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WO2011041860A1 - Hydrodynamic damper for catenary riser - Google Patents

Hydrodynamic damper for catenary riser Download PDF

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Publication number
WO2011041860A1
WO2011041860A1 PCT/BR2009/000313 BR2009000313W WO2011041860A1 WO 2011041860 A1 WO2011041860 A1 WO 2011041860A1 BR 2009000313 W BR2009000313 W BR 2009000313W WO 2011041860 A1 WO2011041860 A1 WO 2011041860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
riser
hydrodynamic
segment
hydrodynamic damper
catenary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/BR2009/000313
Other languages
French (fr)
Portuguese (pt)
Inventor
Ludimar Lima De Aguiar
Ivan Fábio MOTA DE MENEZES
Marcio Mourelle Martins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Petroleo Brasileiro SA Petrobras
Original Assignee
Petroleo Brasileiro SA Petrobras
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petroleo Brasileiro SA Petrobras filed Critical Petroleo Brasileiro SA Petrobras
Priority to PCT/BR2009/000313 priority Critical patent/WO2011041860A1/en
Publication of WO2011041860A1 publication Critical patent/WO2011041860A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20Accessories therefor, e.g. floats or weights
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01Risers
    • E21B17/015Non-vertical risers, e.g. articulated or catenary-type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/14Laying or reclaiming pipes on or under water between the surface and the bottom
    • F16L1/15Laying or reclaiming pipes on or under water between the surface and the bottom vertically

Definitions

  • the present invention is in the field of components of an subsea oil production system. More particularly, this component is a free overhead catenary riser that carries hydrocarbons and other fluids involved in this oil production process. More specifically, it deals with devices in the form of overcoating sections that are applied to segments along the riser to modify their dynamic response and prevent buckling in the region where it touches the underwater ground.
  • a floating drilling unit is used to create a well.
  • a floating production unit which may be a semi-submersible platform, a float or a production vessel known to the experts as Floating Production Storage and Offloading (FPSO) is installed on site for production to be completed.
  • FPSO Floating Production Storage and Offloading
  • the main component for raising oil from the subsea below-ground reservoir to the floating production unit is a pipeline that transports hydrocarbons, water and other fluids used in the oil production process, also known as the riser and, by the term risef term by which it will be referenced hereinafter throughout this report.
  • the riser is also used for the transport of hydrocarbons between two platforms or between a platform and an earth drain.
  • Risers have various types of construction and can take various shapes and configurations.
  • the simplest and most commonly adopted configuration is the so-called free catenary.
  • the risers can be flexible or rigid.
  • Rigid risers are usually referred to by the technique as "SCR” (Steel Catenary Riser) and are generally made up of a plurality of welded steel tubes that provide simplicity of installation operation, no intermediate connections and reasonable compliance. against the movements that the floating unit of production may suffer because of the environment.
  • SCR Steel Catenary Riser
  • TDP Touch Down Point
  • vortex suppressors In order for this phenomenon to be prevented, devices known as vortex suppressors have been created and are installed along the length of the riser to guide the passage of the marine current through the riser in a non-turbulent manner.
  • vortex suppressors are employed and function in their various constructive forms known in the art, these devices end up generating too much of the riser's final cost, due not only to the cost of the device itself, but also to the time it takes to install it on top of it. the riser.
  • US 4,400,110 (Pierre A. Beynet), incorporated herein by reference, describes a floating production system for oil and gas producing wells that employs a subsurface float to decrease stress on a flexible ripper used to connect a production pipe to a floating unit.
  • the subsurface float uses a cradle mount with a drag balancing device to counteract the torsion moments applied to the cradle by the effect of marine currents.
  • US 6,824,330 (Avie Max Grobe), inserted herein as Reference, presents a catenary riser system that includes a tensioning mechanism in a floating structure that applies a substantially constant and controlled tension to the riser, which is coupled to the floating structure by a flexible conduit. More specifically, the upper portion of the riser is above the water surface and is connected to the tensioning mechanism by means of a rope, cable, chain or wire. Hydraulically the top of the riser is connected to a flexible conduit that carries fluids from inside the riser to the floating structure. Constant tensioning of the tensioning mechanism is intended to minimize the effects of riser fatigue by extending its life and avoiding fixed connection arrangements known in the art.
  • WO 2007/017574 discloses a curvature limiter for a subsea hydrocarbon transfer system, characterized in that it comprises a flexible tubular member where an intermediate portion of this flexible tube comprises a plurality of successive substantially circular sections pivotally mounted relative to each other defining a median plane such that the flexible tube forms a moderate curvature equal to the radius of curvature of this median plane.
  • the objective is to keep the intermediate portion of the flexible tube in suspension between the underwater floor and the floating structure.
  • WO 2009/063163 discloses a flexible pipe support system in which a number of adapted supports on the flexible pipe, which serve to maintain the pipe at a certain height from the underwater floor. , print controlled buoyancy to a stretch of hose and be adaptable and compliant with the conditions under which hose can experience under the influence of the medium.
  • the technique still resents an alternative to avoid the reduced service life, particularly in SCR-type risers, in an efficient and straightforward manner.
  • Objectives of the present invention are: reducing the buckling phenomenon at the point where an SCR-type riser in a free catenary configuration touches the underwater floor, reducing its apparent weight and reducing the fatigue-damaging material of which it is used.
  • the riser is formed, whether these problems are caused by movements from the floating unit to which it is attached, or by the passage of marine currents around the riser.
  • the main characteristic of the hydrodynamic damper is eminently functional, that is, the hydrodynamic damper has the function of stopping the propagation of a compressive wave by the riser, inducing a controlled and expected buckling at a certain distance from the riser touch point with the riser. undersea soil.
  • VIV Vortex Induced Vibration Fatigue
  • the hydrodynamic damper of the present invention has a plurality of possible and scenario-dependent embodiments, but the feature common to all One embodiment is the conformation of an overcoat with easy adaptation and keeping the riser in the free catenary configuration.
  • Figures 1A, 1B, 1C and 1D are representations of some possible embodiments for the hydrodynamic damper of the present invention installed on a SCR type riser.
  • Figure 2 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of the present invention on only one segment of the SCR and without hydrodynamic load.
  • Figure 3 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of Figure 2 where this damper is in the deformed configuration due to the action of hydrodynamic loads.
  • Figure 4 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of the present invention to more than one segment of the SCR also showing its deformed configuration.
  • riser will hereinafter be used as a designation for specifying an SCR ⁇ Steel Catenary Riser) riser.
  • a first experiment in finding a solution to the buckling problem involved the use of a lightweight stretch at the point where the riser touches the undersea ground, taking into consideration as a floating unit an anchored FPSO-type vessel. multipoint, receiving the incidence of extreme waves in an ultra deep water depth, was negative in relation to the efficiency in reducing extreme stresses in the riser.
  • the objectives of the present invention have been achieved by applying one or more lightweight patches over riser segments that lie along the suspended length rather than just in the TDP region (P).
  • Hydrodynamic dampers (1) of the present invention are characterized by interrupting the propagation of a compressive wave (O) by the riser (R) by inducing a calculated and controlled buckling in a portion of the suspended length of the riser (R) at a certain distance from the touch point (P) of the riser (R) with the submarine ground, ie the TDP region.
  • Figures 1A, 1B, 1C and 1D show possible, but not limiting embodiments for the hydrodynamic damper, object of the present invention.
  • the hydrodynamic damper (1) comprises a single lightweight, constant diameter stretch (11) applied over at least one suspended length segment of a riser (R).
  • the hydrodynamic damper (1) comprises a larger diameter stretch (12) of light coating applied over at least one suspended length segment of a riser (R) and at least at least one light-lined stretch (11) installed near at least one end of the larger diameter stretch (12), stretch (11) intermediate diameter between the riser diameter and the largest diameter stretch (12).
  • the hydrodynamic damper (1) comprises a larger diameter stretch (12) of light coating applied over at least one suspended length segment of at least one riser (R). a lightweight transitional section (13) installed near at least one end of the larger diameter section (12) and at least one lightweight section (11) installed near at least one , one end of the transition stretch (13), which has an intermediate diameter between the riser diameter (R) and the stretch diameter of (11)
  • the hydrodynamic damper (1) comprises a light-coated segment (16) of variable diameter, where this diameter continuously increases from its ends (E1, E2) in diameter close to the diameter of the riser (R), to a maximum diameter (Dm), segment (16) which is applied over at least one segment of the suspended length of the riser (R).
  • the use of the stretch (11) in relation to the ends of the larger diameter stretch (12) has a positioning that can be chosen from: at one end, and at both ends.
  • the portion 11 When employed more than one unit, the portion 11 may be chosen from: having same length, having different lengths, having same diameters and having different diameters from each other.
  • (11) in relation to the ends of the larger diameter section (12) has a position which can be chosen from: being asymmetric with different sections (11, 13), with more than one section (11, 13) at one end and, at least one element at the other end and sections (11, 13) at only one end.
  • the hydrodynamic damper (1) employs as its constituent common liner material which simultaneously meets the mechanical strength and low density requirements.
  • a typical example of this material is the commonly used commercially available riser (R) thermal coatings.
  • Figure 2 shows a hydrodynamic damper in one possible embodiment applied to a suspended length segment of the riser (R) away from the TDP region (P) and in a hydrodynamically load (CH) free situation.
  • Figure 3 shows a hydrodynamic damper (1) under the propagation action of a compressive wave (O) and hydrodynamic loads (CH).
  • the diameter of the riser (R) becomes larger in the segment where the hydrodynamic damper is applied.
  • the loads perpendicular to the riser wall (R) are proportional to its hydrodynamic diameter. Due to this, the hydrodynamic loads in this segment will also be higher.
  • the control of the riser segment curvature (R) as a function of the magnitude of the load request can be obtained by controlling parameters that include: the segment length, the material specific weight and the hydrodynamic damper thickness (1).
  • Figure 4 illustrates a situation where more than one riser segment (R) is equipped with a hydrodynamic damper, which increases the efficiency in stopping compressive wave propagation (O) and solving the buckling problem in the region (P ) of the TDP.
  • the hydrodynamic dampers (1) can be observed in a situation of deformation due to the fact that they are subjected to hydrodynamic (CH) and compression loads.
  • hydrodynamic shock absorbers opens the possibility of using free catenary steel risers (R), which is still the simplest and most robust riser (R) concept without the high cost of applying vortex suppressors, and eliminating problems with the use of SCR due to extreme events.
  • the main concept underlying the present invention which is a hydrodynamic damper (1) which has the function of stopping the propagation of a compressive wave (O) by a riser ( R) inducing buckling in a controlled and expected manner at a certain distance from the riser touch region (P) with the submarine ground remains preserved in its innovative character, where those usually employed in the art may envision and practice appropriate variations, modifications, alterations, adaptations and equivalents to the working environment in question, without, however, departing from the scope and scope of the present invention. , which are represented by the following claims.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The present invention relates to the use of hydrodynamic dampers (1) in at least a given segment of a riser (R). The main feature of the hydrodynamic damper (1) is that it stops the propagation of a compression wave (O) in the riser (R), inducing a controlled and expected buckling, at a certain distance from the touch down point (P) of the riser (R) at the sea bottom. The hydrodynamic damper according to the invention can have different configurations that can be combined in various ways.

