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BRPI0504586B1 - subsea heating module for hydrocarbon production and method for subsea storage and replacement - Google Patents

subsea heating module for hydrocarbon production and method for subsea storage and replacement Download PDF

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Publication number
BRPI0504586B1
BRPI0504586B1 BRPI0504586A BRPI0504586A BRPI0504586B1 BR PI0504586 B1 BRPI0504586 B1 BR PI0504586B1 BR PI0504586 A BRPI0504586 A BR PI0504586A BR PI0504586 A BRPI0504586 A BR PI0504586A BR PI0504586 B1 BRPI0504586 B1 BR PI0504586B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
module
oil
heating
subsea
pumping
Prior art date
Application number
BRPI0504586A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Roberto Rodrigues
Original Assignee
Petroleo Brasileiro Sa
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 filed Critical Petroleo Brasileiro Sa
Priority to BRPI0504586A priority Critical patent/BRPI0504586B1/en
Publication of BRPI0504586A publication Critical patent/BRPI0504586A/en
Publication of BRPI0504586B1 publication Critical patent/BRPI0504586B1/en

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Abstract

módulo submarino de aquecimento para produção de hidrocarbonetos e métodos para estocagem submarina e substituição do mesmo é descrito um módulo submarino de aquecimento para produção de hidrocarbonetos, dito módulo compreendendo um sistema de aquecimento (11) elétrico ou por combustão de hidrocarbonetos, integrado com outros equipamentos submarinos um módulo de bombeio (10), uma bab (30), uma anm (20), plet, plem, sistema de escoamento tipo corel flow, e similares, pelo que é possível direcionar a produção de óleo de um ou mais poços para uma uep localizada a grandes distâncias ou em terra. é igualmente descrito um método para estocagem submarina dos módulos da invenção, que compreende prover o solo marinho de pelo menos dois furos revestidos (61) e (62) de forma que no primeiro furo (61) é instalado um módulo de reserva (63) em perfeitas condições de funcionamento, enquanto o segundo furo (62) fica disponível para receber (acomodar) algum módulo falho retirado (10), onde ficará estacionado aguardando remoção posterior para a superfície para reparo. o equipamento falho será removido por embarcação com ou sem sonsa.subsea hydrocarbon production module and methods for subsea storage and replacement thereof a subsea hydrocarbon production module, said module comprising an electrical or hydrocarbon combustion heating system (11) integrated with other equipment submarines a pumping module (10), a bab (30), an anm (20), plet, plem, corel flow type flow system, and the like, so it is possible to direct oil production from one or more wells to a PEU located over long distances or on land. Also described is a method for subsea storage of the modules of the invention, comprising providing the seabed with at least two coated holes (61) and (62) such that a spare module (63) is installed in the first hole (61). in perfect working condition, while the second hole (62) is available to receive (accommodate) any defective module removed (10), where it will be parked awaiting subsequent removal to the surface for repair. Failed equipment will be removed by boat with or without sound.

Description

MÓDULO SUBMARINO DE AQUECIMENTO PARA PRODUÇÃO DE HIDROCARBONETOS E MÉTODO PARA ESTOCAGEM SUBMARINA E SUBSTITUIÇÃO DO MESMO A presente invenção pertence ao campo dos equipamentos submarinos, destinados à produção de hidrocarbonetos em geral (petróleo), onde a produção de um ou mais poços de petróleo deve ser transportada por dutos submarinos até uma unidade estacionária de produção.SUBMARINE HEATING MODULE FOR HYDROCARBON PRODUCTION AND UNDERWATER STORAGE AND REPLACEMENT METHOD The present invention pertains to the field of subsea equipment intended for the production of hydrocarbons in general (petroleum), where the production of one or more oil wells must be transported by subsea pipelines to a stationary production unit.

Para aumentar a vazão e garantir o escoamento, o petróleo é aquecido através de um ou mais módulos de aquecimento submarinos, elétrico ou por combustão, onde tais módulos podem estar integrados a outros equipamentos submarinos, direcionando a produção de um ou mais poços diretamente para uma unidade estacionária de produção (UEP) que pode estar localizada a grandes distâncias dos poços, até mesmo em terra.To increase flow and ensure flow, oil is heated through one or more subsea, electric or combustion heating modules, where such modules can be integrated with other subsea equipment, directing the production of one or more wells directly to a stationary production unit (UEP) that can be located over long distances from wells, even on land.

Faz parte da presente invenção um método inovador de estocagem submarina e rápida substituição de módulos defeituosos (falhos) do dito sistema.An innovative method of underwater storage and quick replacement of faulty (faulty) modules of said system is part of the present invention.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A produção de hidrocarbonetos (petróleo) em alto mar requer a perfuração de poços submarinos de produção e de injeção e a instalação de equipamentos também submarinos, tais como: Árvore de Natal Molhada (ANM), coletores de produção (manifolds), bases adaptadoras de bombeio, separadores, PLET (pipeline end terminal), PLEM (pipe line end manifold), Bases Adaptadoras de Bombeio (BAB), Bases Adaptadoras de Produção (BAP), módulos de bombeio (MOBO), unidades submarinas de separação (água/óleo ou gás/líquidos), aquecedores submarinos, transformadores elétricos, sistema lançador de raspadores pig (dispositivo raspador para limpeza de linhas), linhas de fluxo (flowiines) e linhas ascendentes de fluxo (risers) entre a cabeça dos poços e a unidade estacionária de produção (UEP).BACKGROUND OF THE INVENTION Offshore hydrocarbon (petroleum) production requires the drilling of subsea production and injection wells and the installation of subsea equipment such as: Wet Christmas Tree (ANM), manifolds, pump adapter bases, separators, pipeline end terminal (PLET), pipe line end manifold (PLEM), pump adapter bases (BAB), production adapter bases (BAP), pump modules (MOBO), subsea separation units ( water / oil or gas / liquids), subsea heaters, electrical transformers, pig scraper launcher (line scraper), flowiines and risers between the wellhead and the stationary unit of production (UEP).

Os módulos de aquecimento quando combinados com módulos de bombeio são denominados de módulo de bombeio e aquecimento (MBA). A UEP pode estar construída e localizada sobre uma embarcação, numa plataforma fixa ou até mesmo em terra. Quando estas UEP são construídas sobre cascos de navios ou cascos semi-submersíveis, possuindo capacidade para processamento, estocagem e descarga de petróleo, são denominadas de FPSO {Floating Production Storage Off Loading). A corrida em busca de tecnologias que permitam produzir petróleo no mar, longe da costa e sem o auxilio de grandes plataformas habitadas por centenas de empregados, envolve, hoje, a maioria das empresas de petróleo. À medida que a exploração avança para lâminas d’água cada vez mais profundas, o custo das UEPs, dos risers, da ancoragem e também os custos de operação aumentam, assim como o risco da operação. A exportação de óleo de poços diretamente para a terra, denominada subsea to shore (também conhecido como subsea to beach), ainda enfrenta limitações tecnológicas.Heating modules when combined with pumping modules are called pumping and heating module (MBA). The UEP can be built and located on a boat, on a fixed platform or even on land. When these UEPs are built on ship hulls or semi-submersible hulls, having capacity for oil processing, storage and discharge, they are called Floating Production Storage Off Loading (FPSO). The race for technologies that will make it possible to produce oil at sea, off the coast and without the aid of large platforms inhabited by hundreds of employees, today involves the majority of oil companies. As exploration progresses to deeper and deeper water depths, the cost of the UEPs, risers, mooring and also the operating costs increase as well as the risk of the operation. Exporting oil from wells directly to land, called subsea to shore (also known as subsea to beach), still faces technological limitations.

Uma alternativa é o escoamento do óleo até uma plataforma de produção fixa ou flutuante, localizada em águas mais rasas, a meio caminho do continente, este sistema sendo conhecido como subsea to near shore.An alternative is to drain oil to a fixed or floating production platform located in shallower waters midway across the continent, this system being known as subsea to near shore.

Outra alternativa é a utilização de Unidades Estacionárias simplificadas, com poucas funções, entre elas as de controle e distribuição de energia elétrica, mas sem armazenamento, manuseio ou processamento de petróleo.Another alternative is the use of simplified Stationary Units, with few functions, including those for the control and distribution of electricity, but without storage, handling or processing of oil.

Também o desenvolvimento de campos e poços satélites (grande afastamento da UEP) requer soluções de menor custo. São campos pequenos, situados a 10, 30 ou 50 quilômetros de distância, que não pagam o investimento de uma nova plataforma, mas que poderíam se tornar produtivos se interligados a uma plataforma posicionada a uma distância maior do que a usual: são os chamados tie backs. À medida que o petróleo é produzido, geralmente o reservatório de petróleo tende a despressurizar. Em condições de campos marítimos (offshore) é usual a injeção de água, geralmente do mar, para evitar a despressurização do reservatório de petróleo. Com o tempo os poços passam a produzir grande quantidade de água. O destino desta água é sempre um problema, já que para o seu descarte para o mar a mesma deve sofrer um tratamento rigoroso. A sua re-injeção no reservatório produtor, dependendo da qualidade da água, também é um problema. A re-injeção em um reservatório de descarte (tipo aquífero), requer a perfuração de poços submarinos de altos custos.Also the development of satellite fields and wells (large distance from UEP) requires lower cost solutions. They are small fields, 10, 30 or 50 kilometers apart, that do not pay the investment of a new platform, but that could become productive if interconnected to a platform positioned at a greater distance than usual: they are called tie backs As oil is produced, the oil reservoir generally tends to depressurize. In offshore conditions it is usual to inject water, usually from the sea, to avoid depressurization of the oil reservoir. Over time the wells produce a large amount of water. The fate of this water is always a problem, since for its disposal to the sea it must be rigorously treated. Re-injection into the producing reservoir, depending on water quality, is also a problem. Re-injection into a disposal reservoir (aquifer type) requires the drilling of costly submarine wells.

Geralmente os poços produtores estão distantes (alguns quilômetros) da unidade de produção, sendo necessário o fornecimento de energia na forma de pressão e algumas vezes também temperatura, de forma que os fluidos possam ser capazes de fluir na direção da unidade de produção, geralmente com altas vazões para manter a atratividade econômica do projeto.Producer wells are usually (a few kilometers) away from the production unit, requiring the supply of energy in the form of pressure and sometimes also temperature, so that fluids may be able to flow towards the production unit, usually with high flow rates to maintain the project's economic attractiveness.

