BR122017010763A2

BR122017010763A2 - embarcação de transferência de carga

Info

Publication number: BR122017010763A2
Application number: BR122017010763A
Authority: BR
Inventors: Smedal Arne; Syvertsen Kåre
Original assignee: Cefront Tech As
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2019-09-03
Also published as: CN105324300A; CN105324300B; EP3266697A1; US9764801B2; MX367262B; EA031420B1; BR122017010763B1; AP2016009001A0; AU2014301300B2; MY177733A; EP3013679A1; CN108045495B; EA201690067A1; NZ715324A; CA2915936A1; SG11201510583YA; EP3266697B1; BR112015032579B1; PH12015502772B1; AU2017258931B2

Abstract

embarcação de transferência de carga a invenção se refere a uma embarcação de transferência de carga (3) para transferir fluidos entre uma instalação de produção offshore e um navio petroleiro e um método para transferir o fluido. a embarcação de transferência de carga inclui um casco (20) que possui um primeiro e segundo lado de casco longitudinal externo; um deque (30), meios de propulsão para manter ativamente a embarcação de transferência de carga a uma distância pré-determinada da instalação de produção offshore e do petroleiro durante operações de transferência de fluido e meios de transferência de fluido para transferir fluidos entre a estrutura offshore e o petroleiro. a embarcação é caracterizada, ainda, pelo fato de que o casco inclui um membro de casco principal e ao menos um membro de casco (13) que se projeta para fora e é arranjado abaixo da linha de água da embarcação de transferência de carga em cada um dos lados de casco longitudinais externos para suprimir o jogo da embarcação, em que ao menos um membro de casco que se projeta para fora se estende ao menos parcialmente ao longo do comprimento longitudinal do casco, isto é, do início da proa da embarcação até o final da popa da embarcação.

Description

“EMBARCAÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA”

DIVIDIDO DO PEDIDO BR112015032579-3, DEPOSITADO EM 23 DE JUNHO DE 2014.

CAMPO TÉCNICO [0001] A invenção se refere a um método e um sistema para transferir fluidos com hidrocarbonetos de uma instalação de produção offshore para uma embarcação portadora de fluidos.

FUNDAMENTOS E TÉCNICA ANTERIOR [0002] O carregamento de fluido a navios petroleiros no alto mar pode ser uma operação exigente, em particular em um ambiente severo. A operação exige navios aliviadores dedicados equipados com sistemas de posicionamento dinâmicos, capacidade de propulsão em excesso e sistemas de carregamento especializados. Tais navios aliviadores são equipados com sistemas de carregamento, normalmente instalados na proa do navio, permitindo que o navio petroleiro se conecte com uma instalação de produção flutuante, uma torre de carregamento ou boia de carregamento por meio de uma mangueira de carregamento, e permitindo, assim, a transferência da carga para o navio petroleiro. O navio petroleiro pode ser atracado à produção por uma amarra flexível, assistida pelos próprios propulsores ou hélices da embarcação. O navio petroleiro pode, alternativamente, ser posicionado por seu próprio sistema de propulsão (Sistema de Posicionamento Dinâmico) sem nenhuma amarra de ancoragem.

[0003] O sistema mais avançado para carregar navios petroleiros é o provado Carregamento por Ponto Único Submerso (Submerged Turret Loading, STL), em que os navios petroleiros são conectados à linha de transferência de carga através do fundo da embarcação por uma boia de rotação amarrada no fundo do mar, como, por exemplo, exibido em WO 95/08469. O sistema STL permite operações ao longo de todo ano nos ambientes mais severos e expostos, tais como as regiões do Mar do Norte e do Atlântico Norte. Tipicamente, há navios dedicados para esses sistemas com equipamentos adicionais especialmente designados, resultando em maior investimento em comparação com navios petroleiros convencionais.

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2/19 [0004] Em regiões mais favoráveis, o carregamento offshore com navios petroleiros convencionais pode ser executado com o uso de boias flutuantes amarradas (Amarrações de Perna de Âncora Catenária, Catenary Anchor Leg Moorings, Boias CALM) ancoradas ao fundo do mar. Ver, por exemplo, WO 2012/035354. O carregamento de navios petroleiros com boias CALM é limitado pelo estado do mar, pela corrente e pelo vento.

[0005] O desafio principal no uso de navios petroleiros convencionais são suas capacitações limitadas de manobra e de manutenção de estação. Recentemente, o conceito Hiload foi introduzido ao mercado. Ver, por exemplo, WO 2005/118389 A1. O Hiload é uma construção semissubmersa autocontida com propulsores e hélices. A unidade é capaz de anexar-se ao casco do navio petroleiro, prestando, assim, assistência à habilidade de manobra do navio petroleiro. O Hiload exige uma embarcação de suporte dedicada para dar assistência ao Hiload em períodos de ociosidade e uma equipe especializada durante a operação.

[0006] Um sistema que atende às desvantagens acima é exibido em US 5’803’779. Uma boia de carga na forma de um casco flutuante é provido com linhas de amarra, meios de propulsão e meios de transferência de líquido para garantir operações de transferência de líquido seguras a uma distância pré-determinada da estrutura offshore. No entanto, o sistema exibido é considerado vulnerável a movimentos induzidos pelo ambiente, tais como o jogo, em particular durante a transferência de líquido. Adicionalmente, a adequabilidade para uso como um meio de transporte é questionável.

[0007] Há, portanto, uma necessidade de mitigar as desvantagens com os sistemas existentes e reduzir ainda mais os investimentos em equipamentos adicionais.

