BRPI0608577A2

BRPI0608577A2 - control line, collapse-resistant for shellless submarine use and method of use

Info

Publication number: BRPI0608577A2
Application number: BRPI0608577-6A
Authority: BR
Inventors: Michael Cunningham
Original assignee: Oceaneering Int Inc
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2010-01-12
Also published as: US20060207766A1; GB2438990A; GB0716713D0; NO20075035L; WO2006099048A2; WO2006099048A3

Abstract

LINHA DE CONTROLE, RESISTENTE A COLAPSO PARA USO SUBMARINO SEM CARCAçA E MéTODO DE USO. A presente invenção refere-se a um conduto flexível que é adaptado para uso submarino fornecendo o conduto flexível, compreendendo uma linha de controle resistente a colapso sem carcaça compreendendo adicionalmente uma carcaça de reforço, com uma primeira válvula disposta em uma primeira extremidade da linha de controle e uma segunda válvula disposta em uma segunda extremidade da linha de controle. A segunda extremidade é disposta em uma profundidade predeterminada submarina. Uma vez desdobrada, a primeira válvula e a segunda válvula são seletivamente engatadas e/ou desengatadas para manter uma pressão predeterminada de fluido dentro do conduto flexível. Em certas modalidades, a segunda válvula, em uma pressão de fluido detectada, é movida para uma posição predeterminada que permite que o fluido dentro do conduto flexível seja ventilado sob o mar, a jusante da segunda válvula, através de uma porta de ventilação.COLLAPSE-RESISTANT CONTROL LINE FOR UNCASSED UNDERWATER USE AND METHOD OF USE. The present invention relates to a flexible conduit that is adapted for subsea use by providing the flexible conduit comprising a collapse-resistant control line without a housing further comprising a reinforcement housing with a first valve disposed at a first end of the control line. and a second valve arranged at a second end of the control line. The second end is arranged at a predetermined subsea depth. Once deployed, the first valve and second valve are selectively engaged and / or disengaged to maintain a predetermined fluid pressure within the flexible conduit. In certain embodiments, the second valve, at a detected fluid pressure, is moved to a predetermined position that allows fluid within the flexible duct to be vented under the sea, downstream of the second valve, through a vent port.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção paraReport of the Invention Patent for

"LINHA DE CONTROLE, RESISTENTE A COLAPSO PARA USO SUBMARINO SEM CARCAÇA E MÉTODO DE USO"."COLLAPSE RESISTANT CONTROL LINE FOR UNCASSED SUBMARINE USE AND METHOD OF USE".

PRIORIDADEPRIORITY

Esse pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório US 60/660.085 depositado em 9 de março de 2005. CAMPO DA INVENÇÃOThis claim claims priority from Provisional Order US 60 / 660,085 filed March 9, 2005. FIELD OF THE INVENTION

A presente invenção refere-se geralmente ao campo de condutos submarinos. Mais especificamente, as modalidades da invenção referem-se a um conduto flexível e a componentes de válvula associados capazes de manter uma pressão interna mínima em profundidades submarinas predeterminadas para o propósito de impedir colapso do conduto embora mantendo a habilidade de ventilar fluido, se necessário, a jusante de uma válvula de conduto flexível associada localizada sob o mar.The present invention generally relates to the field of underwater conduits. More specifically, embodiments of the invention relate to a flexible duct and associated valve components capable of maintaining a minimum internal pressure at predetermined subsea depths for the purpose of preventing duct collapse while maintaining the ability to ventilate fluid, if necessary; downstream of an associated flexible conduit valve located under the sea.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Em condutos submarinos existentes, são usados condutos de múltiplas camadas para distribuir fluxo de fluido submarino para impedir um colapso do conduto flexível. Os problemas com tais condutos de múltiplas camadas, por exemplo, mangueiras resistentes a colapso (HCR) com uma estrutura de suporte interna circundada por um ou mais elementos de barreira de pressão externa, incluem que eles são ou não flexíveis o bastante para certas aplicações submarinas ou suficientes para suportar pressões de distribuição interna como exigido sob o mar.In existing subsea ducts, multilayer ducts are used to distribute subsea fluid flow to prevent collapse of the flexible duct. Problems with such multilayer ducts, for example, collapse resistant hoses (HCR) with an internal support structure surrounded by one or more external pressure barrier elements, include that they are or are not flexible enough for certain subsea applications. or sufficient to withstand internal distribution pressures as required under the sea.