Diversos métodos de elevação artificial são utilizados para aumentar essas vazões. Um desses métodos utiliza bombas, como, por exemplo bombas centrífugas submersíveis (BCS) instaladas no fundo dos poços produtores de petróleo e geralmente acionadas por motor elétrico, sendo conhecidas em inglês por electrical submersible pumps (ESP). Em algumas condições essas bombas podem ser montadas dentro de módulos instalados no solo marinho. Tais módulos de bombeio podem utilizar diversos tipos de bombas, entre elas, BCS e também bombas tipo multifásicas. As primeiras (BCS) apresentam geometria longa e esbelta, já que são projetadas para serem instaladas dentro de poços e as segundas (multifásicas), uma geometria compacta já que são geralmente instaladas no solo marinho (fora do poço). A partir das patentes US 4.900.433, já é conhecido que uma bomba similar a uma BCS é instalada dentro de um falso poço (dummy) construído com a finalidade de acomodar um conjunto de separação e de bombeio, e também conduzir o fluxo de petróleo desde a entrada desse poço até a sucção da bomba instalada no interior do mesmo. A partir do pedido brasileiro PI 0301255-7 da Requerente e aqui integralmente incorporado como referência, é sabido que é possível a utilização de um módulo de bombeio conectado diretamente a um equipamento submarino tal como um conjunto cabeça de poço / ANM. Esse módulo é composto por um corpo tubular fechado e um conector hidráulico, onde o dito conector é acoplado ao mandril (Tomada Intermediária de Fluxo - TIF) do equipamento submarino previamente instalado no fundo. É também sabido pelas patentes US 6.419.458 e US 6.688.392, que é possível instalar um conjunto moto bomba, similar a uma BCS, ligada hidraulicamente a um falso (dummy) poço, tanto para produzir petróleo como para injetar água ou outro fluído no reservatório de petróleo. A partir do pedido brasileiro PI 0400926-6 (e depósito correspondente nos Estados Unidos, US10/982,848) da Requerente e aqui também integralmente incorporado como referência, sabe-se que é possível a instalação de um módulo de bombeio alojado dentro de um furo revestido (estaca oca cravada) no solo marinho e acoplado a uma base adaptadora de produção (BAB). Esse furo é localizado algumas dezenas de metros (afastado) da cabeça do poço, O pedido brasileiro PI 0404603-0 da Requerente e aqui também integralmente incorporado como referência descreve a instalação de um módulo de bombeio alojado dentro de um furo revestido (estaca oca cravada), ou no próprio poço de captação de água em sistemas de captação e injeção de água de aqüífero subterrâneo. O pedido brasileiro PI 0403295-0 da Requerente e aqui também integralmente incorporado como referência descreve a instalação de dois ou mais conjuntos de bombeio em módulos independentes, montados sobre estruturas que são apoiadas diretamente no solo marinho. O pedido brasileiro PI 0500996-0 da Requerente e aqui também integralmente incorporado como referência descreve a instalação de um módulo de bombeio integrado a um equipamento submarino que pode ser uma ANM, manifold, PLET ou outro equipamento submarino similar.Several artificial lifting methods are used to increase these flows. One of these methods uses pumps, such as submersible centrifugal pumps (BCS) installed at the bottom of oil producing wells and usually driven by electric motors, known as electrical submersible pumps (ESP). Under some conditions these pumps may be mounted inside modules installed on the sea floor. Such pumping modules can use various types of pumps, including BCS as well as multiphase pumps. The former (BCS) feature long and slender geometry as they are designed to be installed inside wells and the latter (multiphase) a compact geometry as they are usually installed on the seabed (outside the well). From US 4,900,433, it is already known that a BCS-like pump is installed inside a dummy built to accommodate a separation and pumping assembly, as well as to conduct oil flow. from the entrance of this well to the suction of the pump installed inside it. From Applicant's Brazilian application PI 0301255-7 and incorporated herein by reference in its entirety, it is known that it is possible to use a pumping module connected directly to subsea equipment such as a wellhead / ANM assembly. This module consists of a closed tubular body and a hydraulic connector, where said connector is coupled to the mandrel (Intermediate Flow Socket - TIF) of subsea equipment previously installed in the bottom. It is also known from US 6,419,458 and US 6,688,392 that it is possible to install a BCS-like motorcycle pump assembly, which is hydraulically connected to a dummy well, both to produce oil and to inject water or other fluid. in the oil reservoir. From Applicant's Brazilian Application PI 0400926-6 (and corresponding United States filing, US10 / 982,848) and also incorporated herein by reference, it is known that it is possible to install a pumping module housed within a lined hole (hollow pile) on the sea floor and coupled to a production adapter base (BAB). This hole is located a few dozen meters (away) from the wellhead. Applicant's Brazilian application PI 0404603-0 and also incorporated herein by reference fully describes the installation of a pumping module housed within a coated hole (hollow piling ), or in the water well itself in underground aquifer water collection and injection systems. Applicant's Brazilian patent application PI 0403295-0, also incorporated herein by reference, describes the installation of two or more pump assemblies in independent modules mounted on structures that are supported directly on the sea floor. Applicant's Brazilian Application PI 0500996-0, also incorporated herein by reference, describes the installation of a pumping module integrated with subsea equipment which may be ANM, manifold, PLET or other similar subsea equipment.

Diversos métodos de aquecimento, entre eles os descritos nas patentes US 4.716.960, 5.065818, 6.023.554 e 6.758.268 utilizam aquecedores elétricos, geralmente instalados dentro dos poços ou na superfície, para fornecer calor ao petróleo e facilitar o seu escoamento.Several heating methods, including those described in U.S. Patent Nos. 4,716,960, 5,065818, 6,023,554 and 6,758,268 use electric heaters, generally installed inside the wells or on the surface, to provide heat to the oil and facilitate its flow.

Boa parte dos custos de instalação e de operação de equipamentos submarinos está associada à arquitetura de interligação e facilidades de instalação.Much of the installation and operating costs of subsea equipment are associated with interconnection architecture and installation facilities.

Atualmente a distância entre poços submarinos de petróleo e a unidade de produção limita-se a alguns quilômetros. Tal restrição ou barreira tecnológica é resultado da perda de pressão (perda de carga) e da perda de temperatura durante o escoamento do óleo (petróleo). A perda de pressão provocará a redução de vazão e, portanto redução de produção de óleo. Com a perda de temperatura, o óleo torna-se mais viscoso, aumentando a perda de pressão. E caso a temperatura fique abaixo da temperatura de início de aparecimento cristais (TIAC) haverá depósitos no interior dos dutos, provocando a obstrução dos mesmos.Currently the distance between submarine oil wells and the production unit is limited to a few kilometers. Such restriction or technological barrier is the result of pressure loss (pressure drop) and temperature loss during oil (petroleum) flow. Loss of pressure will result in reduced flow and therefore reduced oil production. With the loss of temperature, the oil becomes more viscous, increasing the pressure loss. And if the temperature falls below the crystallization onset temperature (TIAC) there will be deposits inside the ducts, causing them to clog.

Além disso, quanto menor for a temperatura e maior a pressão de misturas multifásicas de óleo, gás e água, maior a possibilidade de formação de hidratos, que também podem bloquear o duto.In addition, the lower the temperature and the higher the pressure of multi-phase oil, gas and water mixtures, the greater the possibility of hydrate formation, which may also block the duct.

Para o deslocamento (transporte) de fluidos viscosos, tais como óleos pesados, têm sido desenvolvidos sistemas do tipo corei flow, onde uma quantidade de água é injetada próxima da parede interna dos dutos para criar uma fina película de água de forma a reduzir a perda de carga (perda i de pressão) e facilitar o escoamento do óleo. A aplicação desta técnica para a produção em águas profundas, onde as temperaturas são baixas e as pressões altas, aumenta os riscos de formação de hidratos.For the displacement (transport) of viscous fluids such as heavy oils, corei flow systems have been developed where a quantity of water is injected near the inner wall of the ducts to create a thin film of water to reduce the loss. (pressure loss i) and facilitate oil flow. The application of this technique for deep water production where temperatures are low and pressures high increases the risk of hydrate formation.

Assim, apesar de todas as tecnologias disponíveis para a produção de hidrocarbonetos em ambiente submarino, continua a existir na arte a necessidade de um módulo de aquecimento submarino, elétrico ou por combustão de hidrocarbonetos, integrado com outros equipamentos submarinos como um módulo de bombeio, de fácil instalação e recuperação, para ser aplicado no aquecimento de petróleo, de água injetada ou de água utilizada em sistemas do tipo corei flow, tal sistema sendo descrito e reivindicado no presente pedido.Thus, despite all available technologies for the production of hydrocarbons in an underwater environment, there remains a need in the art for an underwater, electric or hydrocarbon combustion heating module, integrated with other subsea equipment such as a pumping module, easy installation and retrieval for use in heating oil, injected water or water used in corei flow type systems, such system being described and claimed in the present application.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

De um modo amplo, a invenção trata de um módulo de aquecimento, integrado com equipamentos submarinos, por exemplo módulos de bombeio, em arquiteturas do tipo base apoiada (Skid), base apoiada em furo revestido, medidores, ANM, manifold, separadores, transformadores elétricos, lançadores de pig, PLETs, sistemas do tipo corei flow, etc, utilizados na produção de fluidos hidrocarboneto, tal sistema facilitando a produção e escoamento de hidrocarbonetos de petróleo, inclusive a grandes distâncias. A fonte de energia para o sistema de aquecimento poderá ser energia elétrica ou combustão submarina de hidrocarbonetos (por exemplo gás natural). O principio de aquecimento elétrico pode ser resistivo, indutivo ou uma combinação dos mesmos.Broadly, the invention relates to a heating module, integrated with subsea equipment, for example pumping modules, in Skid-based, coated-hole-based, meter, ANM, manifold, separator, transformer architecture. electrical systems, pig launchers, PLETs, corei flow type systems, etc., used in the production of hydrocarbon fluids, such system facilitating the production and flow of petroleum hydrocarbons, even over long distances. The power source for the heating system may be electrical energy or underwater combustion of hydrocarbons (eg natural gas). The principle of electric heating can be resistive, inductive or a combination thereof.

Faz parte igualmente da presente invenção um método inovador de estocagem submarina e rápida substituição de módulos submarinos defeituosos (falhos), através da utilização de embarcações simples com operação executada a cabo.Also part of the present invention is an innovative method of underwater storage and quick replacement of faulty (faulty) underwater modules through the use of simple vessels with cable operation.

Assim, para escoar petróleo de poços submarinos, situados a grandes distâncias de unidades de produção, são utilizados módulos de bombeio e aquecimento (MBA), onde um ou mais MBA são instalados ao longo de um ou mais dutos ou linhas de escoamento até a unidade de produção.Thus, to drain oil from subsea wells, which are located at large distances from production units, pump and heat modules (MBA) are used, where one or more MBA are installed along one or more pipelines or drainage lines to the unit. of production.