[0008] É, portanto, um objeto da presente invenção prover um método e um sistema que melhora ainda mais a eficiência de carregamento de navios petroleiros convencionais, portadores LNG ou outros navios que carregam fluidos em mar aberto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

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3/19 [0009] A presente invenção é descrita e caracterizada nas reivindicações principais, enquanto as reivindicações dependentes descrever outras características da invenção.

[0010] Mais especificamente, a invenção se refere a uma embarcação de transferência de carga para transferir fluidos entre uma instalação de produção offshore e um navio petroleiro. A embarcação de transferência de carga inclui um casco que possui um primeiro e segundo lado de casco longitudinal externo; um deque, meios de propulsão para manter ativamente a embarcação de transferência a uma distância pré-determinada da instalação de produção offshore e do petroleiro durante operações de transferência de fluido e meios para transferir fluidos entre a estrutura offshore e o navio petroleiro. A embarcação é caracterizada, ainda, pelo fato de que o casco inclui um membro de casco principal e ao menos um membro de casco que se projeta para fora e é arranjado abaixo da linha de água da embarcação de transferência em cada um dos lados de casco longitudinais externos para suprimir o jogo da embarcação, em que ao menos um membro de casco que se projeta para fora se estende ao menos parcialmente ao longo do comprimento longitudinal do casco, isto é, do início da proa da embarcação até o final da popa da embarcação. O membro de casco que se projeta para fora preferencialmente se estende entre 10% e 90% do comprimento longitudinal, mais preferencialmente entre 20% e 80% do comprimento longitudinal, ainda mais preferencialmente entre 30% e 70% do comprimento longitudinal, ainda mais preferencialmente entre 40% e 60% do comprimento longitudinal, por exemplo, cerca de 50%.

[0011] Em uma modalidade vantajosa, a extensão do ao menos um membro de casco em protrusão inclui o ponto médio longitudinal do casco.

[0012] Em outra modalidade vantajosa, ao menos uma seção longitudinal do ao menos um membro de casco em protrusão se estende além das fronteiras laterais do deque da embarcação de transferência de carga, isto é, além da extremidade externa do deque situada paralelamente à água após a submersão. Em uma formulação alternativa, ao menos uma seção longitudinal do ao menos um membro de casco em protrusão se estende além de uma projeção vertical da porção da

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4/19 embarcação situada acima da linha de água.

[0013] Em outra modalidade vantajosa, a projeção horizontal mais externa de uma ou mais seções de extremidade de ao menos um do ao menos um membro de casco que se projeta para fora define um arco de redução de resistência que se curva na direção do plano central vertical do casco, reduzindo, assim, a resistência de propulsão da embarcação. As extremidades da protrusão são definidas como as extremidades situadas nas partes da protrusão mais à frente e mais atrás. No entanto, em uma definição mais preferida, a seção de extremidade é definida como cobrindo apenas uma parte de cada metade longitudinal, tais como os 40% da metade longitudinal medidos a partir da extremidade longitudinal externa. Outros exemplos de comprimentos de seção de extremidade pode ser 30%, 20%, 10% ou 5%.

[0014] Em outra modalidade vantajosa, a projeção horizontal mais externa de ambas as seções de extremidade de ao menos um do ao menos um membro de casco que se projeta para fora define um arco de redução de resistência que se curva na direção do plano central vertical do casco, em que o comprimento do arco de redução de resistência em uma seção de extremidade é mais curto do que o comprimento do arco de redução de resistência na outra seção de extremidade oposta. O arco de redução de resistência com o comprimento mais curto pode estar situado mais próximo à proa da embarcação de transferência de carga.

[0015] Em outra modalidade vantajosa, ao menos um dos arcos de redução de resistência termina em um ponto de término situado na superfície do membro de casco principal.

[0016] Em outra modalidade vantajosa, o ângulo de inclinação de ao menos parte do ao menos um membro de casco que se projeta para fora, em relação ao plano horizontal, é de entre 0° e 10°. A ao menos parte do ao menos um membro de casco que se projeta para fora pode, por exemplo, ser a parte situada entre as extremidades que se projetam para fora. Ainda, uma ou ambas as extremidades de protrusão podem ter um ângulo de inclinação que excede 10° em relação ao plano horizontal. O plano horizontal é definido como o plano orientado paralelo à superfície

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5/19 de água após a submersão da embarcação.

[0017] Em outra modalidade vantajosa, a parte principal do fundo da embarcação de transferência é plano.

[0018] Em outra modalidade vantajosa, os meios de transferência de fluidos, incluem um arranjo de carregamento, preferencialmente situado na parte da proa da embarcação, para receber fluidos da estrutura offshore que inclui um coletor de carregamento configurado para ser conectado a uma extremidade de ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção, um arranjo de descarga para descarga de fluidos para o navio petroleiro, incluindo ao menos uma mangueira de descarga de embarcação e um sistema de acoplamento de fluido situado na embarcação de transferência que forma um acoplamento de comunicação de fluido entre o arranjo de carregamento e o arranjo de descarga.

[0019] A invenção também se refere a um método para transferir fluidos que contêm hidrocarbonetos de uma instalação de produção offshore para um navio petroleiro por meio de uma embarcação de transferência. A embarcação inclui um casco flutuante que possui um primeiro e um segundo lado de casco longitudinal externo, um deque, um arranjo de carregamento para receber fluidos da estrutura offshore que inclui um coletor de carregamento, um arranjo de descarga para transferir fluidos para o navio petroleiro que inclui ao menos uma mangueira de descarga de embarcação, e um sistema de acoplamento de fluido situado na embarcação de transferência de carga que forma um acoplamento de comunicação de fluido entre o arranjo de carregamento e o arranjo de descarga.

