráulico seria ainda retraído para completar a ruptura em torno de toda a circunferência da superfície inferior 172. O dispositivo de ruptura hidráulico pode ser usado quase da mesma maneira como descrito acima em relação ao operações de derivação com a exceção de que um tampão não seria fixado na abertura 175 após partes do fundo 172 serem removidas.

[087]Como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, qualquer combinação das várias estruturas de nós de acesso 14X descritas neste documento pode ser empregue em uma única tubulação 12. Por exemplo, uma única tubulação pode compreender uma pluralidade das estruturas de derivação 20, uma pluralidade das estruturas de retenção de barreira de pressão 150 e / ou uma pluralidade das estruturas de retenção de barreira de pressão 170. Certamente, se desejado, uma única tubulação pode conter apenas uma pluralidade das estruturas de derivação 20. Assim, o assunto presentemente descrito fornece grande flexibilidade no que se refere a atividades de desenvolvimento de campo em andamento e a maneira pela qual o acesso pode ser feito à tubulação por meio dos nós de acesso 14.

[088]As Figuras 38 a 39 representam um exemplo ilustrativo da flexibilidade fornecida pelo uso de várias modalidades do sistema de tubulação descrito neste documento. Em algumas aplicações, pode ser desejável ou necessário expandir a funcionalidade do equipamento de produção submarino que foi previamente instalado acima de um reservatório. Por exemplo, nos estágios iniciais do desenvolvimento de um reservatório 10, a produção de fluido contendo hidrocarbonetos sob as forças naturais de produção de um poço pode ser suficiente para tornar tal poço comercialmente viável durante um certo período de tempo. No entanto, ao longo do tempo, os fluidos produzidos a partir de tal poço podem exigir a adição de energia extra para aumentar a vazão de hidrocarbonetos. As correntes de hidrocarbonetos podem ser de fase única ou uma corrente multifásica de fluidos contendo hidrocarbonetos, isto é, uma corrente de produção que inclui quantidades significativas de materiais contendo hidrocarbonetos líquidos e gasosos. Em tal situação, pode ser desejável aumentar a energia dos fluidos através da adição de outros equipamentos de processamento submarino, que podem incluir a adição de um ou uma combinação de: uma bomba monofásica, uma bomba multifásica, um separador, um compressor, etc. Isso é normalmente realizado adicionando o equipamento de processamento submarino adicional por meio de uma “conexão” que fornece comunicação de fluido entre o equipamento recém-adicionado e o equipamento pré-existente, tal como uma válvula submarina. À medida que o desenvolvimento do reservatório 10 continua ao longo do tempo, pode ser necessário adicionar mais equipamento submarino que serve para separar os componentes líquidos e gasosos do fluido geralmente produzido e bombear as partes líquidas do fluido produzido para unidades de processamento adicionais. Tal equipamento submarino adicional pode precisar ser conectado aos itens preexistentes do equipamento posicionado submarino. Em um estágio posterior do desenvolvimento do reservatório 10, o equipamento de produção existente e / ou equipamento de produção recém-adicionado pode ser encarregado de realizar a função adicional de re-injetar algumas das partes de líquido separadas do fluido produzido de volta para um poço perfurado no reservatório. Todos esses processos de produção modificados que ocorrem ao longo da vida útil do reservatório 10 envolvem tipicamente a adição de válvulas, linhas de fluxo e equipamentos adicionais de modo a fornecer a funcionalidade necessária para produzir fluidos contendo hidrocarbonetos a partir do reservatório 10 em quantidades comercialmente viáveis.

[089]A Figura 38 representa uma modalidade de uma tubulação ilustrativa 12 descrita neste documento que compreende nós de acesso previamente não roscados 14 espaçados ao longo da tubulação 12. Conforme indicado, a tubulação original conforme implantada 12 compreende uma válvula originalmente instalada 35. Em algum ponto no tempo após a implantação inicial da tubulação 12 no mar, equipamentos submarinos adicionais devem ser adicionados de modo a fornecer capacidades adicionais de processo submarino.