Assim, a invenção provê um módulo de aquecimento integrado (combinado) com outros equipamentos submarinos, para escoamento de fluidos entre os poços produtores e a unidade de produção submarina ou entre esta e o continente. A invenção provê também um sistema de aquecimento elétrico por indução, integrado com um transformador submarino com uma ou mais tensões elétricas de saída, de forma que é otimizado o número de conexões submarinas, elétricas e hidráulicas, e é possível alimentar outros equipamentos com energia elétrica. A invenção provê adicionalmente um adaptador desviador de fluxo no formato de um quatro, dotado de uma entrada e duas saídas de forma a ser possível a conexão da entrada num mandril de saída de um módulo de conexão de um equipamento submarino qualquer, possibilitando a instalação de um módulo qualquer, por exemplo um módulo de aquecimento e a instalação do MCV na outra saída do adaptador. A invenção provê ainda um sistema de módulo de aquecimento combinado com módulo de bombeio (MBA), permitindo o fluxo a distâncias e vazões maiores do que o usual, tanto no sentido dos poços para a unidade de produção como também o fluxo inverso, que poderá ser utilizado para injeção de água e outros fluidos. A invenção provê também um sistema onde a unidade de produção poderá ser instalada mais distante (dezenas de quilômetros) que o usual, eventualmente em terra, eliminando a necessidade de uma FPSO com altos custos de construção, instalação e operação. A invenção provê alternativamente a instalação de uma bomba no interior de um poço (downhoie) produtor e a instalação de módulos de aquecimento, externos ao poço, integrados no conjunto de ANM ou em bases no solo marinho.Thus, the invention provides an integrated (combined) heating module with other subsea equipment for fluid flow between the producing wells and the subsea production unit or between it and the mainland. The invention also provides an induction electric heating system, integrated with a subsea transformer with one or more output voltage, so that the number of subsea, electrical and hydraulic connections is optimized, and other equipment can be supplied with electrical power. . The invention further provides a four-way flow diverter adapter with one inlet and two outlets so that the inlet can be connected to an outlet chuck of a submarine equipment connection module, enabling the installation of any module, such as a heating module and the installation of the MCV on the other output of the adapter. The invention further provides a pump module combined heating module (MBA) system, allowing flow at greater distances and flow rates than usual, both in the well direction to the production unit as well as the reverse flow, which may be used for injection of water and other fluids. The invention also provides a system where the production unit may be installed farther (tens of kilometers) than usual, eventually on land, eliminating the need for an FPSO with high construction, installation and operation costs. The invention alternatively provides for the installation of a pump within a producing downhoie and the installation of external heating modules integrated in the MNA assembly or in seabed bases.

A invenção provê também um método inovador de estocagem submarina e rápida substituição de módulos defeituosos (falhos), que utiliza embarcações simples, de baixo custo, com operação executada a cabo. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSThe invention also provides an innovative method of underwater storage and quick replacement of faulty modules utilizing simple, low cost vessels with cable operation. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

As FIGURAS 1A e 1B anexas mostram esquematicamente, apenas para referência e comparação, dois gráficos de perfis de temperatura ao longo do duto, de dois sistemas com MBA.The accompanying FIGURES 1A and 1B schematically show, for reference and comparison only, two temperature profile graphs along the duct of two MBA systems.

As FIGURAS 2A e 2B anexas mostram esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um MOBO, objeto do pedido brasileiro PI04Q0926-6, combinados com um sistema de aquecimento localizado no topo do MOBO, formando um MBA.The accompanying FIGURES 2A and 2B show schematically, for reference and identification purposes only, the main components of a MOBO, object of Brazilian application PI04Q0926-6, combined with a heating system located at the top of the MOBO, forming an MBA.

As FIGURAS 3A e 3B anexas mostram esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um MOBO, objeto do pedido brasileiro PI0400926-6, combinados com um sistema de aquecimento, localizado dentro do próprio MOBO, formando um MBA, A FIGURA 4 anexa mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um MOBO, objeto do pedido brasileiro PI0400926-6, integrado com um sistema de aquecimento localizado dentro do módulo, entre o motor e a sucção da bomba, formando um MBA. A FIGURA 5 anexa mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, um conjunto de ANM com um módulo de aquecimento MA integrado com o MCV da mesma. A FIGURA 6 anexa mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais equipamentos de um conjunto composto por uma Base Adaptadora de Bombeio (BAB) e um módulo de bombeio (MOBO) integrados com um módulo de aquecimento (MA) independente. A FIGURA 7 anexa mostra esquematicamente um fluxograma da configuração da Figura 6, de um MBA com o sistema de aquecimento em módulo separado (independente). A FIGURA 8 anexa mostra um MBA integrado com um manifold. A FIGURA 9 anexa mostra esquematicamente um adaptador desviador de fluxo.The accompanying FIGURES 3A and 3B show schematically, for reference and identification purposes only, the main components of a MOBO, object of Brazilian application PI0400926-6, combined with a heating system, located within the MOBO itself, forming an MBA. FIGURE 4 The appendix shows schematically, for reference and identification purposes only, the main components of a MOBO, object of Brazilian application PI0400926-6, integrated with a heating system located inside the module, between the motor and the pump suction, forming an MBA. The accompanying FIGURE 5 schematically shows, for reference and identification only, an ANM assembly with an MA heating module integrated with the MCV thereof. The accompanying FIGURE 6 shows schematically, for reference and identification purposes only, the main equipment of a set comprising a Pump Adapter Base (BAB) and a pump module (MOBO) integrated with an independent heating module (MA). The attached FIGURE 7 schematically shows a flowchart of the configuration of Figure 6 of an MBA with the separate (independent) module heating system. The attached FIGURE 8 shows an integrated MBA with a manifold. The attached FIGURE 9 schematically shows a flow diverter adapter.

A FIGURA 10 anexa mostra esquematicamente a seqüência de um método de estacionamento e substituição de módulos submarinos. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A invenção trata, pois, de um módulo de aquecimento, integrado a equipamentos submarinos, por exemplo: módulos de bombeio, em arquiteturas do tipo do tipo base apoiada (Skid), base apoiada em furo revestido, medidores, ANM, manifold, separadores, lançadores, PLETs, etc., utilizados na produção de fluidos hidrocarboneto.The accompanying FIGURE 10 schematically shows the sequence of a subsea module parking and replacement method. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention therefore relates to a heating module, integrated with subsea equipment, for example: pumping modules, in skid type, lined hole supported base, meters, ANM , manifold, separators, launchers, PLETs, etc., used in the production of hydrocarbon fluids.

Tais módulos podem ser verticais ou horizontais, instalados e recuperados por SondaIDrili pipe ou Embarcação/cabo, alojados integral ou parcialmente em furos revestidos ou externamente acima do solo marinho, sendo montados em estruturas do tipo base (skid), facilitando a recuperação dos mesmos por cabo ou coluna tubular roscada (drill pipe).Such modules can be vertical or horizontal, installed and retrofitted by SondaIDrili pipe or Vessel / cable, housed wholly or partially in coated holes or externally above the sea floor, and mounted on skid-like structures, facilitating their recovery by cable or drill pipe.

As unidades de bombeio do tipo BCS possuem a particularidade de o resfriamento do motor elétrico ser provido pelo próprio fluido bombeado. Para aplicações com fluidos viscosos, esta é uma característica altamente desejável, já que a eficiência do sistema é melhorada com o aquecimento do fluído e a consequente redução de viscosidade, parte da energia dissipada em calor sendo reaproveitada pelo aquecimento do petróleo. Neste caso os sistemas de aquecimento, quando elétricos, poderão estar localizados (dispostos) a montante, ou a jusante, ou entre o motor e a bomba.BCS type pumping units have the particularity that the electric motor cooling is provided by the pumped fluid itself. For viscous fluid applications, this is a highly desirable feature, as system efficiency is improved with fluid heating and the consequent reduction in viscosity, part of the heat-dissipated energy being reused by oil heating. In this case the heating systems, when electric, may be located (arranged) upstream or downstream, or between the motor and the pump.

Por outro lado, as BCS podem estar ainda localizadas no interior (fundo) de um poço de petróleo ou então alojadas no interior de um módulo de bombeio submarino instalado sobre o solo marinho, nas diversas configurações propostas pelos pedidos de patente PI 0301255-7, 04009266, e 0404603-0 da Requerente, tal como citados acima. A tensão elétrica ideal utilizada nas bombas pode não ser a mesma dos sistemas de aquecimento. Ainda, devido às grandes distâncias envolvidas, pode ser recomendada a utilização de uma tensão de transmissão maior do que a tensão do motor da bomba. Em ambas as situações anteriores haverá necessidade do emprego de transformador elétrico submarino para rebaixamento da tensão elétrica. O transformador poderá, dependendo das dimensões, ser acomodado no próprio módulo de aquecimento ou montado em uma base independente apoiada no solo marinho. A interligação entre o transformador e o módulo de aquecimento e outros equipamentos submarinos que também necessitem de alimentação elétrica se dará através de cabos de potência elétrica curtos com conectores elétricos nas extremidades, conhecidos como jumpers elétricos.On the other hand, the BCS may still be located inside (bottom) of an oil well or housed inside an underwater pumping module installed on the sea floor in the various configurations proposed by patent applications PI 0301255-7, 04009266, and 0404603-0 of the Applicant, as cited above. The ideal electrical voltage used in pumps may not be the same as heating systems. Also, due to the large distances involved, it may be recommended to use a transmission voltage higher than the pump motor voltage. In both previous situations it will be necessary to use an underwater electric transformer to lower the electric voltage. Depending on the dimensions, the transformer can be accommodated in the heating module itself or mounted on an independent base resting on the sea floor. The interconnection between the transformer and the heating module and other subsea equipment that also require power will be through short power cables with electrical connectors at the ends, known as electrical jumpers.

Um transformador pode ser integrado com um aquecedor elétrico, constituindo um único módulo ou equipamento, de forma que o transformador é utilizado para abaixar ou aumentar a tensão para alimentação elétrica de um ou mais equipamentos submarinos quaisquer e ao mesmo tempo o mesmo é utilizado para gerar calor, aquecendo o petróleo. Tal sistema de módulo transformador e aquecedor elétrico submarino pode ter mais de uma tensão de saída.A transformer can be integrated with an electric heater, constituting a single module or equipment, so that the transformer is used to lower or increase the voltage supply to any one or more subsea equipment and at the same time it is used to generate heat, heating the oil. Such a transformer module and subsea electric heater system may have more than one output voltage.