[0020] O método inclui as seguintes etapas:

a. transferir uma extremidade da mangueira de descarga de embarcação da embarcação de transferência para o coletor do navio petroleiro,

b. conectar a extremidade da mangueira de descarga de embarcação ao coletor do navio petroleiro,

c. mover a embarcação de transferência para uma posição em que ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção possa ser transferida entre a instalação de produção offshore e a

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6/19 embarcação de transferência,

d. conectar a ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção ao arranjo de carregamento e

e. transferir a quantidade desejada de fluido entre a instalação de produção offshore e o navio petroleiro por meio da ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção, do arranjo de carregamento, do sistema de acoplamento de fluido e do arranjo de descarga.

[0021] O casco flutuante pode exibir vantajosamente ao menos uma protrusão supressora de jogo arranjada abaixo da linha de água da embarcação de transferência de carga. Ainda, a mangueira de carregamento de instalação de produção pode estar situada na instalação de produção offshore, na embarcação de transferência de carga ou em uma combinação de ambas.

[0022] Em uma modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- conectar ao menos uma amarra do navio petroleiro entre a embarcação de transferência e uma primeira extremidade do navio petroleiro antes da etapa a. [0023] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui as etapas adicionais de

- transferir a extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação para um reboque assistente e

- mover o reboque assistente com a extremidade da mangueira de descarga de embarcação para uma posição em que a extremidade da mangueira de descarga de embarcação possa ser conectada ao coletor do navio petroleiro. [0024] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- pegar e puxar ao menos uma linha mensageira conectada à extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação para facilitar a transferência da mangueira.

[0025] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- mover um reboque assistente para uma segunda extremidade do navio petroleiro,

- conectar uma segunda extremidade do navio petroleiro e

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- adicionar uma força de puxar na segunda extremidade do navio petroleiro por meio do reboque assistente, a força de puxar sendo direcionada para fora da instalação de produção offshore.

[0026] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- conectar ao menos uma linha mensageira de instalação de produção offshore entre a instalação de produção offshore e a embarcação de transferência após a etapa c.

[0027] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- controlar a posição da embarcação de transferência por meio de meios de posicionamento dinâmico.

[0028] Em outra modalidade vantajosa, o método inclui a etapa adicional de

- controlar a taxa de fluxo entre a instalação de produção offshore e o navio petroleiro por meio de ao menos uma bomba de reforço durante a etapa e. [0029] Em outra modalidade vantajosa, o método a embarcação de transferência é de acordo com qualquer uma das características mencionadas anteriormente. [0030] A invenção também se refere a um arranjo de transferência para transferir fluidos que contêm hidrocarbonetos de uma instalação de produção offshore para um navio petroleiro. O arranjo de transferência inclui uma instalação de produção offshore para produzir hidrocarbonetos, um navio petroleiro para receber e armazenar hidrocarbonetos e uma embarcação de transferência de acordo com qualquer uma das características mencionadas anteriormente. O arranjo de transferência também pode, vantajosamente, incluir um reboque de assistência adequado para transferir uma extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação da embarcação de transferência para o coletor do navio petroleiro e/ou adequado para adicionar uma força de puxar na segunda extremidade do navio petroleiro, a força de puxar sendo direcionada para longe da instalação de produção offshore, e a ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção adequada para a conexão entre a instalação de produção offshore e a embarcação de transferência de carga.

[0031] Normalmente, um navio petroleiro convencional necessita da assistência

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8/19 de reboques e embarcações de transferência. Como fica aparente a partir da descrição e das reivindicações acima, a invenção oferece uma solução em que as embarcações de transferência incluem equipamentos que permitem a um navio petroleiro aproximar-se e descarregar uma unidade ou terminal de produção flutuante. Preferencialmente, a embarcação de transferência deveria estar equipada com um sistema de posicionamento dinâmico (DP) que permite à embarcação de transferência manter sua posição relativa ao terminal de produção flutuante enquanto o navio petroleiro se alinha à popa da embarcação de transferência.

[0032] Na descrição a seguir, diversos detalhes específicos são introduzidos para prover um entendimento minucioso de modalidades da embarcação e método reivindicados. Uma profissional do campo, no entanto, irá reconhecer que essas modalidades podem ser praticadas sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros componentes, sistemas, etc. Em outras instâncias, estruturas e operações conhecidas não são exibidas, ou não são descritas em detalhe, para evitar o obscurecimento de aspectos das modalidades exibidas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0033] Modalidades preferidas da presente invenção serão descritas agora em referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[0034] A Figura 1 exibe uma vista em perspectiva de uma embarcação de transferência de carga com uma parte de proa de acordo com uma primeira modalidade da invenção, [0035] a Figura 2 exibe uma vista em perspectiva da parte de proa da embarcação de transferência de carga da Figura 1, [0036] a Figura 3 exibe uma vista em perspectiva de uma embarcação de transferência de carga com uma parte de proa de acordo com outra modalidade da invenção, [0037] as Figuras 4 e 5 exibem vistas em perspectiva de dois ângulos diferentes da parte de proa da embarcação de transferência de carga da Figura 3, [0038] as Figuras 6A e 6B exibem vistas laterais de uma embarcação de transferência de carga de acordo com a invenção, vista perpendicular e paralela ao