Um certo termoplástico do tipo HCR, por exemplo mangueiras termoplásticas reforçadas com fibra de aramida tais como MULTIPLEX®, não tem características de rompimento por pressão aceitáveis para uma faixa de mangueiras tipo HCR capazes de distribuição, por exemplo, 9,5 mm x 10,3 Mpa (3/8" x 1500 PSI).A certain HCR-type thermoplastic, for example aramid fiber-reinforced thermoplastic hoses such as MULTIPLEX®, does not have acceptable pressure break characteristics for a range of HCR-type hoses capable of dispensing, for example, 9.5 mm x 10, 3 Mpa (3/8 "x 1500 PSI).

Permitir um componente de extremidade tal como uma válvula a mudar para uma posição "fechada contra falha" é uma exigência típica para controle de poço submarino para minimizar a possibilidade de por em perigo pessoal, ambiente e equipamento. No entanto, condutos para fluido corren-tes usados em profundidades submarinas ainda requerem mangueiras de múltiplos condutos para melhorar contra um colapso e não manter pressões de fluido dentro de faixas predeterminadas na porção que transporta fluido da mangueira de múltiplos fluidos.Allowing an end component such as a valve to change to a "fail-safe" position is a typical requirement for subsea well control to minimize the possibility of endangering personnel, environment and equipment. However, flowing fluid conduits used at underwater depths still require multi-conduit hoses to improve against collapse and not maintain fluid pressures within predetermined ranges in the fluid carrying portion of the multi-fluid hose.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

A figura 1 é uma vista em perspectiva parcial de uma modalidade;Figure 1 is a partial perspective view of one embodiment;

a figura 2 e a figura 3 são vistas recortadas parciais em perspectiva parcial de modalidades;Fig. 2 and Fig. 3 are partial sectioned perspective views of partial embodiments;

a figura 4 é uma vista esquemática de uma modalidade em uso;Figure 4 is a schematic view of one embodiment in use;

e a figura 5 é um fluxograma de um método exemplar de uso.and Figure 5 is a flow chart of an exemplary method of use.

BREVE DESCRIÇÃO DE MODALIDADES DAS INVENÇÕESBRIEF DESCRIPTION OF MODES OF INVENTIONS

Com referência à figura 1, em modalidades exemplares descritas aqui abaixo, o conduto flexível 10 e um conduto único, por exemplo, uma linha de controle sem carcaça e resistente a colapso, que pode compreender uma carcaça de reforço, por exemplo, uma carcaça de aço ou outro metal, como será familiar para aqueles versados nas técnicas submarinas.Referring to Figure 1, in exemplary embodiments described hereinafter, the flexible conduit 10 is a single conduit, for example, a collapse-resistant, shellless control line, which may comprise a reinforcement shell, for example a reinforcement shell. steel or other metal, as will be familiar to those skilled in underwater techniques.

Uma primeira válvula 12 é disposta em uma primeira extremida\de do conduto flexível 10. A primeira válvula 12 pode ser de uma natureza e espécie como são correntemente usadas para tais propósitos e pode incluir uma mola cuja força deve ser superada para introduzir pressão no conduto flexível 10, por exemplo, uma válvula de cheque como são conhecidas na técnica. Em certas modalidades preferidas, a primeira válvula 12 é uma válvula de pressão traseira como é conhecida na técnica. Mediante uma queda de pressão do fluido dentro do conduto flexível 10 para um valor predeterminado, a primeira válvula 12 fechará, capturando desse modo uma pressão residual conhecida no conduto.A first valve 12 is disposed at a first end of the flexible duct 10. The first valve 12 may be of a nature and species as commonly used for such purposes and may include a spring whose force must be overcome to introduce pressure into the duct. flexible 10, for example, a check valve as known in the art. In certain preferred embodiments, the first valve 12 is a back pressure valve as is known in the art. Upon a fluid pressure drop within the flexible conduit 10 to a predetermined value, the first valve 12 will close, thereby capturing a known residual pressure in the conduit.