Com relação à alimentação através de cabo de potência elétrica, poderá existir um único cabo para alimentação do motor de bomba e o sistema de aquecimento, com ou sem emprego de transformador. A alimentação elétrica também poderá ser individual, isto é, um cabo para a bomba e outro para o sistema de aquecimento. Neste caso a corrente utilizada para o sistema de aquecimento poderá ser do tipo alternada ou corrente continua, vez que a corrente continua é mais adequada para transmissão a grandes distâncias (diversos quilômetros), e trabalha bem com sistemas de aquecimento elétrico. O conceito de MBA elétrico demanda altas potências elétricas, necessitando a geração de grandes quantidades de energia na superfície. Uma das formas de geração desta energia é pela queima de parte ou de todo o gás produzido. Este sistema torna-se altamente atrativo em locais onde não existe centro consumidor para esse gás. Neste caso o gás produzido poderá ter quatro destinos: produção de gás natural liquefeito conhecido como LNG para exportação para grandes centros consumidores, re-injeção para manutenção da pressão do reservatório e evitar a queima de gás, queima simples ou queima para geração de energia que pode ser convertida em energia térmica para aumentar o índice de recuperação de óleo do reservatório. A produção de LNG é pouco aplicada, pois requer grandes investimentos em infra-estrutura de transporte e armazenamento, além de quantidades enormes de gás para haver economia de escala. A re-injeção de gás é aplicável principalmente para reservatórios de óleo leve, onde haverá menor probabilidade de um corte de gás atingir poços produtores prematuramente, prejudicando a produtividade do mesmo, com a produção maior de gás em detrimento da quantidade de óleo. A injeção requer altos investimentos em compressores de alta pressão, linhas submarinas de gás e poços de injeção. A queima simples (sem aproveitamento) de gás, por falta de centro consumidor próximo, deve ser evitada tanto por razões ambientais como pelo fato do desperdício energético. Tal energia pode ser, em ultimo caso, utilizada para geração de calor a ser fornecido ao reservatório de petróleo de forma a melhorar os índices de recuperação e de produtividade, principalmente em óleos pesados. A queima simples tem sido uma prática banida por muitos órgãos reguladores. Por vezes, esta prática é admitida somente em fase de teste e de projeto piloto. A queima do gás para geração de energia térmica tem aplicabilidade para reservatórios de petróleo pesado com alta viscosidade. Para poços terrestres tal energia térmica é transmitida através de injeção de vapor d’água gerada com a queima de gás. A injeção pode ser continua ou intermitente. Em campos offshore, a prática de injeção de vapor é pouco utilizada pelas dificuldades de interligação da UEP com os poços, através de risers e linhas isoladas e também pela dificuldade de disponibilidade de água de boa qualidade para geração de vapor. Nesses casos, de forma menos efetiva, energia térmica pode ser transmitida para o reservatório através da injeção de água captada do mar e aquecida sem conversão total em vapor devido a problemas de depósitos de sais nos tubos do gerador de vapor (caldeira) ou geração de vapor localmente (in situ) no próprio poço.Regarding power supply via electric power cable, there may be a single power cable for the pump motor and the heating system, with or without use of a transformer. The power supply may also be individual, ie one cable for the pump and one for the heating system. In this case the current used for the heating system may be of alternating or direct current type, since direct current is more suitable for transmission over long distances (several kilometers), and works well with electric heating systems. The concept of electrical MBA demands high electrical powers, requiring the generation of large amounts of surface energy. One way of generating this energy is by burning part or all of the gas produced. This system becomes highly attractive in places where there is no consumer center for this gas. In this case, the gas produced could have four destinations: production of liquefied natural gas known as LNG for export to large consuming centers, re-injection to maintain reservoir pressure and to avoid gas flaring, simple flaring or power generation flaring. It can be converted into thermal energy to increase the oil recovery rate of the reservoir. LNG production is not widely applied because it requires large investments in transportation and storage infrastructure, and huge amounts of gas for economies of scale. Gas re-injection is mainly applicable to light oil reservoirs, where a gas cut is less likely to reach producing wells prematurely, impairing its productivity, with higher gas production at the expense of oil quantity. Injection requires high investments in high pressure compressors, subsea gas lines and injection wells. Simple (unused) gas flaring, due to the lack of a nearby consumer center, should be avoided for both environmental reasons and energy waste. Such energy may ultimately be used for heat generation to be supplied to the oil reservoir in order to improve recovery and productivity rates, especially in heavy oils. Simple burning has been a practice banned by many regulators. Sometimes this practice is only allowed in the testing and pilot design phase. Gas flaring for thermal energy generation has applicability for high viscosity heavy oil reservoirs. For terrestrial wells such thermal energy is transmitted by injection of water vapor generated by gas flaring. Injection may be continuous or intermittent. In offshore fields, the practice of steam injection is little used due to the difficulties of interconnecting UEP with the wells, through risers and isolated lines and also the difficulty of availability of good quality water for steam generation. In these cases, less effectively, thermal energy can be transmitted to the reservoir by injecting water from the sea and heated without full conversion to steam due to problems with salt deposits in the steam generator tubes (boiler) or generation of steam. steam locally (in situ) in the well itself.

Quando as unidades de bombeio são dotadas de motores refrigerados pela água do fundo do mar, os sistemas de aquecimento podem ser localizados antes ou depois das bombas, embora a localização dos mesmos antes da bomba traga como vantagem a bomba trabalhar com um fluido mais quente e menos viscoso, melhorando a eficiência da mesma e aumentando a vazão para um mesmo valor de potência de motor.When pumping units are equipped with seawater cooled motors, the heating systems can be located before or after the pumps, although their location before the pump has the advantage that the pump works with a warmer fluid and less viscous, improving its efficiency and increasing the flow to the same engine power value.

Outra alternativa para aquecer o petróleo produzido é um módulo de aquecimento por combustão, onde o calor é gerado através da combustão de hidrocarbonetos realizada no fundo do mar, através da injeção de gás e ar comprimido por linhas independentes num aquecedor (forno) submarino onde é realizada a queima. Os gases resultantes da combustão podem ser simplesmente liberados no fundo do mar para fluírem para a superfície ou então injetados nas linhas de produção de petróleo para ajudarem a elevação do óleo de forma semelhante ao gas lift.Another alternative for heating the oil produced is a combustion heating module, where heat is generated by the combustion of hydrocarbons carried out on the seabed, by the injection of gas and compressed air by independent lines into a subsea heater (furnace). performed the burning. Combustion gases can simply be released to the bottom of the sea to flow to the surface or injected into oil production lines to help lift the oil similar to gas lift.

Similarmente, em sistemas de separação submarina, por exemplo, separação de hidrocarbonetos da água, o sistema de aquecimento pode ser localizado antes ou depois da separação. Após a separação o aquecimento pode se dar tanto na linha de saída de petróleo (hidrocarbonetos) e/ou como na linha de água separada caso a mesma esteja direcionada para um poço de injeção no próprio reservatório de petróleo, O aquecimento de água antes da injeção é uma forma de prover calor para reservatórios de óleo pesado facilitando a mobilidade, arraste, movimentação e produção da mistura água e óleo.Similarly, in subsea separation systems, for example hydrocarbon separation from water, the heating system may be located before or after separation. After separation, heating can take place either on the oil (hydrocarbon) outlet line and / or on the separate waterline if it is directed to an injection well in the oil reservoir itself. Heating water before injection It is a way of providing heat to heavy oil reservoirs by facilitating the mobility, drag, movement and production of the water and oil mixture.

Em determinadas condições a água produzida pode não ser adequada para re-injeção no reservatório produtor de petróleo. As principais características (propriedades) que prejudicam a qualidade da água produzida são: presença de sólidos e/ou presença de óleo. A presença de sólidos é altamente danosa para a formação, podendo causar bloqueio do poço injetor. A presença de óleo, embora menos danosa, pode diminuir a injetividade no poço injetor.Under certain conditions the water produced may not be suitable for re-injection into the oil producing reservoir. The main characteristics (properties) that affect the quality of water produced are: presence of solids and / or presence of oil. The presence of solids is highly harmful to formation and may cause blockage of the injector well. The presence of oil, although less harmful, can decrease injector well injectivity.

Para superar as limitações anteriores, é possível captar, tratar e injetar água do mar no reservatório produtor de petróleo. Por outro lado, a água produzida pode ser injetada em outro reservatório diferente do produtor, geralmente mais raso e de menor pressão, facilitando a re-injeção. Como o reservatório de re-injeção não é o reservatório de petróleo é possível a injeção em pressões acima da pressão de fratura, já que os riscos são bem menores, em caso de fratura com comunicação para o fundo do mar.To overcome the above limitations, it is possible to capture, treat and inject seawater into the oil producing reservoir. On the other hand, the water produced can be injected into a reservoir other than the producer, usually shallower and lower pressure, facilitating the re-injection. As the re-injection reservoir is not the oil reservoir, injection at pressures above the fracture pressure is possible, since the risks are much lower in case of fracture with communication to the seabed.

Usualmente os sistemas de produção do tipo FPSO (Flotation Production Storage and Offloadíng) possuem capacidade (volume) para armazenamento de alguns dias de produção. De tempos em tempos, o mesmo é aliviado (descarregado) através de sistema de off loading para embarcações (shuttle tanks) responsáveis pelo transporte do óleo até terminais de petróleo localizados na costa. As distâncias desses terminais são variáveis, desde dezenas, centenas, até milhares de quilômetros. Essas distâncias refletem a localização do pólo ou província produtora e do centro consumidor. No caso brasileiro, praticamente a maior parte do óleo produzido é consumido ou colocado no mercado interno, desta forma se torna mais atrativo um sistema para o escoamento direto para terra e daí para as refinarias por dutos terrestres.Usually Flotation Production Storage and Offloading (FPSO) type production systems have capacity (volume) for storing a few days of production. From time to time it is relieved (discharged) through an off loading system for shuttle tanks responsible for transporting oil to offshore oil terminals. The distances of these terminals vary from tens, hundreds, even thousands of kilometers. These distances reflect the location of the producing pole or province and the consuming center. In the Brazilian case, practically most of the oil produced is consumed or placed on the domestic market, thus a system for direct flow to land and hence for refineries by terrestrial pipelines becomes more attractive.

Para que o óleo produzido ou a água injetada chegue ao ponto de destino com uma vazão econômica é necessário o uso de bombas que darão um acréscimo de energia, através de um aumento de pressão. Quando o ponto de partida está muito distante do ponto de chegada, uma grande quantidade de energia deve ser fornecida ao fluido, não só na forma de pressão como também de calor (aquecimento).In order for the produced oil or the injected water to reach the destination with an economical flow rate, it is necessary to use pumps that will increase the energy through a pressure increase. When the starting point is too far from the finishing point, a large amount of energy must be supplied to the fluid, not only in the form of pressure but also in heat (heating).