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9/19 eixo longitudinal da embarcação, respectivamente, [0039] a Figura 7 exibe uma vista superior de uma embarcação de transferência de carga com um sistema de descarregamento baseado em bobina de acordo com uma primeira modalidade da invenção, [0040] a Figura 8 exibe vistas superiores da parte de popa de um sistema de descarregamento baseado em bobina de acordo com uma primeira modalidade da invenção, em que a Figura 8A e a Figura 8B exibem o dispositivo de bobinamento do sistema de descarregamento em duas posições de bobinamento diferentes em relação a um enrolador de mangueira de descarregamento, [0041] a Figura 9 exibe vistas em perspectiva da parte de popa de uma embarcação de transferência de carga com um sistema de descarregamento baseado em bobina de acordo com a primeira modalidade da invenção, em que a Figura 9A e a Figura 9B exibem arranjos com uma mangueira de descarga de embarcação enrolada em, e desenrolada de, o enrolador de mangueira de descarga, respectivamente, [0042] a Figura 10 exibe uma vista lateral da parte de popa de uma embarcação de transferência de carga com um sistema de descarregamento baseado em bobina de acordo com a primeira modalidade da invenção, [0043] a Figura 11 exibe uma vista superior da parte de popa de uma embarcação de transferência de carga com um sistema de descarregamento baseado em bobina de acordo com a primeira modalidade da invenção, [0044] as Figuras 12 a 16 exibem esboços iniciais em vista superior das etapas intermediários em um método para a transferência de fluido com hidrocarbonetos de uma instalação de produção offshore e da embarcação portadora de fluidos por meio de uma embarcação de transferência de carga dedicada de acordo com a invenção e [0045] as Figuras 17 e 18 exibem esboços iniciais em vista superior e lateral, respectivamente, ilustrando o sistema de transferência inovador em um modo de transferência completamente montado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

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10/19 [0046] As Figuras 1 e 2 exibe uma embarcação de transferência de carga 8 de acordo com a invenção, referida daqui em diante como CTV (cargo transfer vessel, embarcação de transferência de carga), para auxiliar o descarregamento e transferência de fluidos de uma instalação de produção offshore 1 para uma embarcação portadora de fluidos 2 (exibida nas figuras 12 a 18). Exemplos de instalações de produção offshore 1 podem ser uma unidade de descarregamento, armazenamento e produção flutuante (floating production storage and offloading, FPSO), uma unidade de descarregamento e armazenamento flutuante (floating storage and offloading, FSO) ou uma unidade de gás natural liquefeito flutuante (floating liquefied natural gas unit, FLNG). Exemplos de embarcações portadores de fluidos 2 podem ser um navio petroleiro convencional ou um portador LNG. Como melhor ilustrado na Figura 2, a parte de proa 9a da CTV 8 é equipada com um arranjo de carregamento 7 que possui um coletor de carregamento 7a configurado para conectar uma extremidade de uma mangueira de carregamento de instalação de produção 10 (tal como uma peça de extremidade de mangueira de carregamento sem derramamento (dry break) padrão) em comunicação fluida com um sistema de acoplamento de fluido 16 a bordo. O arranjo de carregamento 7 também inclui um guindaste de carregamento (não exibido) para, entre outros, facilitar essa conexão. O coletor de carregamento 7a pode ter uma função de desconexão rápida. Outros equipamentos de arranjo de carregamento 7 podem ser um guincho de manipulação de linha combinado 7c adequado para puxar e conectar mangueiras de carregamento 10, uma conexão reserva para conexão direta de uma mangueira de carregamento reserva (isto é, uma flange fixa com uma válvula dupla integrada para desconexão segura sem vazamento de óleo), roldanas e afins para puxar a mangueira de carregamento reserva, válvulas e tubos de carga 109 para operação e transferência seguras de óleo, guindastes de serviço localizados adjacentes à parte de proa 8a para manipulação de equipamentos e serviço, e guinchos de âncora com travamentos de cadeia.

[0047] Um ou mais segundos arranjos de carregamento 107 opcionais podem ser posicionados nas laterais da CTV 8, preferencialmente na popa do alojamento

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108 da CTV, como ilustrado nas Figuras 1 e 2. Se o movimento de jogo da CTV 8 for suficientemente pequeno (ver abaixo), o carregamento de fluidos na lateral da CTV 8 representa um método de carregamento robusto e seguro para uma mangueira de carregamento flutuante 10. Também pode ser usada uma mangueira de carregamento do tipo catenária 10 como alternativa ou adição ao arranjo de carregamento 7 da proa.

[0048] As Figuras 3 a 5 exibem uma CTV 8 que é similar em projeto e função à CTV 8 exibida em referência às Figuras 1 e 2. No entanto, em contraste com a CTV 8 previamente divulgada, o(s) coletor(es) de carregamento 107a do arranjo de carregamento lateral 107 é/são localizado(s) apenas na(s) laterai(s) da CTV 8, isto é, não na parte de proa 8a, provendo, assim, uma solução menos complexa e menos cara. Como para a primeira modalidade, o arranjo de carregamento lateral 107 pode incluir também um guindaste de serviço dedicado 107b.

[0049] Nas figuras acima, uma protrusão 13 é vista se estendendo ao longo de parte do comprimento longitudinal da CTV 8 em cada lado 20a, 20b do casco 20. O propósito principal dessas protrusões 13 é suprimir o jogo da CTV 8 por conta das forças ambientais (ondas, vento, corrente, etc.). Testes extensivos demonstraram que essas protrusões 13 suprimem efetivamente movimentos de jogo a níveis considerados aceitáveis para executar transferência de fluido a exposição de vento marinho de altura de onda significante de ao menos 5 metros, mesmo durante o carregamento lateral na CTV 8.

[0050] Essas protrusões são melhor ilustradas na Figura 6, que apresenta duas vistas laterais da CTV 8;

- perpendicular ao eixo longitudinal da CTV (Figura 6A) e

- ao longo do eixo longitudinal, como visto do lado da proa (Figura 6B).