Description

AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE  HYDRODYNAMIC DAMPER FOR UPPER PIPE

EM CATENÁRIA  IN CATENARY

CAMPO DA INVENÇÃO FIELD OF INVENTION

A presente invenção encontra-se no campo dos componentes de um sistema submarino de produção de petróleo. Mais particularmente, esse componente é um tubo ascendente em catenária livre que transporta hidrocarbonetos e demais fluidos envolvidos nesse processo de produção de petróleo. Mais especificamente, trata de dispositivos na forma de seções de sobrerrevestimento que são aplicados em segmentos ao longo do tubo ascendente de forma a modificar sua resposta dinâmica e evitar a ocorrência de flambagem na região em que toca o solo submarino.  The present invention is in the field of components of an subsea oil production system. More particularly, this component is a free overhead catenary riser that carries hydrocarbons and other fluids involved in this oil production process. More specifically, it deals with devices in the form of overcoating sections that are applied to segments along the riser to modify their dynamic response and prevent buckling in the region where it touches the underwater ground.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO BACKGROUND OF THE INVENTION

A exploração e produção de petróleo estão a cada dia, sendo conduzida em lâminas d'água mais profundas, já ultrapassando os 2.500 metros de profundidade.  The exploration and production of oil is being conducted every day, being conducted in deeper water depths, already exceeding 2,500 meters deep.

Tipicamente, uma unidade flutuante de perfuração é utilizada para criar um poço. Uma vez que o poço tenha sido completado, uma unidade flutuante de produção que pode ser uma plataforma semi-submersível, uma bóia ou um navio de produção conhecido pelos especialistas como FPSO (Floatíng Production Storage and Offloading) é instalado no local para que a produção dos poços possa ser escoada e processada.  Typically, a floating drilling unit is used to create a well. Once the well has been completed, a floating production unit which may be a semi-submersible platform, a float or a production vessel known to the experts as Floating Production Storage and Offloading (FPSO) is installed on site for production to be completed. wells can be drained and processed.