Mais de um módulo de bombeio e aquecimento (MBA) podem ser instalados em série ao longo de um duto de escoamento, aumentando a energia transferida para o fluxo de óleo, e aumentando também o afastamento possível entre o poço produtor e a UEP, que poderá estar localizada a dezenas de quilômetros, podendo estar em águas rasas ou até mesmo em terra.More than one pumping and heating module (MBA) can be installed in series along a flow duct, increasing the energy transferred to the oil flow, as well as increasing the possible gap between the producing well and the UEP, which may be located dozens of kilometers away and may be in shallow water or even on land.

Tal energia poderá ser fornecida por dois ou mais módulos, instalados num único ponto ou distribuídos em dois ou mais pontos ao longo da trajetória do duto condutor de fluido.Such power may be supplied by two or more modules, installed at a single point or distributed at two or more points along the path of the fluid conducting duct.

No caso especifico de produção de óleo direta para terra, entre grandes distâncias, como a fonte de energia elétrica geralmente está do lado terrestre, é mais adequada a adoção de pelo menos dois conjuntos de bombeio e aquecimento. Desta forma, um primeiro bombeio é executado com uma bomba no interior do poço ou por um módulo de bombeio instalado próximo da cabeça do mesmo. E bombeamentos subseqüentes são realizados ao longo da trajetória do duto.In the specific case of direct oil production to land between large distances, as the source of electricity is usually on the land side, the adoption of at least two pumping and heating sets is most appropriate. In this way, a first pumping is performed with a pump inside the well or by a pumping module installed near its head. And subsequent pumping is performed along the pipeline path.

Dependendo das características do óleo e das condições físicas de pressão e temperatura do fluxo, poderá ser necessário além do fornecimento de pressão, fornecimento de calor, e neste caso esses módulos serão do tipo MBA. A utilização de dois MBA, ao invés de apenas um próximo da cabeça do poço, mas com a mesma potência total instalada, os MBA sendo distribuídos ao longo do duto de produção, conduz a um perfil de temperatura mais adequado, pois no primeiro módulo é acrescida uma energia suficiente para manter a temperatura de forma segura acima da TIAC. No segundo ponto de aquecimento é transmitida uma energia suficiente para manter o fluido novamente acima da TIAC.Depending on the oil characteristics and the physical conditions of pressure and flow temperature, it may be necessary in addition to the pressure supply, heat supply, in which case these modules will be of type MBA. The use of two MBA, rather than just one near the wellhead, but with the same total installed power, the MBA being distributed along the production duct, leads to a more appropriate temperature profile as in the first module it is sufficient energy to maintain the temperature safely above TIAC. In the second heating point sufficient energy is transmitted to keep the fluid back above the TIAC.

Operações de limpeza através de passagem de pig prejudicam a produção, isto é, haverá uma diminuição de vazão durante tal operação, além do risco de entupimento devido ao arraste de grande quantidade de material depositado. Um perfil de temperatura mais distribuído diminui a quantidade de material depositado ao longo do tempo e consequentemente o numero de passagens de pig.Pig-pass cleaning operations hinder production, that is, there will be a decrease in flow during such operation, and the risk of clogging due to the dragging of large amounts of deposited material. A more distributed temperature profile decreases the amount of material deposited over time and hence the number of pig passages.

Além dos métodos de elevação para aumento de vazão, são comuns métodos de recuperação secundária, tais como: injeção de água no reservatório de óleo para manter a pressão, de forma a evitar a depleção do reservatório de óleo. Inicialmente pouca água é produzida. Com o passar do tempo, parte da água injetada misturada com a própria água do reservatório passa a ser produzida. Dependendo do tipo de óleo poderá haver formação de emulsões que na maioria das vezes causam um aumento na viscosidade da mistura. Modernamente estão sendo instaladas unidades submarinas de separação de água de forma a minimizar a água escoada até a unidade de produção. A água pode ser tanto um elemento favorável ou desfavorável ao escoamento, dependendo do tipo de óleo bem como da forma como a mesma se encontra na mistura, prejudicando o escoamento. Quando a água está no formato livre, favorece o escoamento reduzindo a viscosidade; já a água em emulsão aumenta a viscosidade da mistura. Óleos pesados possuem maior facilidade para a formação de emulsão.In addition to lifting methods for increased flow, secondary recovery methods are common, such as: injecting water into the oil sump to maintain pressure to prevent depletion of the oil sump. Initially little water is produced. Over time, some of the injected water mixed with the reservoir water itself is produced. Depending on the type of oil emulsions may form which most often cause an increase in the viscosity of the mixture. Submarine water separation units are currently being installed to minimize runoff to the production unit. Water can be either a favorable or unfavorable element for flow, depending on the type of oil as well as how it is in the mixture, impairing the flow. When water is free-form, it favors flow by reducing viscosity; emulsified water increases the viscosity of the mixture. Heavy oils are easier for emulsion formation.

Para poços injetores com cabeça próxima do sistema de separação submarina de água/ óleo, em determinadas situações, é vantajoso o aquecimento da água separada, através de um sistema de MBA, antes da re-injeção da água. O petróleo produzido e escoado pode ainda sofrer algum tipo de separação submarina de água para reduzir o volume de líquido escoado até a UEP. A água separada pode ser re-injetada através de bombas. Se o petróleo produzido é do tipo pesado existe interesse em fornecer energia hidráulica na forma de pressão para a água injetada, e também energia térmica de forma a melhorar a mobilidade do petróleo e escoamento do mesmo dentro do reservatório de petróleo. Desta forma, para injeção de água separada no reservatório de petróleo é possível a instalação de um ou mais MBA na saída do separador de forma a fornecer energia hidráulica e também energia térmica ao reservatório.For injector wells with heads close to the subsea water / oil separation system, in certain situations it is advantageous to heat the separated water by means of an MBA system prior to water re-injection. Produced and discharged oil may still undergo some sort of underwater water separation to reduce the volume of liquid discharged to the UEP. Separate water can be re-injected through pumps. If the produced oil is heavy type there is interest in providing hydraulic energy in the form of pressure to the injected water, as well as thermal energy in order to improve the oil mobility and flow within the oil reservoir. Thus, for separate water injection into the oil reservoir it is possible to install one or more MBA at the separator outlet to provide hydraulic as well as thermal energy to the reservoir.

Um equipamento de separação de água/líquido, combinado com bombeio, pode ser projetado e construído com uma geometria esbelta, para ser alojado no interior de um poço utilizado para descarte de água. Tal arranjo facilita a instalação, a operação, a intervenção para manutenção e a reinstalação.Water / liquid separation equipment, combined with pumping, can be designed and constructed with slender geometry to be housed within a well used for water disposal. Such an arrangement facilitates installation, operation, maintenance intervention and reinstallation.

Os sistemas de aquecimento submarino podem também ser aplicados em combinação com sistemas de escoamento do tipo corei flow utilizados para escoamento de líquidos bastante viscosos tais como óleos pesados. A característica dos sistemas corei flow é utilizar uma película de água próxima da superfície interna do duto (tubo) condutor de forma a reduzir a perda de carga e facilitando o escoamento. A aplicação desta técnica em ambiente submarino encontra dificuldade pelo risco de formação de hidrato, em misturas que possuem gás e água em condições de pressão, baixa temperatura. Desta forma a água utilizada para escoamento do tipo corei flow pode ser pré aquecida com sistemas do tipo módulo de aquecimento submarinos.Underwater heating systems may also be applied in combination with corei flow type flow systems used for the flow of highly viscous liquids such as heavy oils. The characteristic of corei flow systems is to use a film of water close to the inner surface of the conductive duct (pipe) in order to reduce the pressure drop and facilitate the flow. The application of this technique in an underwater environment is difficult due to the risk of hydrate formation in mixtures that have gas and water under pressure, low temperature conditions. In this way the water used for corei flow can be preheated with subsea heating module systems.

Em determinadas condições a água produzida pode não ser adequada para re-injeção no reservatório produtor de petróleo. As principais características (propriedades) que prejudicam a qualidade da água produzida são: presença de sólidos e/ou presença de óleo. A presença de sólidos é altamente danosa para a formação, podendo causar bloqueio do poço injetor. A presença de óleo, embora menos danosa, pode diminuir a injetividade no poço injetor.Under certain conditions the water produced may not be suitable for re-injection into the oil producing reservoir. The main characteristics (properties) that affect the quality of water produced are: presence of solids and / or presence of oil. The presence of solids is highly harmful to formation and may cause blockage of the injector well. The presence of oil, although less harmful, can decrease injector well injectivity.

Para superar as limitações anteriores, é possível captar, tratar e injetar água do mar no reservatório produtor de petróleo. Por outro lado, a água produzida pode ser injetada em outro reservatório diferente do produtor, geralmente mais raso e de menor pressão, facilitando a re-injeção. Como o reservatório de re-injeção não é o reservatório de petróleo é possível a injeção em pressões acima da pressão de fratura, já que os riscos são bem menores, em caso de fratura com comunicação para o fundo do mar.To overcome the above limitations, it is possible to capture, treat and inject seawater into the oil producing reservoir. On the other hand, the water produced can be injected into a reservoir other than the producer, usually shallower and lower pressure, facilitating the re-injection. As the re-injection reservoir is not the oil reservoir, injection at pressures above the fracture pressure is possible, since the risks are much lower in case of fracture with communication to the seabed.

Os MBA podem estar integrados a equipamentos submarinos, tais como: ANM, manifolds, Bases Adaptadoras de Bombeio (BAB), separadores, lançadores de pig, sistemas corei flow, etc. É possível também a instalação de módulos de aquecimento individualmente ou combinados com outros equipamentos submarinos, tais como: ANM, PLET, manifold, linhas de fluxo {flowlines), etc.MBAs can be integrated with subsea equipment such as: ANM, manifolds, Pump Adapter Bases (BAB), separators, pig launchers, corei flow systems, etc. It is also possible to install heating modules individually or in combination with other subsea equipment such as: ANM, PLET, manifold, flowlines, etc.

Tais módulos podem ser verticais ou horizontais, instalados e recuperados por SondalDrilIpipe ou Embarcação/cabo.Such modules can be vertical or horizontal, installed and retrofitted by SondalDrilIpipe or Vessel / Cable.

Os módulos são alojados integralmente ou parcialmente em furos revestidos ou externamente acima do solo marinho em bases tipo skid.The modules are housed wholly or partially in coated holes or externally above the sea floor in skid bases.