[0051] O(s) arranjo(s) de carregamento 107 é/são idêntico(s) aos arranjos de carregamento laterais 107 exibidos nas Figuras 3 a 5. A Figura 6A exibe um exemplo em que todo o comprimento da protrusão 13 está situada abaixo da linha de água 14, e se estende de ao menos perto da parte da proa 8a da CTV (aproximadamente na extremidade lateral da proa do alojamento 108) até a parte de

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12/19 popa da CTV 8b. Ainda, a protrusão 13 se curva na direção da linha de água 14 em ambas a seção de extremidade de proa 13a e a seção de extremidade de popa 13b para minimizar a resistência de propulsão durante a propulsão para frente. Em particular, a Figura 6a exibe um exemplo em que a parte média da protrusão 13 segue próximo a, ou na base do casco de fundo plano ilustrado (Figura 6B). Ainda, a seção de extremidade de popa 13b se curva completamente até a linha de água 14, acima dos propulsores principais 12 das embarcações, e a seção de extremidade de proa 13a se curva parcialmente até a linha de água 14, à popa do propulsor DP 12a situado na parte de proa. Os raios de curvatura particulares em relação à parte média não curvada da protrusão 13 e em relação à linha de água 14, pode ser configurada com base em simulações de computador e/ou experimentos com modelos. A protrusão 13 exibida nas Figuras 6A e 6B é espelhada em ambos os lados dos lados de casco longitudinais externos 20a, 20b da embarcação 8. O espelhamento das protrusões 13 em ambos os lados do casco 20a, 20b é mais aparente na Figura 7, em que toda a CTV 8 é exibida na vista superior. A Figura 7 também exibe claramente o arranjo de carregamento lateral 107 situado em ambos os lados da CTV 8 e o sistema de descarregamento baseado em bobina 6 situado na parte de popa 8b.

[0052] O arranjo de descarga 5 exibido nas Figuras 8A e 8B para a descarga de fluido da CTV 8 para o navio petroleiro 2 é preferencialmente similar ao arranjo padrão usado para carregamento das unidades de produção e armazenamento flutuantes 1 para navios aliviadores ou navios petroleiros convencionais. O equipamento a bordo da CTV 8 é exibido na Figura 8 como um Sistema de Descarga de Popa (Stern Discharge System, SDS) 5 padrão, que inclui um sistema de descarregamento baseado em bobina 6 que possui, entre outros, um dispositivo de bobinamento 6a, um enrolador de mangueira de descarga 6b e um arranjo de amarra de ancoragem 6c. O enrolador de mangueira 6b pode ser baixado até um recesso 20c do casco 20 para garantir operação e manutenção eficientes. A drenagem do recesso 20c pode ser feita diretamente para um tanque de resíduos (não exibido). O acesso à seção inferior do enrolador 6b é preferencialmente

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13/19 alcançada a partir de uma posição dentro do recesso 20c. Ainda, o arranjo de amarra de ancoragem 6c pode ser situado à popa do deque principal 30 e pode incluir uma série de amarras 4 de navio petroleiro. O dispositivo de bobinamento 6a é ilustrado na Figura 8 como uma estrutura de suporte de mangueira de carregamento (calha) inclinada (ver Figura 10), cuja extremidade longitudinal situada o mais próximo do enrolador 6b pode ser deslocada ao longo da extensão axial do enrolador, garantindo, assim, um bobinamento balanceado. O dispositivo de bobinamento 6a apresentado na Figura 6 obtém um deslocamento axial de sua extremidade pelo giro controlado em torno da extremidade oposta.

[0053] As Figuras 9A e 9B exibem a mangueira de descarga da embarcação 5a em um estado ao menos parcialmente enrolada e totalmente desenrolada, respectivamente. No estado enrolado, o dispositivo de bobinamento giratório 6a, que é configurado para cobrir a distância axial completa do enrolador 6b, é visto na Figura 9A arranjado com sua extremidade em uma posição axial média em relação ao enrolador 6b. No estado desenrolado, o dispositivo de bobinamento 6a é arranjado com sua extremidade na posição axial mais à esquerda em relação ao enrolador 6b. A mangueira de descarregamento 5a pode incluir uma seção principal e uma ou mais segundas seções, em que a seção principal é um cabo de mangueira de diâmetro grande feito de segmentos de mangueira de diâmetro menores que são adequados para a conexão a um coletor 3 de meio de navio do navio petroleiro 2. A ou as segundas seções e a seção principal seriam conectadas nessa modalidade por peça(s) de transição.

[0054] Adicionalmente às amarras 4 de navio petroleiro, o arranjo de amarra de ancoragem 6c pode incluir uma corrente de atrito, um terminal de cabo e uma linha mensageira. A amarra 4 de navio petroleiro pode ser uma superlinha ou uma amarra de nylon de trança dupla com terminais de cabo flexíveis em ambas as extremidades.

[0055] A Figura 10 exibe uma vista lateral de seção transversal ao longo da parte de popa 8a da CTV 8, ilustrando o sistema de descarregamento 6 e o propulsor principal 12. O recesso 20c que cerca o enrolador de mangueira 6b rebaixado é

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14/19 claramente visto.

[0056]

O arranjo com o enrolador de mangueira 6b rebaixado e o dispositivo de

bobinamento 6a para a mangueira de descarga 5a também permite uma desconexão e uma substituição eficientes da seção de mangueira danificada, preferencialmente com o uso de um guindaste de mangueira de descarga 110 dedicado (ver, por exemplo, a Figura 9).