O componente principal para que o petróleo seja elevado desde o reservatório abaixo do solo submarino até a unidade flutuante de produção é um duto que transporta hidrocarbonetos, água e demais fluidos utilizados no processo de produção de petróleo, conhecido também como tubo ascendente e, pelo termo em inglês "risef termo pelo qual será referenciado daqui por diante ao longo do presente relatório. O riser também é utilizado para o transporte de hidrocarbonetos entre duas plataformas ou entre uma plataforma e um duto de escoamento para a terra. Os risers apresentam diversos tipos de construção e podem tomar várias formas e configurações. The main component for raising oil from the subsea below-ground reservoir to the floating production unit is a pipeline that transports hydrocarbons, water and other fluids used in the oil production process, also known as the riser and, by the term risef term by which it will be referenced hereinafter throughout this report. The riser is also used for the transport of hydrocarbons between two platforms or between a platform and an earth drain. Risers have various types of construction and can take various shapes and configurations.

A configuração mais simples e comumente adotada é a chamada çatenária livre. Nesta configuração, os risers podem ser flexíveis ou rígidos.  The simplest and most commonly adopted configuration is the so-called free catenary. In this configuration the risers can be flexible or rigid.

Os risers rígidos normalmente são nomeados pela técnica pela sigla "SCR" (Steel Catenary Riser) e, em geral, são formados por uma pluralidade de tubos de aço soldados que conferem uma simplicidade na operação de instalação, ausência de conexões intermediárias e uma razoável complacência diante dos movimentos que a unidade flutuante de produção possa sofrer por causa do meio ambiente.  Rigid risers are usually referred to by the technique as "SCR" (Steel Catenary Riser) and are generally made up of a plurality of welded steel tubes that provide simplicity of installation operation, no intermediate connections and reasonable compliance. against the movements that the floating unit of production may suffer because of the environment.

Quando eventos ambientais extremos, como ondas muito grandes e ventos muito fortes atingem uma unidade flutuante de produção, induzem a esta unidade flutuante de produção movimentos que normalmente apresentam uma grande amplitude. Como o topo do riser está conectado a esta unidade flutuante de produção, os movimentos de grande amplitude realizados pela unidade flutuante de produção são imediatamente transmitidos ao riser.  When extreme environmental events such as very large waves and very strong winds hit a floating unit of production, they induce to this floating unit of production movements that normally have a large amplitude. Since the top of the riser is connected to this floating production unit, the large amplitude movements performed by the floating production unit are immediately transmitted to the riser.

Os movimentos no riser geram uma onda de compressão que se propaga desde o topo até o ponto onde a çatenária formada toca o solo submarino, conhecido pelos especialistas pela sigla "TDP" (Touch Down Point). Uma vez atingido o TDP, a onda de compressão encontra um obstáculo à sua propagação que é o próprio solo. Evocando o princípio de ação e reação, o solo marinho tende a refletir a onda de compressão de volta, aumentando ainda mais o nível de compressão nesta região.  The movements in the riser generate a compression wave that propagates from the top to the point where the formed catenary touches the undersea ground, known to the experts as "TDP" (Touch Down Point). Once the TDP is reached, the compression wave encounters an obstacle to its propagation which is the soil itself. Evoking the principle of action and reaction, marine soil tends to reflect the back compression wave, further increasing the compression level in this region.

Se as cargas compressivas, tanto de ação e como de reação, atingem um limite crítico, a estrutura do riser libera toda a energia compressiva por meio de uma instabilidade geométrica conhecida pelos especialistas pelo termo flambagem, a qual submete a estrutura de construção do riser a níveis de tensão muito elevados, podendo acarretar um colapso estrutural. Tentativas de solução envolvem a colocação de dispositivos flutuadores ao longo do comprimento riser de forma a reduzir o peso do mesmo, ou mesmo de modificar a forma pela qual ele desce até o solo submarino, afastando-o da configuração em descida em catenária livre. If the compressive loads, both action and reaction, reach a critical limit, the riser structure releases all compressive energy through a geometric instability known by the term buckling, which subjects the riser construction structure to very high stress levels and can lead to structural collapse. Attempts at solution involve placing float devices along the riser length in order to reduce the weight of the riser or even to modify the way it descends to the underwater floor away from the free catenary descent configuration.

Uma outra causa natural que pode afetar estruturalmente um riser é a incidência de correntes marinhas. Ao passar no entorno de um riser, atrás da chamada superfície de ataque (que é a parte da superfície cilíndrica do riser diretamente voltada contra o sentido da corrente), são criados vórtices de água do mar em uma frequência que é proporcional à velocidade da corrente marítima. Se a velocidade da corrente for muito forte, a frequência de criação dos vórtices pode alcançar valores críticos; como resultado o riser começa a vibrar em conformidade a um fenómeno conhecido pelos especialistas pela sigla "VIV" (Vibrações Induzidas por Vorticidade).  Another natural cause that can structurally affect a riser is the incidence of marine currents. When passing around a riser, behind the so-called attack surface (which is the part of the riser's cylindrical surface that is directly directed against the current direction), seawater vortices are created at a frequency that is proportional to the current velocity. maritime If the current velocity is too strong, the frequency of vortex creation can reach critical values; As a result, the riser begins to vibrate in accordance with a phenomenon known to experts as "VIV" (Vorticity Induced Vibrations).

Estas vibrações trazem consequências particularmente nocivas ao material que compõe o riser e que reduzem drasticamente a vida útil deste último, resultando na chamada de fadiga.  These vibrations bring particularly damaging consequences to the material that makes up the riser and drastically reduce the life of the riser, resulting in the call of fatigue.

Para que este fenómeno tenha seus efeitos prevenidos, dispositivos conhecidos como supressores de vórtice foram criados e são instalados ao longo do comprimento do riser de forma a orientar a passagem da corrente marítima pelo riser de uma forma que não gere turbulências.  In order for this phenomenon to be prevented, devices known as vortex suppressors have been created and are installed along the length of the riser to guide the passage of the marine current through the riser in a non-turbulent manner.

Embora os supressores de vórtice sejam empregados e funcionem em suas diversas formas construtivas conhecidas pela técnica, esses dispositivos acabam gerando uma elevação demasiada do custo final do riser, devido não apenas ao custo do dispositivo em si, mas também do tempo para instalação dos mesmos sobre o riser.  Although vortex suppressors are employed and function in their various constructive forms known in the art, these devices end up generating too much of the riser's final cost, due not only to the cost of the device itself, but also to the time it takes to install it on top of it. the riser.

Até então, as soluções que o estado da arte apresenta para eliminação ou pelo menos a supressão dos efeitos de movimentação crítica no TDP dos risers, têm raiz no desacoplamento dos movimentos da unidade flutuante de produção da região de contato do ríser com o solo submarino. Until then, state-of-the-art solutions for eliminating or at least suppressing the critical motion effects on riser TDP have been rooted in the decoupling of floating unit of production of the region of contact of the riser with the submarine soil.