Embora parte das modalidades se refiram à técnica para integração de um sistema de aquecimento com equipamentos submarinos, entre eles, um sistema de bombeio numa arquitetura modular, para um especialista é fácil a dedução de outras possibilidades de integração com outros sistemas submarinos não explicitados no presente pedido.Although some of the embodiments relate to the technique for integrating a heating system with subsea equipment, including a pumping system in a modular architecture, it is easy for one expert to deduce other possibilities for integration with other subsea systems not specified herein. request.

Mais particularmente, em uma das possíveis configurações a presente invenção provê um sistema submarino modular que fornece energia potencial (pressão) e energia térmica (temperatura) ao petróleo produzido.More particularly, in one possible embodiment the present invention provides a modular subsea system that provides potential energy (pressure) and thermal energy (temperature) to the petroleum produced.

Boa parte dos custos de instalação e de operação de equipamentos submarinos está associada à arquitetura de interligação dos mesmos e facilidades de instalação e recuperação para manutenção. É altamente desejável o emprego de sistemas integrados que reduzam e simplifiquem as interligações submarinas entre equipamentos e também que facilitem a recuperação e reinstalação dos mesmos.Much of the installation and operating costs of subsea equipment are associated with their interconnection architecture and ease of installation and retrieval for maintenance. The use of integrated systems that reduce and simplify underwater interconnections between equipment and also facilitate their recovery and reinstallation is highly desirable.

Assim, uma modalidade da presente invenção contempla a combinação de sistemas de bombeio ou re-bombeio com sistemas de aquecimento de petróleo, em um ou mais módulos compondo um MBA, numa arquitetura ou arranjo de forma a facilitar a instalação do dito módulo em ambiente submarino.Thus, one embodiment of the present invention contemplates the combination of pumping or re-pumping systems with oil heating systems in one or more modules comprising an MBA in an architecture or arrangement to facilitate installation of said module in an underwater environment. .

Uma outra modalidade da invenção contempla a combinação (integração) de sistemas MBA com outros equipamentos submarinos tais como: separadores, lançadores de pig, transformadores elétricos, etc, de forma a otimizar ainda mais as interligações entre os mesmos. É importante que estes equipamentos submarinos de bombeio, e/ou aquecimento, e/ou eventual separação, sejam construídos de forma a facilitar a instalação, operação e recuperação dos mesmos, para manutenção e reinstalação.Another embodiment of the invention contemplates combining (integrating) MBA systems with other subsea equipment such as splitters, pig launchers, electrical transformers, etc., to further optimize the interconnections between them. It is important that these subsea pumping, and / or heating, and / or eventual separation equipment are constructed in such a way as to facilitate their installation, operation and recovery for maintenance and reinstallation.

Uma modalidade adicional da invenção é um sistema modular constituído de um módulo de bombeio ou de aquecimento integrado a outros equipamentos submarinos.A further embodiment of the invention is a modular system consisting of a pumping or heating module integrated with other subsea equipment.

Em equipamentos que combinam as funções de bombeio e aquecimento, os dispositivos de aquecimento podem estar dispostos ou posicionados de diversos modos em relação à unidade de bombeio. O presente sistema modular compreende várias modalidades, que serão mais bem detalhadas nas diversas Figuras que acompanham o presente pedido.In equipment that combines the pumping and heating functions, the heating devices may be arranged or positioned in various ways with respect to the pumping unit. The present modular system comprises various embodiments, which will be further detailed in the various Figures accompanying the present application.

Pelo fato de o MBA, na presente invenção, estar colocado externamente ao poço de petróleo, o mesmo pode ser instalado ou recuperado tanto por uma sonda dotada de coluna de tubo roscada (também conhecida como dríll pipe riser) como também por uma embarcação (operação a cabo). Em ambos os casos há uma economia significativa já que, em caso de falha do conjunto do MBA, não será necessário fazer uma intervenção longa (dezenas de dias) no poço produtor, com custos elevados de sonda de intervenção e de uma parada prolongada da produção. O conceito da invenção é aplicável tanto em poços produtores como em poços injetores, inclusive em sistemas de captação e injeção de água de aquífero subterrâneo em reservatórios de hidrocarbonetos, semelhantes aos sistemas descritos no pedido brasileiro PI 0404603-0.Because the MBA in the present invention is located outside the oil well, it can be installed or retrofitted either by a threaded pipe riser (also known as a drip pipe riser) or by a vessel (operation). cable). In both cases there is significant savings as, in the event of a failure of the MBA assembly, it will not be necessary to make a long intervention (tens of days) in the producing well, with high costs of intervention probe and a prolonged production shutdown. . The concept of the invention is applicable to both producer wells and injector wells, including groundwater capture and injection systems in hydrocarbon reservoirs, similar to the systems described in Brazilian application PI 0404603-0.

Outra vantagem do presente sistema é a possibilidade de aplicação do mesmo não somente em novos poços como também em poços existentes. A invenção será descrita a seguir por referência às Figuras anexas. Nas Figuras serão usadas as mesmas referências numéricas para designar partes iguais ou semelhantes. A Figura 1A mostra esquematicamente um gráfico onde a distância da cabeça do poço ao FPSO está representada no eixo D, e a temperatura no interior do duto, eixo T, A curva 1 mostra o perfil de temperatura de um sistema com apenas um MBA próximo da cabeça do poço produtor que está interligado a uma UEP (FPSO). A curva 2 representa a temperatura de início de aparecimento de cristais (TIAC) de um determinado tipo de petróleo. A Figura 1B mostra esquematicamente um gráfico onde a distância da cabeça do poço ao FPSO está representada no eixo D, e a temperatura no interior do duto, eixo T. A curva 1 mostra o perfil de temperatura de um sistema com um MBA próximo da cabeça do poço produtor e outro no meio do percurso entre o poço e a UEP (FPSO). A curva 2 representa a temperatura de inicio de aparecimento de cristais (TIAC) do mesmo tipo de petróleo da figura 1 A.Another advantage of the present system is that it can be applied not only to new wells but also to existing wells. The invention will be described hereinafter by reference to the accompanying Figures. In the Figures the same numerical references will be used to designate equal or similar parts. Figure 1A schematically shows a graph where the distance from the wellhead to the FPSO is plotted on the D axis, and the temperature inside the duct, T axis. Curve 1 shows the temperature profile of a system with only one MBA close to head of the producing well that is interconnected with a UEP (FPSO). Curve 2 represents the crystal onset temperature (TIAC) of a particular type of oil. Figure 1B schematically shows a graph where the distance from the wellhead to the FPSO is plotted on the D axis, and the temperature inside the duct, T axis. Curve 1 shows the temperature profile of a system with an MBA near the head. from the producing well and another halfway between the well and the UEP (FPSO). Curve 2 represents the crystal onset temperature (TIAC) of the same type of oil as Figure 1A.

Pelos gráficos é possível perceber que para uma mesma quantidade de energia fornecida pelos sistemas das Figuras 1A e 1B ao fluido (petróleo), o gráfico mostrado na Figura 1B apresenta uma melhor distribuição de perfil de temperaturas, gerando menos perdas para o ambiente. Além disso, como a temperatura média do gráfico da Figura 1B é maior do que a do gráfico da Figura 1 A, haverá menor deposição de parafina e a frequência de passagem de um dispositivo de limpeza de linha de fluxo (pig) também será menor, podendo em alguns casos ser dispensada.From the graphs it can be seen that for the same amount of energy supplied by the systems of Figures 1A and 1B to the fluid (petroleum), the graph shown in Figure 1B shows a better temperature profile distribution, generating less losses to the environment. In addition, because the average temperature of the graph in Figure 1B is higher than that of the graph in Figure 1A, there will be less paraffin deposition and the flow rate of a flow line cleaning device (pig) will also be lower, may in some cases be waived.

As Figuras 2A e 2B mostram esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um módulo de bombeio MOBO (10), objeto do pedido brasileiro PI0400926-6, combinado com um sistema de aquecimento (11) alojado dentro de um módulo de aquecimento (12) localizado no topo do MOBO (10), formando um MBA. Tal módulo de aquecimento (12) pode ser recuperado e reinstalado individualmente, através do destravamento do conector (13), ou conjuntamente com o MOBO (10), através do destravamento do conector hidráulico (14).Figures 2A and 2B show schematically, for reference and identification purposes only, the main components of a MOBO pumping module (10), object of the Brazilian application PI0400926-6, combined with a heating system (11) housed within a control module. heating (12) located on top of the MOBO (10), forming an MBA. Such heating module (12) can be recovered and reinstalled individually by unlocking the connector (13) or together with MOBO (10) by unlocking the hydraulic connector (14).