Uma segunda válvula 16 é disposta em uma segunda extremidade do conduto flexível 10, a segunda extremidade estando disposta em profundidades submarinas. Em uma modalidade correntemente preferida, essas profundidades podem variar até profundidades de água máximas sen-do correntemente exploradas para recuperação de recursos naturais. Por exemplo, em configurações correntes, essa profundidade pode ser uma tão profunda quanto em torno de 2.438 km (8000 pés). A segunda válvula 16 pode ser uma válvula de escape de uma natureza e espécie como são correntemente usadas para intensificar o tempo de fechamento do acionador da válvula. Em uma modalidade preferida, a segunda válvula 16 pertence a uma classe de válvulas conhecida por aqueles versados na técnica de controle de produção como válvulas de queda rápida ("Quick Dump").A second valve 16 is disposed at a second end of the flexible conduit 10, the second end being disposed at subsea depths. In a currently preferred embodiment, these depths may vary to the maximum depths of water currently being exploited for natural resource recovery. For example, in current configurations, this depth can be as deep as around 8,000 feet (2,438 km). The second valve 16 may be an exhaust valve of a nature and type as they are commonly used to enhance valve actuator closing time. In a preferred embodiment, the second valve 16 belongs to a class of valves known to those skilled in the art of production control as "Quick Dump" valves.

A segunda válvula 16, uma válvula de escape, é similar em função à primeira válvula 12 em que uma pressão conhecida deve ser introduzida para superar a restrição da segunda válvula 16, por exemplo, superar uma força de mola que mantém a segunda válvula 16 em uma posição fechada, permitindo, por conseguinte, distribuição de fluido através do conduto flexível 10 para um local desejado. A segunda válvula 16 tem funcionalidade adicional em que, mediante pressão do fluido no conduto flexível 20 em queda para um valor predeterminado, a segunda válvula 16 irá mudar para sua posição fechada, bloqueando a pressão de suprimento, mas através da porta de escape 12 na segunda válvula 16 permite ventilação da pressão do fluido interna a jusante da segunda válvula 16.The second valve 16, an exhaust valve, is similar in function to the first valve 12 where a known pressure must be introduced to overcome the restriction of the second valve 16, for example, to overcome a spring force holding the second valve 16 in a closed position, thereby allowing fluid distribution through the flexible conduit 10 to a desired location. The second valve 16 has additional functionality whereby upon pressure of the fluid in the falling flexible conduit 20 to a predetermined value, the second valve 16 will shift to its closed position, blocking the supply pressure, but through the exhaust port 12 in the Second valve 16 allows venting of the internal fluid pressure downstream of second valve 16.

Com referência agora às figuras 2 e 3, em modalidades correntemente preferidas, um núcleo 20 é circundado por um ou mais revestimentos tais como o revestimento 24 e o revestimento 23. Em uma modalidade, o revestimento 23 pode compreender múltiplos revestimentos 23 feitos de um material apropriado tal como fibras A RAM IDA®. Fibras de reforço 26 podem ser apresentadas também, como será entendido por alguém versado nessas técnicas. Algumas fibras de reforço podem adicionalmente compreender outras fibras ou condutos como mostrado em 28. Essas fibras 28 podem compreender condutos elétricos, ópticos e/ou hidráulicos, ou similares.Referring now to Figures 2 and 3, in currently preferred embodiments, a core 20 is surrounded by one or more coatings such as coating 24 and coating 23. In one embodiment, coating 23 may comprise multiple coatings 23 made of a material. suitable such as RAM IDA® fibers. Reinforcing fibers 26 may be presented as well, as will be understood by one of skill in these techniques. Some reinforcing fibers may additionally comprise other fibers or conduits as shown in 28. Such fibers 28 may comprise electrical, optical and / or hydraulic conduits, or the like.