Como exemplos destas soluções podem ser citados o "Riser Lazy Wave", "Riser Lazy-S", "Riser Pliant-Wave", "Riser Híbrido Auto- sustentável" e a "Bóia de Subsuperfície". No entanto, as configurações utilizando estas soluções citadas são muito complexas, com aplicação que demanda muita logística, tempo e traz desvantagens relativas ao alto custo envolvido.  Examples of such solutions include Riser Lazy Wave, Riser Lazy-S, Riser Pliant-Wave, Riser Self-supporting Hybrid and Subsurface Buoy. However, the configurations using these solutions are very complex, with application that demands a lot of logistics, time and disadvantages related to the high cost involved.

TÉCNICA RELACIONADA RELATED TECHNIQUE

Na literatura técnica especializada e em diversos documentos de patente são citadas como exemplo composições que se tornaram largamente difundidas.  The specialized technical literature and various patent documents cite as an example compositions which have become widespread.

O documento US 4,400,110 (Pierre A. Beynet), aqui inserido como referência, apresenta a descrição de um sistema flutuante de produção para poços que produzem óleo e gás que emprega uma bóia de subsuperfície para diminuir a tensão em um ríser flexível usado para conectar uma tubulação de produção a uma unidade flutuante. A bóia de subsuperfície utiliza uma montagem em forma de berço com um dispositivo de balanceamento contra arraste de forma a neutralizar os momentos de torsão aplicados ao berço por efeito das correntes marinhas.  US 4,400,110 (Pierre A. Beynet), incorporated herein by reference, describes a floating production system for oil and gas producing wells that employs a subsurface float to decrease stress on a flexible ripper used to connect a production pipe to a floating unit. The subsurface float uses a cradle mount with a drag balancing device to counteract the torsion moments applied to the cradle by the effect of marine currents.

O documento US 4,567,842 (Peter R. Gibb), aqui inserido como referência, apresenta a descrição de um sistema de amarração e transferência de hidrocarbonetos em alto mar para um navio de produção que utiliza um sistema de ríser tensionado por um sistema de compensação de peso instalado no navio. O ríser é conectado ao navio em uma extremidade de um braço de balancim de forma a compensar as cargas verticais impostas ao ríser pelos movimentos verticais do navio. Desta forma são minimizados os efeitos de carga elevada que levam à fadiga a estrutura do ríser diminuindo sua vida útil.  US 4,567,842 (Peter R. Gibb), incorporated herein by reference, discloses a description of an offshore hydrocarbon mooring and transfer system for a production vessel using a weight-compensated riser system installed on the ship. The riser is attached to the ship at one end of a rocker arm to compensate for the vertical loads imposed on the ripper by the vertical movements of the ship. In this way the high load effects that lead to fatigue the structure of the riser are minimized reducing its useful life.

O documento US 6,824,330 (Avie Max Grobe), aqui inserido como referência, apresenta um sistema de riser em catenária que inclui um mecanismo de tensionamento em uma estrutura flutuante que aplica uma tensão substancialmente constante e de maneira controlada no riser, o qual encontra-se acoplado à estrutura flutuante por um conduto flexível. Mais especificamente, a porção superior do riser encontra-se acima da superfície da água e é conectado ao mecanismo de tensionamento por meio de uma corda, cabo, corrente ou arame. Hidraulicamente o topo do riseré conectado a um conduto flexível que transporta os fluidos do interior do riser para a estrutura flutuante. O tensionamento constante do mecanismo de tensionamento visa minimizar os efeitos de fadiga do riser aumentando sua vida útil e evitando os arranjos de conexão fixa conhecidos da técnica. US 6,824,330 (Avie Max Grobe), inserted herein as Reference, presents a catenary riser system that includes a tensioning mechanism in a floating structure that applies a substantially constant and controlled tension to the riser, which is coupled to the floating structure by a flexible conduit. More specifically, the upper portion of the riser is above the water surface and is connected to the tensioning mechanism by means of a rope, cable, chain or wire. Hydraulically the top of the riser is connected to a flexible conduit that carries fluids from inside the riser to the floating structure. Constant tensioning of the tensioning mechanism is intended to minimize the effects of riser fatigue by extending its life and avoiding fixed connection arrangements known in the art.

O documento WO 2007/017574 (Roberto Jourdan de Aquino e outros), aqui inserido como referência, apresenta um limitador de curvatura para um sistema de transferência submarina de hidrocarbonetos, caracterizado por compreender um membro tubular flexível onde uma porção intermediária deste tubo flexível compreende uma pluralidade de seções sucessivas, substancialmente circulares montadas articuladamente umas em relação às outras, definindo um plano mediano de modo que o tubo flexível forme uma curvatura moderada igual ao raio de curvatura deste plano mediano. O objetivo é manter a porção intermediária do tubo flexível em suspensão entre o solo submarino e a estrutura flutuante.  WO 2007/017574 (Roberto Jourdan de Aquino et al.), Incorporated herein by reference, discloses a curvature limiter for a subsea hydrocarbon transfer system, characterized in that it comprises a flexible tubular member where an intermediate portion of this flexible tube comprises a plurality of successive substantially circular sections pivotally mounted relative to each other defining a median plane such that the flexible tube forms a moderate curvature equal to the radius of curvature of this median plane. The objective is to keep the intermediate portion of the flexible tube in suspension between the underwater floor and the floating structure.

O documento WO 2009/063163 (Zhimin Tan e outros), aqui inserido como referência, apresenta um sistema de suporte para tubulação flexível no qual uma quantidade de suportes adaptados no tubo flexível, que servem para manter o tubo a uma determinada altura do solo submarino, imprima uma flutuabilidade controlada a um trecho do tubo flexível e seja adaptável e complacente com as condições às quais o tubo flexível pode experimentar por influência do meio.  WO 2009/063163 (Zhimin Tan et al.), Incorporated herein by reference, discloses a flexible pipe support system in which a number of adapted supports on the flexible pipe, which serve to maintain the pipe at a certain height from the underwater floor. , print controlled buoyancy to a stretch of hose and be adaptable and compliant with the conditions under which hose can experience under the influence of the medium.

A técnica ainda se ressente de uma alternativa para evitar a diminuição da vida útil, particularmente em risers do tipo SCR, de uma forma eficiente e de simples implementação. The technique still resents an alternative to avoid the reduced service life, particularly in SCR-type risers, in an efficient and straightforward manner.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO SUMMARY OF THE INVENTION

São objetivos da presente invenção: a redução do fenómeno de flambagem no ponto em que um riser do tipo SCR em uma configuração de catenária livre toca o solo submarino, a redução do seu peso aparente e a redução do dano que causa fadiga do material do qual o riser é formado, sejam esses problemas causados pelos movimentos oriundos da unidade flutuante à qual ele está ligado, ou pela passagem de correntes marinhas no entorno do riser.  Objectives of the present invention are: reducing the buckling phenomenon at the point where an SCR-type riser in a free catenary configuration touches the underwater floor, reducing its apparent weight and reducing the fatigue-damaging material of which it is used. The riser is formed, whether these problems are caused by movements from the floating unit to which it is attached, or by the passage of marine currents around the riser.

