Procedimiento de instalación de un conducto tubular submarino de transporte de hidrocarburos entre un fondo marino y una superficie,

presentando dicho conducto submarino una parte ascendente (16), una parte de conexión (18) en la superficie y una parte intermedia (20) entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión, siendo dicho procedimiento del tipo según el que se dispone un flotador (14) adaptado para flotar en la proximidad de dicha superficie para enganchar juntas dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18) en suspensión, de tal modo que dicha parte intermedia (20) se mantenga curvada en forma de cuello de cisne entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - se almacena dicho conducto tubular submarino en un buque flotante (68) en dicha superficie; - se dispone un dispositivo de enganche deformable (10) para unir dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18), prácticamente en sentido paralelo a dicha parte intermedia (20), comprendiendo dicho dispositivo de enganche (10) una primera parte longitudinal (24) y una segunda parte (25) enlazadas en una zona de enganche (37) de dicha primera parte (24) mediante una unión pivotante; - se une dicho flotador (14) y dicha zona de enganche (37) de dicha primera parte longitudinal (24) mientras se sumerge dicha parte intermedia (20) y dicho dispositivo de enganche (10) colgando de dicha parte ascendente (16); y - se desenrolla dicha parte ascendente (16) hacia dicho fondo, de manera que dicha parte de conexión (18) quede retenida por dicho flotador (14) mediante dicha segunda parte (25), y dicha parte ascendente (16) bascula hacia dicho fondo arrastrando mediante pivotamiento alrededor de dicha zona de enganche (37) dicha primera parte (24) curvando dicha parte intermedia (20), quedando retenida dicha parte ascendente (16) suspendida de dicho flotador (14) mediante dicha primera parte (24)

La presente invención se refiere a un procedimiento de instalación de un conducto tubular submarino y a la instalación submarina correspondiente, que permite transportar hidrocarburos entre un fondo submarino y una superficie.

La explotación de los campos petrolíferos submarinos requiere instalaciones particulares que son relativamente complejas de realizar. El medio marino tiene como particularidad que presenta un fondo recubierto de una altura de agua más o menos importante delimitada por una superficie en la que no se puede evolucionar libremente. Generalmente, es necesario disponer de robots controlados a distancia para instalar los diferentes elementos de las instalaciones entre el fondo y la superficie.

Estas instalaciones comprenden habitualmente un conducto tubular submarino flexible, o bien rígido, y un flotador adaptado para flotar en las proximidades de dicha superficie para mantener el conducto en suspensión dentro del agua mediante un dispositivo de enganche. El conducto submarino presenta una parte ascendente que se extiende desde el fondo marino hasta una posición próxima a la superficie, por debajo de una zona relativamente agitada; una parte de conexión que permite enlazar el conducto ascendente a las instalaciones de la superficie adecuadas para almacenar un hidrocarburo; y una parte intermedia curvada en forma de cuello de cisne entre la parte ascendente prácticamente vertical y la parte de conexión que se prolonga en forma de catenaria hasta la superficie. El dispositivo de conexión permite asimismo conectar juntas dicha parte ascendente y dicha parte de conexión en suspensión y mantener dicha parte intermedia, curvada en cuello de cisne, entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión. Dicha parte intermedia curvada, generalmente es rígida y está instalada habitualmente en un bastidor de recepción. Podrá hacerse referencia en particular al documento FR 2 809 136 que describe una instalación de este tipo.

Este tipo de instalación ha de estar instalada, por lo menos parcialmente, por debajo de la zona de turbulencias. En efecto, es imposible desenrollar desde un buque en la superficie y a través de su pozo de trabajo el conducto tubular equipado con el dispositivo de enganche ya que es muy voluminoso. De este modo, se desenrolla primero la parte ascendente y se mantiene después suspendida dentro del agua; a continuación se engancha el dispositivo de enganche para enlazar la boya y el conducto ascendente, después se engancha la parte de conexión guiándola desde la superficie. Estas operaciones son relativamente largas y en consecuencia los costes de instalación son considerables.

Un problema que se plantea entonces y que la presente invención trata de resolver, es proporcionar un procedimiento de instalación más económico que permita instalar el conducto más rápidamente y con los medios habituales.