Um conjunto motor (17) e bomba (16) são alojados no módulo de bombeio (10). A ligação hidráulica de fluxo de petróleo através do sistema de aquecimento (11) pode ser implementada de dois modos. No primeiro, o óleo após atravessar o MOBO (10) é direcionado para o sistema de aquecimento (11) e deste para a UEP (não mostrada na Figura). Neste caso, o aquecimento se dá após o bombeio. No segundo modo, não mostrado na Figura, o fluxo é invertido de forma a passar primeiro pelo sistema de aquecimento (11) e em seguida direcionado para o MOBO (10). Neste caso, o aquecimento se dá antes do bombeio. O sistema de aquecimento (11) é alimentado pelo cabo de potência (19), similarmente o módulo de bombeio (10) é alimentado pelo cabo de potência (18). É ainda mostrado no topo do módulo (10), um transformador elétrico submarino (15) que deve ser utilizado quando os valores das tensões da bomba e do aquecedor forem diferentes. Este transformador (15) pode estar localizado como mostrado, ou alternativamente em base (não mostrada) apoiada no solo marinho. O arranjo de transformador (15) no topo do módulo (10) é também aplicável às configurações das Figuras 3 e 4 adiante descritas. A Figura 3 mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um MOBO (10), objeto do pedido brasileiro PI0400926-6, combinado com um sistema de aquecimento (11) localizado no interior do próprio módulo (10), de forma que o dito sistema aquece tanto o óleo na sucção quanto na descarga da bomba (16). Um módulo (10), único, que aloja um conjunto motor (17) /bomba (16) e um sistema de aquecimento (11), compõe um MBA. A Figura 4 mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais componentes de um MOBO (10), objeto do pedido brasileiro PI0400926-6, integrado com um sistema de aquecimento (11) localizado entre o motor (17) e a sucção da bomba (16), formando um MBA. A Figura 5 mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, um conjunto de ANM (20) com um sistema de aquecimento (11), integrado com o MCV (21). Esta configuração permite um arranjo com instalação de um BCS dentro do poço (não mostrado) combinado com um sistema de aquecimento (11) instalado no módulo de conexão vertical MCV (21). A instalação do sistema (11) no MCV (21) dispensa qualquer modificação no conjunto ANM (20) padrão, exceto a própria modificação do MCV (21) que se comunicará com o sistema (11) através de dois furos, entrada e saída de fluxo do óleo a ser aquecido. Neste caso, o sistema (11) está a jusante do BCS (não mostrado) instalado no fundo do poço produtor (22). Este tipo de arquitetura pode ser aplicado em qualquer equipamento submarino dotado de MCV (21). A Figura 6 mostra esquematicamente, apenas para referência e identificação, os principais equipamentos de um conjunto composto por uma Base Adaptadora de Bombeio (BAB) (30) e um módulo de bombeio (MOBO) (10) objeto do pedido de patente PI0400926-6. Mostra, adicionalmente um módulo de aquecimento (MA) (12) independente, integrado ao conjunto BAB (30), e onde dito MA pode estar a montante ou a jusante do fluxo do MOBO (10). O módulo de aquecimento (12) e o módulo de bombeio (10) são instalados em cápsulas independentes e interligados de forma que a instalação e a recuperação dos mesmos podem ser executadas conjuntamente ou individualmente. A Figura 7 mostra esquematicamente um fluxograma da configuração da Figura 6, onde um sistema de aquecimento (11) é alojado em módulo separado (12) e independente do módulo de bombeio (MOBO) (10). Em caso de falha do módulo de bombeio (10) ou do sistema de aquecimento (11), a válvula de desvio (23) (by-pass) é aberta e as válvulas de bloqueio (24) são fechadas para permitir a retirada dos respectivos módulos. A Figura 8 mostra um módulo de bombeio (10) combinado com um sistema de aquecimento (11), em uma das configurações apresentadas nas Figuras 2,3 ou 4, integrado com um manifold (40). A Figura 9 mostra esquematicamente um adaptador desviador (35).A motor (17) and pump (16) assembly are housed in the pumping module (10). The hydraulic flow of oil through the heating system (11) can be implemented in two ways. In the first, the oil after crossing the MOBO (10) is directed to the heating system (11) and from it to the UEP (not shown in the Figure). In this case, the heating takes place after the pumping. In the second mode, not shown in the Figure, the flow is reversed to first pass the heating system (11) and then directed to the MOBO (10). In this case, the heating takes place before the pumping. The heating system (11) is fed by the power cable (19), similarly the pumping module (10) is fed by the power cable (18). Also shown at the top of the module (10) is a subsea electrical transformer (15) which should be used when the pump and heater voltage values differ. This transformer (15) may be located as shown, or alternatively on a base (not shown) resting on the sea floor. The transformer arrangement (15) at the top of the module (10) is also applicable to the configurations of Figures 3 and 4 described below. Figure 3 shows schematically, for reference and identification purposes only, the main components of a MOBO (10), object of Brazilian application PI0400926-6, combined with a heating system (11) located inside the module (10) itself, of said system heats both the suction and discharge oil of the pump (16). A single module (10), which houses a motor (17) / pump assembly (16) and a heating system (11), makes up an MBA. Figure 4 shows schematically, for reference and identification only, the main components of a MOBO (10), object of the Brazilian order PI0400926-6, integrated with a heating system (11) located between the motor (17) and the suction of the pump (16) forming an MBA. Figure 5 schematically shows, for reference and identification only, an ANM assembly (20) with a heating system (11) integrated with the MCV (21). This configuration allows an in-pit installation of a BCS (not shown) combined with a heating system (11) installed on the MCV vertical connection module (21). Installation of the system (11) on the MCV (21) does not require any modification to the standard ANM assembly (20) except for the modification of the MCV (21) itself which will communicate with the system (11) through two holes, input and output. flow of oil to be heated. In this case, the system (11) is downstream of the BCS (not shown) installed at the bottom of the producing well (22). This type of architecture can be applied to any subsea equipment equipped with MCV (21). Figure 6 shows schematically, for reference and identification purposes only, the main equipment of a set comprising a Pump Adapter Base (BAB) (30) and a pump module (MOBO) (10) subject to patent application PI0400926-6 . It additionally shows an independent heating module (MA) (12) integrated into the BAB assembly (30) and where said MA may be upstream or downstream of the MOBO flow (10). The heating module (12) and the pumping module (10) are installed in independent and interconnected capsules so that their installation and recovery can be performed together or individually. Figure 7 schematically shows a flowchart of the configuration of Figure 6, where a heating system (11) is housed in a separate module (12) and independent of the pump module (MOBO) (10). In the event of failure of the pump module (10) or the heating system (11), the bypass valve (23) is opened and the shutoff valves (24) are closed to allow their removal. modules. Figure 8 shows a pumping module (10) combined with a heating system (11), in one of the configurations shown in Figures 2,3 or 4, integrated with a manifold (40). Figure 9 schematically shows a diverter adapter (35).

Tal dispositivo permite a instalação de módulos submarinos em geral e pode ser instalado em mandril (36), de saída ou entrada, de equipamentos submarinos, tais como: ANM, manifold, etc., de forma que é possível desviar o fluxo (38) para um módulo qualquer (37), por exemplo de bombeio (10) e sistema de aquecimento (11), e interligar o retorno de fluxo (35) com um novo mandril onde será conectado um MCV (21) da linha de fluxo.Such a device allows for the installation of subsea modules in general and can be installed on an output or input mandrel (36) of subsea equipment such as: ANM, manifold, etc., so that it is possible to divert flow (38) to any module (37), for example pump (10) and heating system (11), and interconnect the flow return (35) with a new mandrel to which a flow line MCV (21) will be connected.

Tal dispositivo permite acoplar módulos submarinos em equipamentos já instalados ou em novos equipamentos sem alteração construtiva dos mesmos, mantendo desta forma a padronização.Such a device allows the coupling of subsea modules to already installed equipment or new equipment without constructive alteration, maintaining the standardization.

Permite adicionalmente a instalação de outros tipos de módulos, tais como: medidores (vazão, temperatura, detecção de areia, etc). É possível ainda a instalação de uma válvula de desvio (by pass) do módulo (37), não mostrada na Figura, interligando diretamente o fluxo de entrada (38) com o fluxo de saída (35). São mostrados também funis guias (34) para orientar o acoplamento do adaptador desvíador (35) no mandril (36) e guiar também o acoplamento do MCV (21) com o desviador (31) através do conector do MVC (33). Um mandril (39) faz a adaptação de um módulo (37) ao adaptador (31).It also allows the installation of other types of modules, such as: meters (flow, temperature, sand detection, etc.). It is also possible to install a module bypass valve (37), not shown in the Figure, directly interconnecting the inlet flow (38) with the outlet flow (35). Also shown are guide funnels (34) for guiding the diverter adapter coupling (35) to the mandrel (36) and also guiding the MCV coupling (21) with the diverter (31) through the MVC connector (33). A mandrel (39) adapts a module (37) to the adapter (31).

Um outro aspecto da invenção é um método para estocagem e substituição (instalação) de módulos submarinos. A falha (defeito) de módulos submarinos, tais como: módulos de bombeio, módulos de aquecimento, módulos de bombeio e aquecimento, etc; requer a substituição dos mesmos. Módulos submarinos com grande comprimento, dezenas de metros, usualmente requerem o uso de sonda para montagem e desmontagem. Em caso de falha dos mesmos haverá uma dificuldade para mobilização imediata de uma embarcação provida de sonda, recurso este mais escasso e de alto custo. Por vezes, será necessário aguardar dezenas de dias até o transporte de componentes sobressalentes armazenados em terra, e a disponibilidade de uma sonda para recuperação do módulo e substituição dos componentes defeituosos.Another aspect of the invention is a method for stocking and replacing (installing) subsea modules. The failure (defect) of subsea modules, such as: pumping modules, heating modules, pumping and heating modules, etc .; requires replacement of them. Large submarine modules, tens of meters, usually require the use of a probe for mounting and dismounting. In the event of their failure there will be a difficulty in the immediate mobilization of a rigged vessel, which is scarcer and expensive. Sometimes it will take tens of days for spare parts to be transported ashore, and the availability of a probe for module recovery and replacement of defective components.

Esta operação de reparo (substituição) destes módulos é demorada, já que requer: disponibilidade e deslocamento (navegação) até a locação de embarcação dotada de sonda, transporte (embarque) de componentes a serem substituídos, mobilização (embarque) de pessoal especializado na montagem de módulos, retirada, desmontagem, substituição de componentes, montagem, e finalmente a reinstalação do módulo reparado.This repair (replacement) of these modules is time consuming, as it requires: availability and displacement (navigation) to the rigged vessel rental, transportation (shipping) of components to be replaced, mobilization (shipping) of specialized assembly personnel. removal, disassembly, component replacement, assembly, and finally reinstallation of the repaired module.

Durante todo este tempo, o poço de petróleo ficará parado ou produzirá uma vazão menor do que a usual, Para minimizar tais perdas de produção é atrativa a estocagem de módulos (extras), completos, no fundo do mar de forma a agilizar a substituição de módulos falhos.During all this time, the oil well will be stationary or will produce a lower than usual flow rate. To minimize such production losses, it is attractive to store complete (extra) modules at the bottom of the sea in order to expedite the replacement of failed modules.

Um ou mais módulos reservas serão estacionados, no fundo do mar, em bases, furos revestidos ou estacas ocas (estaca tipo torpedo). Desta forma, é possível a retirada do módulo submarino falho, guarda (estacionamento) numa base ou furo vago projetados especialmente para esta finalidade e substituição do mesmo por um módulo submarino reserva estacionado anteriormente. Tal operação pode ser executada a cabo, através de embarcação de menor custo, dispensando o uso de sonda marítima.One or more reserve modules will be stationed at the bottom of the sea in bases, clad holes or hollow piles (torpedo piles). In this way it is possible to remove the failed submarine module, guard (parking) in a specially designed vacant base or hole and replace it with a previously parked spare submarine module. Such operation can be performed by cable, through a lower cost vessel, exempting the use of marine rig.

Com a retirada do módulo defeituoso o equipamento principal estará apto para receber outro módulo semelhante e em perfeitas condições de funcionamento. Tal módulo reserva se encontra estacionado no fundo do mar, em base ou furo revestido. Com isso é possível realizar a substituição imediata com a utilização de uma embarcação de menor custo.With the removal of the defective module the main equipment will be able to receive another similar module and in perfect working condition. Such a spare module is parked at the bottom of the sea, in a base or in a hole. This enables immediate replacement using a lower cost vessel.