Na operação de uma modalidade exemplar, tanto a primeira válvula 12 quanto a segunda válvula 16 pode ser seletivamente engatada ou desengatada para manter uma pressão predeterminada de fluido dentro do conduto flexível 10. Por exemplo, tanto a primeira válvula 12 quanto a se-gunda válvula 16 podem, em suas posições fechadas, quando a pressão do fluido dentro do conduto flexível 10 cai para um nível predeterminado. A manutenção de pelo menos uma pressão mínima dessa maneira ajuda a impedir um colapso de todo ou de porções do conduto flexível 10 devido às pressoes do ambiente ao qual o conduto flexível 10 está exposto.In operating an exemplary embodiment, both first valve 12 and second valve 16 may be selectively engaged or disengaged to maintain a predetermined fluid pressure within flexible conduit 10. For example, both first valve 12 and the second valve 16 may, in their closed positions, when the fluid pressure within the flexible conduit 10 drops to a predetermined level. Maintaining at least a minimum pressure in this manner helps to prevent all or portions of the flexible duct 10 from collapsing due to the pressures of the environment to which the flexible duct 10 is exposed.

Se uma situação surge em que a pressão do fluido se desenvolve para um nível acima de um segundo valor predeterminado, a segunda válvula 16 pode ser controlada ou de outro modo automaticamente movida da sua posição corrente aberta ou fechada para uma posição que permita que o fluido dentro do conduto flexível 10 seja ventilado sob o mar, a jusante da segunda válvula 16. (vide figura 4).If a situation arises where the fluid pressure develops to a level above a second predetermined value, the second valve 16 may be controlled or otherwise automatically moved from its current open or closed position to a position that allows the fluid to flow. inside the flexible duct 10 is vented under the sea downstream of the second valve 16. (see figure 4).

A seqüência descrita aqui permite a retenção de um fluido em uma pressão desejada dentro do conduto flexível 10, impedindo o colapso do conduto flexível 10. Ao ventilar a pressão a jusante permissível para um componente de extremidade sendo servido pelo conduto flexível 10, tipicamente um acionador de válvula ou uma válvula de controle do acionador de válvula, o conduto flexível 10, usando a segunda válvula 16, pode, por conseguinte, mudar para uma posição "fechada contra falha".The sequence described herein allows fluid to be retained at a desired pressure within flexible conduit 10, preventing collapse of flexible conduit 10. By venting the allowable downstream pressure to an end component being served by flexible conduit 10, typically a trigger valve or a valve driver control valve, the flexible conduit 10, using the second valve 16, may therefore change to a "fail-safe" position.

Uma ou ambas, a primeira válvula 12 e a segunda válvula 16 pode ser conectada a uma árvore de Natal, como tal termo é entendido por aqueles versados nas técnicas submarinas de hidrocarboneto.One or both of the first valve 12 and the second valve 16 may be connected to a Christmas tree, as such term is understood by those skilled in the hydrocarbon subsea techniques.

Usando a primeira válvula 12 e a segunda válvula 16, um fluido pode ser mantido em uma faixa predeterminada de uma pressão pelo menos mínima dentro do conduto flexível 10 para impedir o colapso do conduto flexível 10 em profundidade embora mantendo a habilidade de ventilar a pressão a jusante de uma válvula submarina, por exemplo, válvula 30. Isso pode adicionalmente permitir que uma árvore de Natal ou as válvulas do módulo de controle da árvore mudem para sua posição fechada contra falha. Essa etapa, isto é a queda seguida por fechamento usando ventilação da pressão suprida, é uma função de segurança final para fechar na árvore tal como poderia ocorrer na presença de uma falha elétrica ou hidráulica no cabo umbilical.O uso do conduto flexível 10 pode adicionalmente permitir o uso de mangueiras multiflexíveis padrões em aplicações em água profunda em vez de requerer o uso de uma mangueira resistente a colapso (HCR).Using first valve 12 and second valve 16, a fluid may be maintained within a predetermined range of at least minimum pressure within flexible conduit 10 to prevent collapse of flexible conduit 10 in depth while maintaining the ability to vent pressure to downstream from an undersea valve, for example valve 30. This may additionally allow a Christmas tree or tree control module valves to switch to their closed fail-safe position. This step, ie the fall followed by closure using supply pressure venting, is a final safety function for closing in the tree as could occur in the presence of an electrical or hydraulic failure in the umbilical cable. The use of flexible conduit 10 may additionally allow the use of standard multiflexible hoses in deepwater applications instead of requiring a collapse resistant (HCR) hose.