[090]Com referência à Figura 39, usando o método de derivação ilustrativo descrito neste documento, uma abertura 196 pode ser formada em nós de acesso previamente não roscados 14 em lados opostos da válvula 35. Depois disso, uma linha de fluxo 134 pode ser acoplada a cada uma das válvulas 116 de modo a fornecer a comunicação de fluido desejada entre a tubulação 12 e o equipamento submarino recém-adicionado (não mostrado). As linhas de fluxo 134 fornecem um caminho de circulação de fluido (a partir de e para) entre a tubulação 12 e o novo equipamento submarino recém-adicionado.

[091]Consequentemente, como será apreciado por aqueles versados na técnica após uma leitura completa do presente pedido, o fornecimento dos nós de acesso não roscados 14 na tubulação 12 no momento em que a tubulação 12 é implantada no mar fornece aos engenheiros muito mais flexibilidade no que se refere ao desenvolvimento do reservatório 10 e ao posicionamento do equipamento submarino acima do reservatório 10 ao longo da vida útil do reservatório. Além disso, nas modalidades em que as linhas de utilitários 15 são amarradas ou acopladas à tubulação 12 no momento em que o sistema de tubulação geral 11 é implantado no mar, o uso de alguns ou todos os umbilicais submarinos tradicionais para fornecer vários utilitários, por exemplo, energia, comunicação, produtos químicos, etc., pode ser eliminado.

[092]As modalidades particulares descritas acima são apenas ilustrativas, pois o assunto descrito pode ser modificado e praticado de maneiras diferentes, mas equivalentes aparentes para aqueles versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos deste documento. Por exemplo, as etapas do processo estabelecidas acima podem ser realizadas em uma ordem diferente. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, exceto conforme descrito nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as modalidades particulares descritas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e do espírito do assunto reivindicado. Observa-se que o uso de termos tal como “primeiro”, “segundo”, “terceiro” ou “quarto” para descrever vários processos ou estruturas nesta especificação e nas reivindicações em anexo, é feito apenas como uma referência abreviada para tais etapas / estruturas e não implica necessariamente que tais etapas / estruturas sejam realizadas / formadas nessa sequência ordenada. Certamente, dependendo da linguagem exata da reivindicação, uma sequência ordenada de tais processos pode ou não ser necessária. Consequentemente, a proteção buscada neste documento é conforme estabelecida nas reivindicações abaixo.

Claims

1. Sistema, compreendendo: uma tubulação (12); e uma pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) afixadas à tubulação (12) antes da implantação da tubulação (12) submarina, as ditas futuras estruturas de nós de acesso (14X) espaçadas axialmente umas das outras ao longo da tubulação (12), em que cada uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma superfície superior plana, CARACTERIZADO pelo fato de que as futuras estruturas de nós de acesso (14X) que são formadas integralmente com a tubulação (12), compreendem estruturas posicionadas abaixo da superfície superior plana e são configuradas para inicialmente impedir acesso a um interior da tubulação (12) e em que a pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende pelo menos um dentre uma estrutura de derivação (20), um dispositivo de barreira de pressão (153) e uma estrutura de retenção de barreira de pressão (170) composta de um rebaixo (171) com um fundo de retenção de pressão entalhado (172), de modo que a pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) pode ser aberta posteriormente para fornecer acesso de fluido a um interior da tubulação (12).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma estrutura de derivação (20), a estrutura de derivação (20) compreendendo um rebaixo de alinhamento / acoplamento (24) definido na superfície superior da estrutura de derivação, em que o rebaixo de alinhamento / acoplamento (24) se estende para dentro de um corpo da estrutura de derivação (20).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende pelo menos uma estrutura de retenção de barreira de pressão (150), a pelo menos uma estrutura de retenção de barreira de pressão (150) compreendendo adicionalmente uma abertura (151) que tem pelo menos um dispositivo de barreira de pressão (153) posicionado na mesma que engata de forma vedante em uma superfície interna da abertura (151).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de barreira de pressão (153) é um dispositivo de barreira de pressão removível que compreende pelo menos um de um ou mais tampões mecanicamente ajustados e um ou mais tampões de vidro, ou em que o pelo menos um dispositivo de barreira de pressão (153) é um dispositivo de retenção de pressão de estouro (162) que compreende uma membrana (163) que é adaptada para ser rompida ao ser exposta a uma pressão de ruptura.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma estrutura de retenção de barreira de pressão (170) que compreende um fundo entalhado (172), o fundo entalhado (172) tendo pelo menos uma ranhura (173X, 173Y) formada no mesmo.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma linha de utilitários (15) acoplada à tubulação (12) por uma correia (40), em que a pelo menos uma linha de utilitários (15) compreende uma dentre uma linha de aquecimento elétrico (28), uma linha de energia elétrica (30), uma linha de comunicação elétrica, uma linha de fornecimento de líquido (32), e umas linhas de comunicações de fibra óptica (34).