Tais objetivos são alcançados por meio da aplicação de amortecedores hidrodinâmicos em, pelo menos, um determinado segmento do riser.  These objectives are achieved by applying hydrodynamic dampers to at least one particular riser segment.

A característica principal do amortecedor hidrodínâmico é eminentemente funcional, ou seja, o amortecedor hidrodínâmico tem a função de interromper a propagação de uma onda compressiva pelo riser, induzindo uma flambagem de forma controlada e esperada a uma certa distância do ponto de toque do riser com o solo submarino.  The main characteristic of the hydrodynamic damper is eminently functional, that is, the hydrodynamic damper has the function of stopping the propagation of a compressive wave by the riser, inducing a controlled and expected buckling at a certain distance from the riser touch point with the riser. undersea soil.

Um benefício secundário, porém não menos importante é o aumento da vida útil devida à fadiga por vibrações induzidas por vórtices (VIV). Os amortecedores hidrodinâmicos modificam a resposta dinâmica do riser e os resultados de simulações numéricas apontam para a possibilidade de redução ou, até mesmo, eliminação da necessidade do uso de supressores de vórtices.  A minor, but no less important benefit is the increased life due to Vortex Induced Vibration Fatigue (VIV). Hydrodynamic dampers modify the dynamic response of the riser and the results of numerical simulations point to the possibility of reducing or even eliminating the need for the use of vortex suppressors.

Há, ainda, a redução do peso aparente do riser por ser o amortecedor hidrodínâmico constituído de material de baixa densidade, o que pode reduzir as cargas na unidade de produção.  There is also a reduction in the apparent weight of the riser because it is the hydrodynamic damper made of low density material, which can reduce the loads in the production unit.

O amortecedor hidrodínâmico da presente invenção apresenta uma pluralidade de concretizações possíveis e dependentes do cenário no qual o riser se encontra, porém a característica comum a todas as concretizações é ter a conformação de um sobrerrevestimento com fácil adaptação e manter o ríser na configuração em catenária livre. The hydrodynamic damper of the present invention has a plurality of possible and scenario-dependent embodiments, but the feature common to all One embodiment is the conformation of an overcoat with easy adaptation and keeping the riser in the free catenary configuration.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

As características do amortecedor hidrodinâmico para riser em catenária, objeto da presente invenção, serão melhor percebidas a partir da descrição detalhada que se fará a seguir, a mero título de exemplo, associada aos desenhos abaixo referenciados, os quais são parte integrante do presente relatório.  The characteristics of the catenary riser hydrodynamic damper of the present invention will be better understood from the following detailed description, by way of example only, associated with the drawings referenced below, which are an integral part of this report.

As Figuras 1A, 1 B, 1C e 1 D, são representações de algumas concretizações possíveis para o amortecedor hidrodinâmico da presente invenção instalado em um ríser do tipo SCR.  Figures 1A, 1B, 1C and 1D are representations of some possible embodiments for the hydrodynamic damper of the present invention installed on a SCR type riser.

A Figura 2 é uma representação da aplicação do amortecedor hidrodinâmico da presente invenção em apenas um segmento do SCR e sem carga hidrodinâmica.  Figure 2 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of the present invention on only one segment of the SCR and without hydrodynamic load.

A Figura 3 é uma representação da aplicação do amortecedor hidrodinâmico da Figura 2 onde este amortecedor encontra-se na configuração deformada devido à ação de cargas hidrodinâmicas.  Figure 3 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of Figure 2 where this damper is in the deformed configuration due to the action of hydrodynamic loads.

A Figura 4 é uma representação da aplicação do amortecedor hidrodinâmico da presente invenção em mais de um segmento do SCR apresentando também sua configuração deformada.  Figure 4 is a representation of the application of the hydrodynamic damper of the present invention to more than one segment of the SCR also showing its deformed configuration.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A descrição detalhada do amortecedor hidrodinâmico para ríser em catenária, objeto da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que os formam, com base nas Figuras acima descritas.  The detailed description of the catenary hydrodynamic shock absorber, object of the present invention, will be made according to the identification of the components that form them, based on the Figures described above.

É objetivo da presente invenção a redução do fenómeno de flambagem no ponto em que um ríser em uma configuração de catenária livre toca o solo submarino, a redução do seu peso aparente e a redução do dano causado por VIV devido aos efeitos dos carregamentos hidrodinâmicos que são impostos ao ríser pelas condições do meio ambiente, sejam essas condições devidas à indução de movimentos pela unidade flutuante à qual ele está ligado, sejam essas condições devidas à passagem de correntes marinhas no entorno do. It is an object of the present invention to reduce the buckling phenomenon at the point where a ridge in a free catenary configuration touches the underwater ground, to reduce its apparent weight and to reduce the damage caused by VIV due to the effects of hydrodynamic loading being imposed upon the rísis by the conditions environment, whether these conditions are due to the induction of movement by the floating unit to which it is attached, or these conditions due to the passage of marine currents around the.

A título de esclarecimento, a palavra riser daqui por diante será utilizada como designação para especificar um riser do tipo SCR {Steel Catenary Riser).  By way of clarity, the word riser will hereinafter be used as a designation for specifying an SCR {Steel Catenary Riser) riser.

Como já abordado anteriormente, a técnica atual ainda não encontrou uma solução eficiente que evite a ocorrência de flambagem na região do TDP (Touch Down Point) em risers de catenária livre. Na aplicação prática, para que esse problema seja contornado, são empregados outros tipos de risers em configurações que desacoplam movimentos relativos à unidade flutuante do ponto de contato do riser com o solo. No entanto essas soluções elevam em demasia os custos envolvidos.  As discussed earlier, the current technique has not yet found an effective solution to prevent buckling in the TDP (Touch Down Point) region in free catenary risers. In practical application, to overcome this problem, other types of risers are employed in configurations that decouple movements relative to the floating unit of the riser contact point with the ground. However, these solutions greatly increase the costs involved.