É entendido que embora as modalidades possam compreender modalidades com algumas carcaças, estas não são as estruturas preferidas já que a invenção descrita aqui pode ser usada para eliminar a necessidade por uma carcaça, em parte porque uma carcaça pode prejudicar uma habilidade para obter classificações de alta pressão nos produtos.It is understood that while embodiments may comprise embodiments with some carcasses, these are not the preferred structures as the invention described herein may be used to eliminate the need for a carcass, in part because a carcass may impair an ability to obtain high ratings. pressure on products.

Será entendido que várias mudanças nos detalhes, materiais e arranjos das partes que foram descritas e ilustradas acima, de modo a explanar a natureza dessa invenção, podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem se afastar do princípio e escopo da invenção.It will be understood that various changes in the details, materials and arrangements of the parts that have been described and illustrated above to explain the nature of this invention may be made by those skilled in the art without departing from the principle and scope of the invention.

Claims

1. Flexible conduit for underwater use, comprising: a. a collapse-resistant shellless control line further comprising a reinforcement shell, b. a first valve, comprising an open position and a closed position, disposed at a first end of the control line; ec. a second valve, comprising an open position and a closed position, disposed at a second end of the control line, the second end adapted to be arranged at a predetermined subsea depth.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the reinforcement housing comprises a metal housing.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the flexible conduit is a single conduit.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the first valve is a check valve.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the first valve comprises a valve whose force must be overcome to introduce pressure into the flexible conduit.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the second valve is an exhaust valve, further comprising a vent port.

A flexible duct according to claim 7, wherein the second valve comprises a spring whose force must be overcome to introduce pressure into the flexible duct, the second valve comprising: a. an open position where pressure overcomes the restriction of the second valve to allow fluid distribution to the desired location; eb. a closed position operable under fluid pressure in the falling flexible conduit to a predetermined value wherein the supply pressure is blocked.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the first valve and the second valve are adapted to connect to a Christmas tree.

Flexible conduit according to claim 1, wherein the predetermined subsea depth defines a maximum depth of water of about 8,000 feet (2,438 km).

A method for delivering fluid through a subsea flexible conduit comprising: a. providing a flexible conduit for subsea use, the flexible conduit comprising a collapsible and shell-free control line further comprising a reinforcement housing, a first valve disposed at a first end of the control line, and a second valve disposed at a second control line end b. arranging a second end at a predetermined subsea depth; ec. selectively engaging or disengaging the first valve and second valve to maintain a predetermined fluid pressure within the flexible duct.

The method of claim 10, further comprising placing the first valve and the second valve in a closed position when the fluid pressure within the flexible conduit drops to a predetermined level.

The method of claim 10, wherein the predetermined pressure is sufficient to maintain a minimum fluid pressure within the flexible duct.

A method according to claim 12, wherein the minimum fluid pressure is sufficient to prevent a predetermined portion of the flexible duct to collapse that would otherwise occur in the presence of an ambient pressure to which the flexible duct is exposed.

A method according to claim 10, further comprising: a. provide the second valve with a vent port b. detect a fluid pressure within the flexible conduit; ec. enabling the second valve, at the detected fluid pressure, to move to a predetermined position allowing fluid within the flexible duct to be vented under the sea downstream of the second valve through the exhaust port.

The method of claim 14, wherein the second valve is enabled both automatically and by directing control of a controller operatively in communication with the second valve.

The method of claim 14, further comprising: a. connect at least one, the first valve or the second valve, to a Christmas tree b. maintain fluid within a predetermined range having at least minimal fluid pressure within the flexible duct to prevent a collapse of the flexible condition at a depth while maintaining the ability to vent pressure downstream of an underwater valve.

The method of claim 16, wherein the subsea valve is the second valve.

The method of claim 16 further comprising: a. detect at predetermined pressure by changing to a closed position against failure of at least one of (i) a Christmas tree or (ii) tree control module valves; eb. Close the flexible duct by supply pressure ventilation.