A fin de resolver este problema, la presente invención propone, según un primer aspecto, un procedimiento de instalación de un conducto tubular submarino para el transporte de hidrocarburos entre un fondo marino y una superficie, presentando dicho conducto tubular submarino una parte ascendente, una parte de conexión en la superficie y una parte intermedia entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión, siendo dicho procedimiento del tipo según el que se dispone un flotador adaptado para flotar en las proximidades de dicha superficie para enganchar juntas dicha parte ascendente y dicha parte de conexión en suspensión, de tal modo que dicha parte intermedia se mantenga curvada en forma de cuello de cisne entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión; según la presente invención, comprende las etapas siguientes: se deposita dicho conducto tubular submarino en un buque que flota en dicha superficie; se dispone un dispositivo de enganche deformable para enlazar dicha parte ascendente y dicha parte de conexión prácticamente paralela a dicha parte intermedia, comprendiendo dicho dispositivo una primera parte longitudinal y una segunda parte enlazada a una zona de enganche de dicha primera parte mediante una unión pivotante; se enlaza dicho flotador y dicha zona de enganche de dicha primera parte longitudinal mientras se sumerge dicha parte intermedia y dicho dispositivo de enganche colgados de dicha parte ascendente; y por último se desenrolla dicha parte ascendente hacia dicho fondo, de tal modo que dicha parte de conexión quede retenida por dicho flotador mediante dicha segunda parte, y que dicha parte ascendente bascule hacia dicho fondo arrastrando, girando alrededor de dicha zona de enganche, dicha primera parte curvando dicha parte intermedia, estando retenida dicha parte ascendente suspendida de dicho flotador mediante dicha primera parte.

De este modo, una característica de la presente invención se basa en la realización de un dispositivo de enganche deformable, apto para instalarse plegado a lo largo del conducto tubular y, en consecuencia, que se puede desenrollar desde el buque de superficie a través de un sistema de guiado para desplegarse inmediatamente cuando se encuentra dentro del agua. Asimismo, el conducto tubular se puede instalar rápidamente desde el buque de superficie. En particular, la parte intermedia del conducto que ahora es flexible, contrariamente a lo descrito en la técnica anterior, se puede instalar inicialmente entre la parte de conexión y la parte ascendente, en su prolongación. A continuación, una vez dentro del agua, la parte intermedia se curva para formar un cuello de cisne. A fin de evitar que esta parte intermedia flexible se doble cuando la segunda parte gira, lo que dañaría el conducto, se mantienen ventajosamente dichas dos partes del dispositivo de enganche inclinadas una con respecto a la otra, en posición fija. De este modo, dicha parte intermedia curvada se mantiene según un radio de curvatura superior a un radio de curvatura límite. Este radio de curvatura quedará entonces determinado con exactitud por la inclinación de las dos partes del dispositivo de enganche, una con relación a la otra. Además, de forma complementaria o como sustitución, se definen los segmentos de dicha parte intermedia y se limita el pivotamiento de dichos segmentos, unos con relación a los otros, de manera que se limita el radio de curvatura de dicha parte intermedia.

Según una forma de realización particular de la presente invención, en un lado de dicho buque de la superficie se almacena dicha parte de conexión unida a dicha parte intermedia y, en el otro lado, dicha parte ascendente libre. De este modo, tal como se describirá posteriormente de un modo más detallado, la parte de conexión y la parte intermedia constituyen una sola pieza, y la parte ascendente forma otra pieza. Generalmente, esta última es más rígida que las dos anteriores. De este modo se enrollan de forma diferente sobre el buque de la superficie y en lugares distintos. De este modo, preferentemente, se enganchan juntas dicha parte intermedia y dicha primera parte longitudinal a un cable tractor que se extiende formando un bucle por debajo del buque de la superficie entre los dos lados citados anteriormente, mientras que dicha segunda parte y dicha parte intermedia se enganchan juntas y se suspenden de dicha parte de conexión; y se desenrolla dicha parte de conexión de uno de dichos lados mientras se enrolla de nuevo dicho cable de tracción de dicho otro lado formando un bucle bajo dicho buque de la superficie, de tal modo que llegan a conectarse dicha parte intermedia y dicha primera parte longitudinal enganchadas juntas a dicha parte ascendente sobre dicho buque de la superficie.

Además, durante la instalación, se aleja dicho flotador de dicho buque de la superficie después de haber enlazado dicho flotador a dicha zona de enganche de dicha primera parte longitudinal y haber sumergido dicha parte intermedia y dicho dispositivo de enganche deformable, de tal modo que dicha parte ascendente y dicha parte longitudinal del dispositivo de enganche se extiendan en forma de catenaria. De este modo, se inicia el giro de la primera parte longitudinal del dispositivo de enganche cuando se aleja el flotador y se realiza a continuación progresivamente cuando se desenrolla el conducto ascendente.

Por último, se alarga dicha parte ascendente hacia dicho fondo tras haber desenrollado totalmente dicha parte ascendente que ha llegado entonces al fondo, de tal modo que sumerge dicho flotador bajo dicha superficie para alinear y mantener en tensión, prácticamente en sentido vertical, dicha parte ascendente y dicha primera parte. De este modo, al estar orientada la primera parte prácticamente en sentido vertical, la segunda parte del dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de instalación de un conducto tubular submarino de transporte de hidrocarburos entre un fondo marino y una superficie, presentando dicho conducto submarino una parte ascendente (16), una parte de conexión

(18) en la superficie y una parte intermedia (20) entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión, siendo dicho procedimiento del tipo según el que se dispone un flotador (14) adaptado para flotar en la proximidad de dicha superficie para enganchar juntas dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18) en suspensión, de tal modo que dicha parte intermedia (20) se mantenga curvada en forma de cuello de cisne entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- se almacena dicho conducto tubular submarino en un buque flotante (68) en dicha superficie;