[0057]

Um sistema de descarregamento baseado em bobina 6 que possui um

dispositivo de bobinamento 6a alternativo é ilustrado na Figura 11. Nessa modalidade, o dispositivo de bobinamento 6a é fixo em relação ao deque 30 subjacente e a mangueira de descarga 5a da embarcação desliza para a superfície de apoio durante enrolamento ou desenrolamento, cobrindo uma distância axial correspondente ao comprimento axial do enrolador 6b.

[0058]

A operação do arranjo de transferência da invenção pode ser descrita nas

etapas a seguir (não necessariamente em sequência), com referência às Figuras 12

a 18:

1. (Figura 12) A CTV 8 está transferindo uma ou mais amarras 4 de navio petroleiro para uma conexão de ancoragem (por exemplo, suporte(s) Smith) na parte de proa 17 do navio petroleiro 2. 2. (Figura 13) Após a conexão da(s) amarra(s) 4 de navio petroleiro, a CTV 8 se move para uma posição “de reboque”. Ao mesmo tempo, ou depois disso, uma ou mais linhas mensageiras e coletoras conectadas à(s) mangueira(s) de descarga 5a da embarcação é/são transferidas para um reboque assistente 15. Durante a transferência, a(s) mangueira(s) de descarga é/estão ao menos parcialmente enrolada(s) em um enrolador de mangueira de descarga 6b na CTV 8. 3. (Figura 14) O reboque 15 puxa a extremidade da mangueira de descarga 5a para uma posição próxima ao coletor 3 do

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15/19 navio petroleiro, e transfere a(s) linha(s) mensageira e coletora para o navio petroleiro 2. O coletor 3 do navio petroleiro é normalmente situado no meio do navio petroleiro 2.

4. (Figura 15) Após a transferência da(s) linha(s) mensageira e de coleta para o navio petroleiro 2, o reboque 15 se move para a popa 18 do navio petroleiro 2 e conecta uma amarra de reboque 19 ao navio petroleiro 2. O reboque 15, então, se move para uma posição em que pode adicionar uma força constante ao navio petroleiro 2. O reboque 15 irá operar de acordo com as instruções dadas pelo operador encarregado localizado na CTV 8 e/ou no navio petroleiro 2.

5. (Figura 15) Após a conexão do reboque 15 à popa 18 do navio petroleiro 2, o navio petroleiro 2 pode desligar o motor principal e a CTV 8 começa a mover-se na direção da instalação de produção offshore 1. A conexão da mangueira de descarga 5a da embarcação ao coletor 3 de navio petroleiro no navio petroleiro 2 pode continuar durante o movimento na direção da instalação 1. Ainda, a conexão da mangueira de descarga 5a pode ser feita com uso de um guindaste padrão no navio petroleiro 2. O navio petroleiro 2 levanta a(s) extremidade(s) da(s) mangueira(s) de descarga 5a e conecta a(s) mangueira(s) de descarga ao coletor 3 de navio petroleiro.

6. (Figuras 16 e 17) A CTV 8 e, então, o tanque 2, se movem para uma posição em que a CTV 8 pode receber uma linha mensageira 9 de instalação de produção de uma estação de descarregamento na instalação de produção offshore 1.

7. (Figuras 17 e 18) Mantendo a CTV 8 posicionada por um sistema DP 12, 12a, a mangueira de carregamento 10 da instalação de produção é puxada da estação de descarregamento 11 e conectada ao arranjo de carregamento

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7, 107 na CTV 8.

8. (Figuras 17 e 18) Com todas as conexões feitas, a operação de descarregamento e transferência pode iniciar.

9. Quando um fluxo constante ou quase constante for alcançado, uma ou mais bombas de reforço podem ser iniciadas para aumentar a taxa de transferência. A(s) bomba(s) de reforço é/são preferencialmente equipada(s) com um motor de velocidade variável para permitir um bom controle da taxa de fluxo.

10. Após completar a operação de transferência, as bombas de carga são interrompidas. A(s) mangueira(s) de carregamento 10 de instalação de produção é/são varridas por líquido (por exemplo, água) e/ou purgadas com nitrogênio e/ou gás inerte pelo lado da instalação de produção 1.

11. Quando o varrimento e/ou o expurgo é completado, a(s) mangueira(s) de carregamento 10 da instalação de produção 1 é/são desconectada(s) e a CTV 8 e o navio petroleiro 2 se movem para longe da instalação de produção 1.

12. Ao ler uma distância “segura” da instalação de produção 1, a desconexão da(s) mangueira(s) de descarga 5a da embarcação no navio petroleiro 2 pode ser feita.

13. A(s) mangueira(s) de descarga 5 é/são, então, enrolada(s) de volta para o enrolador de mangueira de descarga 6b na CTV

8.

14. O motor principal do navio petroleiro 2 é iniciado e a(s) amarra(s) 4 de navio petroleiro entre o navio petroleiro 2 e a CTV 8 é/são desconectadas do navio petroleiro 2.

15. O navio petroleiro 2 começa a mover-se e o reboque 15 é desconectado da popa 18 do navio petroleiro.

[0059] A função do reboque 15 pode ser parcialmente ou completamente

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17/19 substituída por meios de posição dinâmicos 12, 12a na CTV 8 e/ou no navio petroleiro 2.

[0060] A operação de carregamento e transferência executada pelo uso da CTV 8 possui características de segurança adicionais, ambas relacionadas ao uso de arranjos de carregamento bem provados e à introdução de distâncias de segurança adicionais entre a instalação de produção offshore 1 e o navio petroleiro 2 receptor.

[0061] O arranjo de descarregamento para transferência de fluidos entre a instalação de produção offshore 1 e a CTV 8 pode ser um sistema de descarregamento offshore convencional que tem estado em operação tanto no Mar do Norte quanto no Brasil há várias décadas.