Como forma de assegurar condições adequadas de armazenamento, em áreas estacionamento, de módulos submarinos no fundo do mar e evitar a exposição do mesmo às condições agressivas da água salgada, o módulo submarino pode ser preenchido com fluidos menos corrosivos, por exemplo: água com inibidor de corrosão, diesel, nitrogênio, etc. Além disso os pontos de conexão do módulo, tais como conectores hidráulicos e elétricos, podem ser protegidos com capas, de forma a evitar contato com água do mar, proliferação de organismos e depósitos no mesmo.In order to ensure adequate storage conditions for undersea modules on the seabed in parking areas and to prevent exposure to seawater under aggressive saltwater conditions, the undersea module can be filled with less corrosive fluids, eg water with inhibitor corrosion, diesel, nitrogen, etc. In addition, module connection points, such as hydraulic and electrical connectors, can be shielded to prevent contact with seawater, proliferation of organisms and deposits on the module.

Após a retirada e o estacionamento do módulo falho (defeituoso) em base no fundo do mar, o mesmo será recuperado posteriormente numa operação programada, por uma sonda marítima ou embarcação disponível qualquer para desmontagem na superfície ou em terra e substituição de componentes defeituosos. Após o reparo o mesmo será novamente descido e estacionado no fundo do mar, passando a servir de módulo reserva.After removal and parking of the faulty (defective) module on a seabed basis, it will be later recovered in a scheduled operation by any available marine rig or vessel for surface or ground disassembly and replacement of defective components. After the repair it will be lowered again and parked at the bottom of the sea, becoming the spare module.

Um único módulo estacionado no fundo do mar poderá servir de reserva para substituir um ou mais módulos em funcionamento. Caso haja uma quantidade grande de módulos em funcionamento é possível existir mais de um módulo estacionado de forma a garantir a pronta substituição em caso de falha.A single module parked at the bottom of the sea may serve as a backup to replace one or more operating modules. If there are a large number of modules in operation, it is possible to have more than one module parked to ensure prompt replacement in case of failure.

Com este método de reparo é possível otimizar a utilização de sondas marítimas, já que o módulo defeituoso poderá ser reparado dentro de um planejamento onde o mesmo será executado no período em que a sonda estiver mais disponível para este tipo de operação, por exemplo: manutenção de BOP, aguardando condições de mar, etc.With this method of repair it is possible to optimize the use of marine probes, as the defective module can be repaired within a schedule where it will be executed during the period when the probe is most available for this type of operation, for example: maintenance. BOP, awaiting sea conditions, etc.

Tal método de estacionamento e substituição pode ser mais bem visualizado a partir da Figura 10.Such a parking and replacement method can best be seen from Figure 10.

Um ou mais poços ou ANM (20), produtor ou injetor, está interligado a um módulo de bombeio submarino (10). O solo marinho é dotado de pelo menos dois furos revestidos (61) e (62) de forma que no primeiro furo (61) é instalado um módulo de reserva (63) em perfeitas condições de funcionamento, enquanto o segundo furo (62) fica disponível para receber (acomodar) algum módulo falho retirado (10), onde ficará estacionado aguardando remoção posterior para a superfície para reparo.One or more wells or ANMs (20), producer or injector, are interconnected to a subsea pumping module (10). The marine floor is provided with at least two coated holes (61) and (62) so that in the first hole (61) a spare module (63) is installed in perfect working condition, while the second hole (62) is available to receive (accommodate) any defective module removed (10), where it will be parked awaiting subsequent removal to the surface for repair.

Tais furos revestidos (61) e (62) de estacionamento são localizados eqüidistantes dos módulos de bombeio em operação. Em caso de falha de algum dos módulos de bombeio, é necessário somente o acionamento de um barco dotado de ROV e guincho, não mostrados na figura, para operação a cabo, onde o módulo falho (10) é desconectado e içado algumas dezenas de metros. O barco se move até o furo (62) de estacionamento, depositando no mesmo o módulo falho (10). Em seguida o cabo é conectado ao módulo reserva (63) içando o mesmo algumas dezenas de metros. O barco navega retornando para a instalação do módulo reserva (63) na base (30) de operação do mesmo. O módulo falho removido (10) estacionado provisoriamente no furo (62) será removido posteriormente para a superfície numa operação programada e utilizando-se de embarcações mais sofisticadas ou mesmo de sondas marítimas. Com o uso desta técnica o tempo de parada de produção do módulo (10), por falha do mesmo, é reduzido substancialmente.Such coated parking holes 61 and 62 are located equidistant from the pumping modules in operation. In case of failure of any of the pumping modules, only the activation of a boat with ROV and winch not shown in the picture is required for cable operation, where the faulty module (10) is disconnected and hoisted a few tens of meters. . The boat moves to the parking hole (62), depositing the faulty module (10) therein. The cable is then connected to the spare module (63) by lifting it a few dozen meters. The boat navigates back to the installation of the spare module (63) in its base of operation (30). The removed faulty module (10) provisionally parked in the bore (62) will subsequently be removed to the surface in a scheduled operation using more sophisticated vessels or even marine probes. By using this technique the production downtime of module 10 due to failure thereof is substantially reduced.

Os conceitos da presente invenção, em determinadas condições, contribuem para a eliminação ou simplificação de plataformas de produção marítimas (offshore), já que viabilizam o escoamento de hidrocarbonetos a distâncias maiores do que as atualmente praticadas.The concepts of the present invention, under certain conditions, contribute to the elimination or simplification of offshore production platforms, as they enable the flow of hydrocarbons at greater distances than currently practiced.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação a algumas de suas modalidades, é óbvio a um especialista que várias alterações, combinações e modificações são possíveis sem se afastar do escopo da presente invenção, o qual está determinado pelas reivindicações anexas.Although the present invention has been described with respect to some of its embodiments, it is obvious to one skilled in the art that various changes, combinations and modifications are possible without departing from the scope of the present invention, which is determined by the appended claims.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Módulo submarino de aquecimento para produção de hidrocarbonetos, caracterizado por que compreende um sistema de aquecimento (11) alojado no interior do dito módulo de aquecimento (12) combinado a um módulo de bombeio MOBO (10), e onde o dito módulo de aquecimento (12) está localizado no topo do dito MOBO (10), o módulo submarino sendo adaptado para direcionar a produção de óleo de um ou mais poços para uma UEP localizada a grandes distâncias ou em terra,1. Subsea hydrocarbon heating module, comprising a heating system (11) housed within said heating module (12) combined with a MOBO pump module (10), and wherein said heating (12) is located on top of said MOBO (10), the subsea module being adapted to direct oil production from one or more wells to a long distance or onshore UEP, 2. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que o módulo de aquecimento (12) é recuperado e reinstalado individualmente, através do destravamento de um conector (13),Module according to Claim 1, characterized in that the heating module (12) is individually recovered and reinstalled by unlocking a connector (13); 3. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que o módulo de aquecimento (12) é recuperado e reinstalado conjuníamente com o MOBO (10), através do destravamento de um conector hidráulico (14),Module according to Claim 1, characterized in that the heating module (12) is recovered and reinstalled together with the MOBO (10) by unlocking a hydraulic connector (14); 4. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que a ligação hidráulica de fluxo de petróleo através do sistema de aquecimento (11) ê adaptada para fazer com que o óleo atravesse primeiramente o MOBO (10) e depois seja direcionado para o sistema de aquecimento (11).Module according to Claim 1, characterized in that the hydraulic flow of oil through the heating system (11) is adapted to cause the oil to first pass through the MOBO (10) and then to the system. heating (11). 5. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que a ligação hidráulica de fluxo de petróleo através do sistema de aquecimento (11) é adaptada para fazer com que o óleo atravesse primeiramente o sistema de aquecimento (11) e depois seja direcionado para o MOBO (10),Module according to claim 1, characterized in that the hydraulic flow of oil through the heating system (11) is adapted to cause the oil to pass through the heating system (11) first and then to be directed to the oil. the MOBO (10), 6. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que um cabo de potência (19} alimenta o sistema de aquecimento (11).Module according to Claim 1, characterized in that a power cable (19} supplies the heating system (11). 7. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que um cabo de potência (18) alimenta o módulo de bombeio (10),Module according to Claim 1, characterized in that a power cable (18) feeds the pumping module (10); 8. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que o módulo de bombeio (10) é integrado com um sistema de aquecimento (11) localizado entre um motor (17) e a sucção da bomba (16).Module according to Claim 1, characterized in that the pump module (10) is integrated with a heating system (11) located between a motor (17) and the pump suction (16). 9. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que o módulo de bombeio (10) e o sistema de aquecimento (11) são integrados a um manifoid (40).Module according to Claim 1, characterized in that the pumping module (10) and the heating system (11) are integrated with a manifestoid (40). 10. Método para estocagem submarina e substituição do módulo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por que compreende» para um ou mais poços (20), produtor ou ínjetor» interligados a um módulo de bombeio submarino (10), prover o solo marinho de pelo menos dois furos revestidos (61) e (62) de forma que no primeiro furo (61) é instalado um módulo de reserva (63) em perfeitas condições de funcionamento, enquanto o segundo furo (62) fica disponível para receber (acomodar) algum módulo falho retirado (10), onde ficará estacionado aguardando remoção posterior para a superfície para reparo.A method for subsea storage and module replacement as defined in any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises 'for one or more wells (20), producer or injector' interconnected with a subsea pumping module (10); providing the seabed with at least two coated holes (61) and (62) so that a perfectly functioning spare module (63) is installed in the first hole (61) while the second hole (62) is available to receive (accommodate) any faulty module removed (10), where it will be parked awaiting subsequent removal to the surface for repair. 11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por que os furos revestidos (61) e (62) de estacionamento são localizados eqüidistantes dos módulos de bombeio em operação.Method according to claim 10, characterized in that the coated parking holes (61) and (62) are located equidistant from the pumping modules in operation. 12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por que em caso de falha de algum dos módulos de bombeio (10) o procedimento de substituição do dito módulo falho compreende as etapas de; a) acionar um barco dotado de ROV e guincho para operação a cabo; b) desconéctar o módulo falho (10) e íçar o mesmo algumas dezenas de metros; c) movimentar o barco até o furo (62) de estacionamento, depositando no mesmo o módulo falho (10); d) conectar o cabo ao módulo reserva (63) içando o mesmo algumas dezenas de metros; e e) navegar o barco de retorno para a instalação do módulo reserva (63) na base (30) de operação do mesmo.Method according to claim 10, characterized in that in case of failure of any of the pumping modules (10) the replacement procedure of said failed module comprises the steps of; a) drive a boat with ROV and winch for cable operation; b) disconnect the faulty module (10) and hoist it a few dozen meters; c) move the boat to the parking hole (62), depositing the faulty module (10) therein; d) connect the cable to the spare module (63) by lifting it a few tens of meters; and e) navigating the return boat to the spare module installation (63) on its operating base (30).
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