Uma primeira experiência na busca de uma solução para o problema da flambagem envolveu a utilização de um trecho de revestimento leve no ponto onde o riser toca o solo submarino levando- se em consideração como unidade flutuante um navio do tipo FPSO, ancorado em forma de ancoragem multiponto, recebendo a incidência de ondas extremas em uma lâmina d'água ultra profunda, obteve-se resultado negativo em relação à eficiência na redução de tensões extremas no riser.  A first experiment in finding a solution to the buckling problem involved the use of a lightweight stretch at the point where the riser touches the undersea ground, taking into consideration as a floating unit an anchored FPSO-type vessel. multipoint, receiving the incidence of extreme waves in an ultra deep water depth, was negative in relation to the efficiency in reducing extreme stresses in the riser.

Os objetivos da presente invenção foram alcançados por meio da aplicação de um ou mais trechos de revestimento leve por sobre segmentos do riser que se encontram ao longo do comprimento suspenso em vez de apenas na região (P) do TDP.  The objectives of the present invention have been achieved by applying one or more lightweight patches over riser segments that lie along the suspended length rather than just in the TDP region (P).

Os amortecedores hidrodinâmicos (1) da presente invenção são caracterizados por interromper a propagação de uma onda compressiva (O) pelo riser (R) por meio da indução de uma flambagem de forma calculada e controlada, em uma porção do comprimento suspenso do riser (R), a uma certa distância do ponto de toque (P) do riser (R) com o solo submarino, ou seja, a região do TDP. Hydrodynamic dampers (1) of the present invention are characterized by interrupting the propagation of a compressive wave (O) by the riser (R) by inducing a calculated and controlled buckling in a portion of the suspended length of the riser (R) at a certain distance from the touch point (P) of the riser (R) with the submarine ground, ie the TDP region.

As Figuras 1A, 1 B, 1C e 1 D mostram possíveis, mas não limitantes concretizações para o amortecedor hidrodinâmico, objeto da presente invenção.  Figures 1A, 1B, 1C and 1D show possible, but not limiting embodiments for the hydrodynamic damper, object of the present invention.

Na Figura 1A, em uma primeira concretização, o amortecedor hidrodinâmico (1) compreende um único trecho (11) de revestimento leve, com diâmetro constante, aplicado por sobre, pelo menos um segmento do comprimento suspenso de um riser (R).  In Figure 1A, in a first embodiment, the hydrodynamic damper (1) comprises a single lightweight, constant diameter stretch (11) applied over at least one suspended length segment of a riser (R).

Na Figura 1 B, em uma segunda concretização, o amortecedor hidrodinâmico (1 ) compreende um trecho de maior diâmetro (12) de revestimento leve, aplicado por sobre, pelo menos, um segmento do comprimento suspenso de um riser (R) e, pelo menos, um trecho (11) de revestimento leve, instalado junto a, pelo menos, uma das extremidades do trecho de maior diâmetro (12), trecho (11 ) com diâmetro intermediário entre o diâmetro do riser e o diâmetro do trecho de maior diâmetro (12).  In Figure 1B, in a second embodiment, the hydrodynamic damper (1) comprises a larger diameter stretch (12) of light coating applied over at least one suspended length segment of a riser (R) and at least at least one light-lined stretch (11) installed near at least one end of the larger diameter stretch (12), stretch (11) intermediate diameter between the riser diameter and the largest diameter stretch (12).

Na Figura 1C, em uma terceira concretização, o amortecedor hidrodinâmico (1 ) compreende um trecho de maior diâmetro (12) de revestimento leve, aplicado por sobre, pelo menos, um segmento do comprimento suspenso de um riser (R), pelo menos, um trecho de transição (13) de revestimento leve, instalado junto a, pelo menos, uma das extremidades do trecho de maior diâmetro (12), e, pelo menos, um trecho (11 ) de revestimento leve, instalado junto a, pelo menos, uma das extremidades do trecho de transição (13), o qual possui um diâmetro intermediário entre o diâmetro do riser (R) e o diâmetro do trecho de (11)  In Figure 1C, in a third embodiment, the hydrodynamic damper (1) comprises a larger diameter stretch (12) of light coating applied over at least one suspended length segment of at least one riser (R). a lightweight transitional section (13) installed near at least one end of the larger diameter section (12) and at least one lightweight section (11) installed near at least one , one end of the transition stretch (13), which has an intermediate diameter between the riser diameter (R) and the stretch diameter of (11)

Na Figura 1 D, em uma quarta concretização, o amortecedor hidrodinâmico (1 ) compreende um segmento (16) de revestimento leve, de diâmetro variável, onde este diâmetro aumenta continuamente desde as suas extremidades (E1 , E2) de diâmetro próximo ao diâmetro do riser (R), a um diâmetro máximo (Dm), segmento (16) que é aplicado por sobre pelo menos um segmento do comprimento suspenso do riser (R). In Figure 1D, in a fourth embodiment, the hydrodynamic damper (1) comprises a light-coated segment (16) of variable diameter, where this diameter continuously increases from its ends (E1, E2) in diameter close to the diameter of the riser (R), to a maximum diameter (Dm), segment (16) which is applied over at least one segment of the suspended length of the riser (R).

O emprego do trecho (11) em relação às extremidades do trecho de maior diâmetro (12) tem um posicionamento que pode ser escolhido entre: em uma das extremidades, e, em ambas as extremidades.  The use of the stretch (11) in relation to the ends of the larger diameter stretch (12) has a positioning that can be chosen from: at one end, and at both ends.

Quando empregado mais de uma unidade, o trecho (11) pode ser escolhido entre: ter mesmo comprimento, ter comprimentos diferentes, ter mesmos diâmetros e ter diâmetros diferentes entre si.  When employed more than one unit, the portion 11 may be chosen from: having same length, having different lengths, having same diameters and having different diameters from each other.

O emprego tanto do trecho de transição (13) quanto do trecho The use of both the transition section (13) and the

(11 ) em relação às extremidades do trecho de maior diâmetro (12) tem um posicionamento que pode ser escolhido entre: ser assimétrico com trechos (11 , 13) diferentes, com mais de um trecho (11 ,13) em uma extremidade e, pelo menos um elemento na outra extremidade e trechos (11 , 13) em apenas uma extremidade. (11) in relation to the ends of the larger diameter section (12) has a position which can be chosen from: being asymmetric with different sections (11, 13), with more than one section (11, 13) at one end and, at least one element at the other end and sections (11, 13) at only one end.

O amortecedor hidrodinâmico (1) emprega como elemento de constituição material de revestimento comum que atenda simultaneamente os requisitos de resistência mecânica e de baixa densidade. Exemplo típico deste material é o que constitui os revestimentos térmicos de riser (R) utilizados normalmente e disponíveis no mercado.  The hydrodynamic damper (1) employs as its constituent common liner material which simultaneously meets the mechanical strength and low density requirements. A typical example of this material is the commonly used commercially available riser (R) thermal coatings.