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma linha de utilitários (15) é posicionada em um bloco de suporte de utilitários (38) e o bloco de suporte de utilitários é acoplado à tubulação (12) por uma correia (40), ou em que a pelo menos uma linha de utilitários (15) é uma linha de utilitários transportando líquido (15) que é posicionada em um bloco de suporte de derivação de fluido (70) e o bloco de suporte de derivação de fluido (70) é acoplado à tubulação (12) por uma correia (40).

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o bloco de suporte de derivação de fluido (70) compreende uma abertura roscada (76) que é posicionada acima de uma parte da linha de utilitários transportando líquido (15) e em que o sistema compreende adicionalmente uma estrutura de derivação (80) posicionada de forma roscada dentro da abertura (76), a estrutura de derivação (80) tendo uma passagem de fluxo de fluido (86) definida na mesma que está em comunicação com uma saída de fluido (88) e uma extremidade pontiaguda (84), a extremidade pontiaguda (84) sendo adaptada para engatar e penetrar na linha de utilitários transportando líquido (15), ou em que o bloco de suporte de derivação de fluido (70) compreende um conector de encaixe hidráulico por pressão que é adaptado para, quando acionado, engatar e penetrar na linha de utilitários transportando líquido (15).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) são espaçadas axialmente umas das outras por uma distância uniforme.

10. Método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: implantar uma tubulação (12) compreendendo uma pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) afixadas à tubulação (12) antes da implantação da tubulação (12) submarina, as ditas futuras estruturas de nós de acesso (14X) sendo formadas integralmente com a tubulação (12) e axialmente espaçadas umas das outras ao longo da tubulação (12), em que cada uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma superfície superior plana e em que as futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreendem estruturas posicionadas abaixo da superfície superior plana que, no momento em que a tubulação (12) é implantada submarina, as futuras estruturas de nós de acesso (14X) impedem acesso a um interior da tubulação (12), e em que a pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende pelo menos uma dentre uma estrutura de derivação (20), uma estrutura de retenção de barreira de pressão (150) que é adaptada para receber um dispositivo de barreira de pressão (153), e uma estrutura de retenção de barreira de pressão (170) composta de um rebaixo (171) com um fundo de retenção de pressão entalhado (172), e após a tubulação (12) ser implantada submarina, realizar pelo menos uma operação de processo em uma das futuras estruturas de nós de acesso (14X) para acessar o interior da tubulação (12).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) é instalada em pelo menos uma seção de tubo em uma instalação em terra.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma da pluralidade de futuras estruturas de nós de acesso (14X) é instalada em uma seção de tubo (12A) que é adicionalmente acoplada a seções adicionais de tubo (12X, 12Y), em que o ato de acoplar a seção de tubo (12A) à seção adicional de tubo (12X, 12Y) ocorre a bordo de uma embarcação de assentamento de tubos.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que realizar a pelo menos uma operação de processo compreende realizar uma operação de derivação para formar uma abertura roscada (128) na tubulação (12) na localização da uma das futuras estruturas de nós de acesso (14X), ou remover um dispositivo de barreira de pressão removível (153) posicionado dentro de uma abertura (151) na estrutura de retenção de barreira de pressão (150) na localização da uma das futuras estruturas de nós de acesso (14X).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a uma das futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende um dispositivo de retenção de pressão de estouro (162) que compreende uma membrana (163) que é capaz de ser rompida, em que realizar a pelo menos uma operação de processo compreende exercer uma pressão sobre a membrana (163) suficiente para romper a membrana (163) de modo a ganhar acesso de fluido ao interior da tubulação (12), ou em que a uma das futuras estruturas de nós de acesso (14X) compreende uma estrutura de retenção de barreira de pressão (170) tendo um fundo entalhado (172), em que o método compreende adicionalmente realizar a pelo menos uma operação de processo para remover mecanicamente pelo menos uma parte do fundo entalhado (172) de modo a obter acesso de fluido ao interior da tubulação (12).