[0062] O arranjo de descarga para descarregar o fluido entre a CTV 8 e o navio petroleiro 2 pode, preferencialmente, ser similar ao arranjo padrão utilizado para carregar navios petroleiros comerciais a partir de “boias CALM”. Esse sistema tem estado em operação por um longo período, por exemplo, em unidades de produção offshore na África Ocidental.

[0063] Ao combinar o arranjo de descarregamento e o arranjo de descarga, a distância entre a instalação de produção offshore 1 e o navio petroleiro 2 é significativamente aumentada em comparação a uma conexão de navio petroleiro padrão. A distância aumentada entre as duas unidades 1, 2 é uma característica de segurança importante.

[0064] Os meios de supressão de jogo da invenção na forma de protrusões 13 a partir do casco 20 da embarcação aumenta adicionalmente a segurança e a simplicidade da transferência de fluidos e contribui, ainda, para configurar uma direção e posicionamento ótimos da CTV 8 para reduzir as tensões e movimentos na amarra 4 do navio petroleiro. O sistema de transferência pode ser usado para descarregar a partir de unidades flutuantes offshore ancoradas “distribuídas” e a partir de unidades offshore ancoradas “em ponto único”. O sistema também pode ser considerado para descarregamento a partir de unidades “fixas” (unidade fixa ao fundo do mar) que possuam uma instalação de armazenamento offshore, por exemplo, um tanque de armazenamento de óleo submerso.

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18/19 [0065] Na descrição precedente, vários aspectos da embarcação, do método e do arranjo de transferência de acordo com a invenção foram descritos em referência à modalidade ilustrada. Para propósitos de explicação, números, sistemas e configurações específicos foram estabelecidos para prover um entendimento minucioso da invenção e de seu modo de operação. No entanto, essa descrição não se destina a ser construída em um sentido limitante. Várias modificações e variações da modalidade ilustrativa, bem como outas modalidades da embarcação, método ou arranjo, que são aparentes para profissionais do campo às quais o tema exibido se refere, são entendidas como dentro do escopo da presente invenção.

LISTA DE REFERÊNCIA

Instalação de produção offshore

Navio petroleiro / embarcação portadora de fluido

Coletor de navio petroleiro

Amarra de navio petroleiro

Arranjo de descarga / Stern Discharge System (SDS)

5a Mangueira de descarga da embarcação

Sistema de descarregamento baseado em bobina

6a Disposititvo de bobinamento / estrutura de suporte da mangueira de carregamento

6b Enrolador de mangueira de descarga

6c Arranjo de amarra de ancoragem

Arranjo de carregamento

7a Coletor de carregamento

7c Guincho de manipulação de linha

Embarcação de transferência de carga / CTV

8a Parte de proa da embarcação de transferência

8b Parte de popa da embarcação de transferência

Linha mensageira da instalação de produção

Mangueira de carregamento da instalação de produção offshore

Estação de descarregamento da instalação de produção offshore

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19/19

Meios de propulsão / propulsor principal / sistema DP de popa

12a Meios de posicionamento dinâmico da popa / propulsor DP da popa / sistema DP da popa

Membro de casco em protrusão / Protrusão supressora de jogo

13a Primeira seção de extremidade do membro de casco em protrusão / seção de extremidade da popa

13b Segunda seção de extremidade do membro de casco em protrusão / seção de extremidade de popa

Linha de água

Reboque assistente

Sistema de acoplamento fluido

Primeira extremidade do navio petroleiro / proa do navio petroleiro

Segunda extremidade do navio petroleiro / popa do navio petroleiro

Amarra do reboque / amarra de rebocar do reboque

Casco da embarcação de transferência de carga

20a Primeira lateral longitudinal externa do casco

20b Segunda lateral longitudinal externa do casco

20c Recesso no casco

Linha mensageira da embarcação de transferência de carga

Deque da embarcação de transferência de carga

107 Segundo arranjo de carregamento / arranjo de carregamento lateral

107a Coletor de carregamento

107b Guindaste de serviço

108 Alojamento

109 Tubo de carga

110 Guindaste de mangueira de descarga

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Embarcação de transferência (8) para transferir fluidos entre uma instalação de produção offshore (1) e um petroleiro (2), incluindo

- um casco de embarcação de transferência (20, 13) que possui um primeiro (20a) e segundo (20b) lado de casco longitudinal externo;

- um deque de embarcação de transferência (30);

- meios de propulsão (12, 12a) para manter ativamente a embarcação de transferência (8) a uma distância pré-determinada da instalação de produção offshore (1) e do petroleiro (2) durante operações de transferência de fluido; e

- meios de transferência de fluido (5, 7) para transferir fluidos entre a estrutura offshore (1) e o petroleiro (2), caracterizada pelo fato de que o casco (20) inclui, ainda:

- um membro de casco principal (20) e

- ao menos um membro de casco (13) que se projeta para fora e é arranjado abaixo da linha de água (14) da embarcação de transferência (8) em cada um dos lados de casco longitudinais externos (20a, 20b) para suprimir o jogo da embarcação (8), em que ao menos um membro de casco (13) que se projeta para fora se estende ao menos parcialmente ao longo do comprimento longitudinal do casco (20).
2. Embarcação de transferência (8) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a extensão do ao menos um membro de casco (13) em protrusão inclui o ponto médio do casco (20).
3. Embarcação de transferência (8) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ao menos uma seção longitudinal do ao menos um membro de casco (13) em protrusão se estende além das fronteiras laterais do deque (30) da embarcação de transferência (8).
4. Embarcação de transferência (8) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a projeção horizontal mais externa de uma ou mais seções de extremidade (13a, 13b) de ao menos um do ao menos um membro de casco (13) que se projeta para fora define um arco de