A utilização de material de baixa densidade reduz o peso aparente do segmento de riser (R) onde o mesmo é instalado, tornando- o mais complacente. O aumento do diâmetro hidrodinâmico do riser (R) pela adaptação do amortecedor hidrodinâmico (1 ) torna-o mais suscetível aos carregamentos hidrodinâmicos (CH).  The use of low density material reduces the apparent weight of the riser (R) segment where it is installed, making it more compliant. Increasing the riser hydrodynamic diameter (R) by adapting the hydrodynamic damper (1) makes it more susceptible to hydrodynamic loading (CH).

A Figura 2 mostra um amortecedor hidrodinâmico segundo uma das possíveis concretizações, aplicado em um segmento do comprimento suspenso do riser (R), afastado da região (P) do TDP e em uma situação isenta de carregamentos hidrodinâmicos (CH). A Figura 3 mostra um amortecedor hidrodinâmico (1) sob ação de propagação de uma onda compressiva (O) e carregamentos fciidrodinâmicos (CH). Figure 2 shows a hydrodynamic damper in one possible embodiment applied to a suspended length segment of the riser (R) away from the TDP region (P) and in a hydrodynamically load (CH) free situation. Figure 3 shows a hydrodynamic damper (1) under the propagation action of a compressive wave (O) and hydrodynamic loads (CH).

Pode ser observado que quando a unidade flutuante (U) se movimenta por ação das ondas da superfície, o movimento vertical (V) que a unidade executa é transmitido diretamente ao topo do riser (R). Este movimento gera uma carga vertical no sentido de compressão do riser (R) que se propaga em direção ao solo submarino. Além disso, o riser (R) também se movimenta gerando carregamentos hidrodinâmicos (CH) perpendiculares à parede do mesmo, devido à presença do fluido externo (água do mar) (detalhe hachurado na Figura 3).  It can be observed that when the floating unit (U) moves by surface waves, the vertical movement (V) that the unit performs is transmitted directly to the top of the riser (R). This movement generates a vertical load in the riser (R) compression direction that propagates toward the underwater floor. In addition, the riser (R) also moves generating hydrodynamic loads (CH) perpendicular to the wall due to the presence of external fluid (seawater) (hatched detail in Figure 3).

O diâmetro do riser (R) torna-se maior no segmento em que o amortecedor hidrodinâmico é aplicado. As cargas perpendiculares à parede do riser (R) são proporcionais ao diâmetro hidrodinâmico do mesmo. Devido a isto, as cargas hidrodinâmícas neste segmento também serão maiores.  The diameter of the riser (R) becomes larger in the segment where the hydrodynamic damper is applied. The loads perpendicular to the riser wall (R) are proportional to its hydrodynamic diameter. Due to this, the hydrodynamic loads in this segment will also be higher.

A resultante dos esforços incidentes sobre o segmento de riser (R) e sobre o amortecedor faz com que estes últimos se curvem controladamente em resposta às solicitações e interrompa a propagação da onda compressiva (O) proveniente do topo do riser (R).  The resulting stresses on the riser segment (R) and the damper cause the latter to bend controllably in response to requests and stop the propagation of the compressive wave (O) from the top of the riser (R).

O controle da curvatura do segmento de riser (R) em função da magnitude da solicitação de carga pode ser obtido controlando-se parâmetros que compreendem: o comprimento do segmento, o peso específico do material e a espessura do amortecedor hidrodinâmico (1).  The control of the riser segment curvature (R) as a function of the magnitude of the load request can be obtained by controlling parameters that include: the segment length, the material specific weight and the hydrodynamic damper thickness (1).

A Figura 4 ilustra uma situação onde mais de um segmento do riser (R) encontra-se equipado com amortecedor hidrodinâmico, situação que aumenta a eficiência na interrupção da propagação da onda compressiva (O) e na solução do problema de flambagem na região (P) do TDP. No detalhe hachurado desta Figura 4, podem ser observados os amortecedores hidrodinâmicos (1) em uma situação de deformação, devido ao fato de estarem submetidos a carregamentos hidrodinâmicos (CH) e de compressão. Figure 4 illustrates a situation where more than one riser segment (R) is equipped with a hydrodynamic damper, which increases the efficiency in stopping compressive wave propagation (O) and solving the buckling problem in the region (P ) of the TDP. In the hatched detail of this Figure 4, the hydrodynamic dampers (1) can be observed in a situation of deformation due to the fact that they are subjected to hydrodynamic (CH) and compression loads.

O segmento de riser (R) com amortecedor hidrodinâmico ao se flexionar sob carga, evita que as cargas de compressão oriundas dos movimentos impostos no topo do riser (R) causem flambagem na região (P) do TDP onde este riser (R) toca o solo submarino.  The hydrodynamic damper riser segment (R) when flexing under load, prevents compression loads from the motions imposed on the top of riser (R) from buckling in the TDP region (P) where this riser (R) touches the undersea soil.

Com o objetivo de estudar a viabilidade do emprego de risers (R) do tipo SCR acoplados em unidades flutuantes do tipo FPSO, foram realizadas simulações numéricas utilizando como base os dados de um cenário localizado na Bacia de Santos, Brasil, aqui apresentadas a título de mero exemplo.  In order to study the feasibility of using SCR risers (R) coupled to FPSO floating units, numerical simulations were performed based on data from a scenario located in the Santos Basin, Brazil, presented here as mere example.

As simulações foram feitas levando-se em conta um riser (R) sem o amortecedor hidrodinâmico e com amortecedor hidrodinâmico. Os resultados numéricos obtidos mostraram que o riser (R) com o amortecedor hidrodinâmico da presente invenção eliminou a flambagem na região (P) onde o riser (R) toca o solo submarino e, mesmo ao simular situações de carregamentos em níveis extremos, o nível de tensões impostas ao riser (R) apresentou reduções de até 60%.  The simulations were made considering a riser (R) without the hydrodynamic damper and with hydrodynamic damper. The numerical results obtained showed that the riser (R) with the hydrodynamic damper of the present invention eliminated buckling in the region (P) where the riser (R) touches the undersea ground and, even when simulating extreme level loading situations, the level of stress imposed on the riser (R) showed reductions of up to 60%.

Com o emprego dos amortecedores hidrodinâmicos, abre-se a possibilidade de utilização de risers (R) de aço em catenária livre, que é ainda o conceito mais simples e robusto em termos de riser (R), sem o custo elevado advindo da aplicação de supressores de vórtices, e eliminando problemas de emprego dos SCR em função de eventos extremos.  The use of hydrodynamic shock absorbers opens the possibility of using free catenary steel risers (R), which is still the simplest and most robust riser (R) concept without the high cost of applying vortex suppressors, and eliminating problems with the use of SCR due to extreme events.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção, que é um amortecedor hidrodinâmico (1 ) que tem a função de interromper a propagação de uma onda compressiva (O) por um riser (R) induzindo uma flambagem de forma controlada e esperada a uma certa distância da região (P) de toque do riser (R) com o solo submarino, se mantém preservado quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente yersados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, adaptações e equivalentes cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da presente invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem. Although the present invention has been described in its preferred embodiment, the main concept underlying the present invention, which is a hydrodynamic damper (1) which has the function of stopping the propagation of a compressive wave (O) by a riser ( R) inducing buckling in a controlled and expected manner at a certain distance from the riser touch region (P) with the submarine ground remains preserved in its innovative character, where those usually employed in the art may envision and practice appropriate variations, modifications, alterations, adaptations and equivalents to the working environment in question, without, however, departing from the scope and scope of the present invention. , which are represented by the following claims.

Claims

REIVINDICAÇÕES AMORTECEDOR HIDRODINAMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, caracterizado por compreender pelo menos um único trecho (11) de revestimento leve, com diâmetro constante, aplicado por sobre pelo menos um segmento do comprimento suspenso de um ríser (R), para interromper a propagação de uma onda compressiva (O) pelo ríser (R) por meio da indução de uma flambagem, de forma calculada e controlada, em uma porção do comprimento suspenso do ríser (R), a uma certa distância do ponto de toque do ríser (R) com o solo submarino. CATENARY UPPER HYDRODYNAMIC DAMPER, characterized in that it comprises at least one lightweight, constant diameter stretch (11) applied over at least one suspended length segment of a riser (R) to stop the spread of a compressive wave (O) by the riser (R) by inducing a calculated and controlled buckling at a portion of the suspended length of the riser (R) at a certain distance from the touch point of the riser (R) with the undersea soil. AMORTECEDOR HIDRODINAMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por opcionalmente compreender pelo menos um trecho de maior diâmetro (12) de revestimento leve, aplicado por sobre o trecho (11) de revestimento leve.  CATENARY UPPER PIPE HYDRODYNAMIC DAMPER according to claim 1, characterized in that it optionally comprises at least one larger diameter section (12) of light coating applied over the light coating section (11). AMORTECEDOR HIDRODINAMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por opcionalmente compreender pelo menos um trecho de maior diâmetro (12) de revestimento leve aplicado por sobre pelo menos um primeiro elemento de transição (13) de revestimento leve, instalado junto a pelo menos uma das extremidades do trecho de maior diâmetro (12), e este aplicado por sobre o trecho 11 de revestimento leve.  CATENARY UPPER PIPE HYDRODYNAMIC DAMPER according to claim 1, characterized in that it optionally comprises at least one larger diameter stretch (12) of light coating applied by at least one first light coating transition element (13) installed on it. at least one end of the larger diameter stretch (12), and the latter is applied over the lightly coated stretch 11. AMORTECEDOR HIDRODINAMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, caracterizado por compreender pelo menos um segmento (16) de revestimento leve, de diâmetro variável, onde este diâmetro aumenta continuamente desde as suas extremidades (E1 , E2) de diâmetro próximo ao diâmetro do ríser (R) até atingir um diâmetro máximo (Dm), sendo o referido segmento (16) aplicado por sobre pelo menos um segmento do comprimento suspenso do ríser (R). CATENARY UPPER HYDRODYNAMIC DAMPER, characterized in that it comprises at least one lightweight, variable diameter segment (16), where this diameter continuously increases from its ends (E1, E2) in diameter close to the diameter of the riser (R) to a maximum diameter (Dm), said segment (16) being applied over at least one segment of the suspended length of the riser (R) 5- AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE c EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por a resultante dos esforços incidentes sobre o segmento de riser (R) e o amortecedor hidrodinâmico (1) fazer com que os referidos segmentos de riser (R) se curvem controladamente em resposta às solicitações, e interrompa a propagação da onda compressiva (O) proveniente do topo do riser (R).  Upstream CATHYDRAIN CUBE HYDRODYNAMIC DAMPER according to claim 1, characterized in that the resulting stresses on the riser segment (R) and the hydrodynamic damper (1) cause said riser segments (R ) bend controllably in response to requests, and stop the propagation of the compressive wave (O) from the top of the riser (R). 6- AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o controle da curvatura do segmento de riser (R) devido à magnitude da solicitação de carga ser uma função do comprimento do segmento, peso específico do material do revestimento e espessura do amortecedor hidrodinâmico (1 ).  6. CATENARY UPHOLDER HYDRODYNAMIC DAMPER according to claim 1, characterized in that the control of the riser segment curvature (R) due to the magnitude of the load request is a function of the segment length, specific material weight of the hydrodynamic damper coating and thickness (1). 7- AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o segmento de riser (R) dotado com amortecedor hidrodinâmico ao se flexionar sob carga, ser mantido o riser (R) em catenária livre sem ocorrência de movimentos que causem flambagem na região (P) onde este riser (R) toca o solo submarino. 7. Catenary ascending pipe hydrodynamic damper according to claim 1, characterized in that the riser segment (R) with hydrodynamic damper when flexing under load maintains the riser (R) in a free catenary without any movement. that cause buckling in the region (P) where this riser (R) touches the submarine ground. 8- AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o trecho (11) poder ter seu posicionamento escolhido entre: em apenas uma das extremidades, e, em ambas as extremidades, em relação às extremidades do trecho de maior diâmetro ( 2).  A CATHENARY UPPER PIPE HYDRODYNAMIC DAMPER according to claim 1, characterized in that the section (11) can be positioned between: at one end only and at both ends with respect to the end of the section. of larger diameter (2). 9- AMORTECEDOR HIDRODINÂMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por permitir ser aplicada sobre um segmento de riser (R) mais de uma unidade e serem os trechos de transição escolhidos entre: ter mesmo comprimento, ter comprimentos diferentes. 10- AMORTECEDOR HIDRODINAMICO PARA TUBO ASCENDENTE EM CATENÁRIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizadoCATENARY UPPER HYDRODYNAMIC DAMPER, according to claim 1, characterized in that it is possible to apply more than one unit over a riser segment (R) and that the transition sections are chosen from: having the same length, having different lengths. . A CATHENARY UPPER PIPE HYDRODYNAMIC DAMPER, according to claim 1, characterized in • por os trechos (11) e de transição (13) em relação às extremidades do trecho de maior diâmetro (12) poderem ter seu posicionamento escolhido entre: ser assimétrico com trechos (11 , 13) diferentes, possuir mais de um trecho (11 , 13) em uma extremidade e pelo menos um elemento na outra extremidade; e ter trechos (11 , 13) em apenas uma extremidade. • because the sections (11) and transition (13) in relation to the ends of the largest diameter section (12) can have their positioning chosen from: being asymmetric with different sections (11, 13), having more than one section (11) 13) at one end and at least one element at the other end; and have sections (11, 13) at one end only.
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