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2/5 redução de resistência que se curva na direção do plano central vertical do casco (20).
5. Embarcação de transferência (8) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a projeção horizontal mais externa de ambas as seções de extremidade (13a, 13b) de ao menos um do ao menos um membro de casco (13) que se projeta para fora define um arco de redução de resistência que se curva na direção do plano central vertical do casco (20), em que o comprimento do arco de redução de resistência em uma seção de transferência (13a) é mais curto do que o comprimento do arco de redução de resistência na seção de extremidade oposta (13b).
6. Embarcação de transferência (8) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o arco de redução de resistência com o comprimento menor é situado mais próximo à proa (8a) da embarcação de transferência (8).
7. Embarcação de transferência (8) de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que ao menos um dos arcos de redução de resistência termina em um ponto de término situado na superfície do membro de casco (20) principal.
8. Embarcação de transferência (8) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a parte principal do fundo da embarcação de transferência (8) é plano.
9. Embarcação de transferência (8) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que tais meios de transferência de fluidos (5, 7), incluem um arranjo de carregamento (7) para receber fluidos da instalação de produção offshore (1) incluindo um coletor de carregamento (7a) configurado para ser conectado a uma extremidade de ao menos uma mangueira de carregamento (10) de instalação de produção.

um arranjo de descarga (5, 6) para descarregar fluidos para o navio petroleiro (2) que inclui ao menos uma mangueira de descarga de embarcação (5a)

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3/5 e

um sistema de acoplamento de fluido (16) situado na embarcação de transferência (8) que forma um acoplamento de comunicação de fluido entre o arranjo de carregamento (7) e o arranjo de descarga (5, 6).
10. Método para transferir fluidos que contêm hidrocarbonetos de uma instalação de produção offshore (1) para um navio petroleiro (2) por meio de uma embarcação de transferência (8) incluindo um casco flutuante (20) que possui um primeiro (20a) e um segundo (20b) lado de casco longitudinal externo, em que o casco flutuante (20) exibe ao menos uma protrusão de supressão de jogo (13) arranjada abaixo da linha de água (14) das embarcações de transferência (8), um deque (30);

um arranjo de carregamento (7) para receber fluidos da instalação de produção offshore (1), um arranjo de descarga (5, 6) para transferir fluidos para o navio petroleiro (2) que inclui ao menos uma mangueira de descarga de embarcação (5a), e um sistema de acoplamento de fluido (16) situado na embarcação de transferência (8) que forma um acoplamento de comunicação de fluido entre o arranjo de carregamento (7) e o arranjo de descarga (5), caracterizado pelo fato de que o método inclui as seguintes etapas:

a. transferir uma extremidade da mangueira de descarga de embarcação (5a) da embarcação de transferência (8) para o coletor (3) do navio petroleiro,

b. conectar a extremidade da mangueira de descarga de embarcação (5a) ao coletor (3) do navio petroleiro,

c. mover a embarcação de transferência (8) para uma posição em que ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção (10) possa ser transferida entre a instalação de produção offshore (1) e a embarcação de transferência (8),

d. conectar a ao menos uma mangueira de carregamento de instalação

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4/5 de produção (10) ao arranjo de carregamento (7) e

e. transferir a quantidade desejada de fluido entre a instalação de produção offshore (1) e o navio petroleiro (2) por meio da ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção (10), do arranjo de carregamento (7), do sistema de acoplamento de fluido (16) e do arranjo de descarga (5, 5a, 6).
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o método inclui a etapa adicional de conectar ao menos uma amarra (4) do navio petroleiro entre a embarcação de transferência (8) e uma primeira extremidade (17) do navio petroleiro (2) antes da etapa a.
12. Método de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas adicionais de transferir a extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação (5a) para um reboque assistente (15) e mover o reboque assistente (15) com a extremidade da mangueira de descarga de embarcação (5a) para uma posição em que a extremidade da mangueira de descarga de embarcação (5a) possa ser conectada ao coletor (3) do navio petroleiro.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa adicional de pegar e puxar ao menos uma linha mensageira conectada à extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação (5).
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa adicional de mover um reboque assistente (15) para uma segunda extremidade (18) do navio petroleiro (2), conectar uma segunda extremidade (18) do navio petroleiro (2) e adicionar uma força de puxar na segunda extremidade (18) do navio petroleiro (2) por meio do reboque assistente (15), a força de puxar sendo direcionada para fora da instalação de produção offshore (1).

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15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa adicional de conectar ao menos uma linha mensageira (9) de instalação de produção offshore entre a instalação de produção offshore (1) e a embarcação de transferência (8) após a etapa c.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa adicional de controlar a posição da embarcação de transferência (8) por meio de meios de posicionamento dinâmico (12, 12a).
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa adicional de controlar a taxa de fluxo entre a instalação de produção offshore (1) e o navio petroleiro (2) por meio de ao menos uma bomba de reforço durante a etapa e.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de que a embarcação de transferência (8) é como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
19. Arranjo de transferência caracterizado pelo fato de que inclui uma instalação de produção offshore (1) para produzir hidrocarbonetos, ao menos uma mangueira de carregamento de instalação de produção (10) situada na instalação de produção offshore (1), um navio petroleiro (2) para receber e armazenar hidrocarbonetos e uma embarcação de transferência (8) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
20. Arranjo de transferência de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o arranjo de transferência inclui, ainda, um reboque assistente (15) para transferir uma extremidade da ao menos uma mangueira de descarga de embarcação (5a) da embarcação de transferência (8) para o coletor (3) do navio petroleiro em um navio petroleiro (2).