- se dispone un dispositivo de enganche deformable (10) para unir dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18), prácticamente en sentido paralelo a dicha parte intermedia (20), comprendiendo dicho dispositivo de enganche (10) una primera parte longitudinal (24) y una segunda parte (25) enlazadas en una zona de enganche (37) de dicha primera parte (24) mediante una unión pivotante;

- se une dicho flotador (14) y dicha zona de enganche (37) de dicha primera parte longitudinal (24) mientras se sumerge dicha parte intermedia (20) y dicho dispositivo de enganche (10) colgando de dicha parte ascendente (16); y

- se desenrolla dicha parte ascendente (16) hacia dicho fondo, de manera que dicha parte de conexión

(18) quede retenida por dicho flotador (14) mediante dicha segunda parte (25), y dicha parte ascendente

(16) bascula hacia dicho fondo arrastrando mediante pivotamiento alrededor de dicha zona de enganche

(37) dicha primera parte (24) curvando dicha parte intermedia (20), quedando retenida dicha parte ascendente (16) suspendida de dicho flotador (14) mediante dicha primera parte (24).

2. Procedimiento de instalación según la reivindicación 1, caracterizado porque se mantienen dichas dos partes (24),

(25) del dispositivo de enganche (10) inclinadas una con respecto a la otra en posición fija para mantener dicha parte intermedia (20) curvada según un radio de curvatura superior a un radio de curvatura límite.

3. Procedimiento de instalación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se definen segmentos de dicha parte intermedia y porque se limita el pivotamiento de dichos segmentos unos con respecto a los otros, de manera que se limita el radio de curvatura de dicha parte intermedia (20).

4. Procedimiento de instalación, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha parte de conexión (18) unida a dicha parte intermedia (20) se almacena en un lado de dicho buque de la superficie

(68) y, en el otro lado, dicha parte ascendente (16) libre.

5. Procedimiento de instalación según la reivindicación 4, caracterizado porque se enganchan juntas dicha parte intermedia (20) y dicha primera parte longitudinal (24) a un cable de tracción (74) mientras que dicha segunda parte

(25) y dicha parte intermedia (20) están enganchadas juntas y suspendidas de dicha parte de conexión (18); y porque se desenrolla dicha parte de conexión (18) de uno de dichos lados mientras se enrolla dicho cable de tracción (74) en otro de dichos lados, formando un bucle debajo de dicho buque de la superficie (68), de tal modo que llegan a conectarse dicha primera parte intermedia (20) y dicha primera parte longitudinal (24) enganchadas ambas a dicha parte ascendente (16) sobre dicho buque de la superficie.

6. Procedimiento de instalación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se aleja dicho flotador (14) de dicho buque de la superficie (68) después de haber unido dicho flotador a dicha zona de enganche

(37) de dicha primera parte longitudinal (24) y haber sumergido dicha parte intermedia (20) y dicho dispositivo de enganche deformable (10), de tal modo que dicha parte ascendente (16) y dicha primera parte (24) se extienden en forma de catenaria.

7. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se tira de dicha parte ascendente (16) hacia dicho fondo después de haber desenrollado dicha parte ascendente, de tal modo que se sumerge dicho flotador (14) bajo dicha superficie para alinear y mantener en tensión, prácticamente en sentido vertical, dicha parte ascendente y dicha primera parte (24).

8. Instalación submarina de transporte de hidrocarburos entre un fondo marino y una superficie, que comprende un conducto tubular submarino, un flotador (14) adaptado para flotar en las proximidades de dicha superficie y un dispositivo de enganche (10) para enganchar dicho conducto a dicho flotador, presentando dicho conducto tubular submarino una parte ascendente (16), una parte de conexión en la superficie (18) y una parte intermedia (20) entre dicha parte ascendente y dicha parte de conexión en suspensión, permitiendo dicho dispositivo de enganche (10) enganchar juntas dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18) en suspensión y mantener dicha parte intermedia (20) curvada en forma de cuello de cisne entre dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18), caracterizada porque dicho dispositivo de enganche (10) comprende una primera parte longitudinal (24) y una segunda parte (25) enlazada en una zona de enganche (37) de dicha primera parte (24) mediante una unión pivotante, de tal modo que enlaza dicha parte ascendente (16) y dicha parte de conexión (18) de forma

sustancialmente paralela a dicha parte intermedia (20), estando adaptada dicha zona de enganche (37) de dicha primera parte longitudinal y dicho flotador (14) para enlazarse entre sí; y porque dicha primera parte (24) está adaptada para pivotar alrededor de dicha zona de enganche (37), curvando dicha parte intermedia (20) cuando dicha parte ascendente (16) se desenrolla y bascula hacia dicho fondo, mientras que dicha parte de conexión (18) está retenida por dicho flotador (14) mediante dicha segunda parte (25) y porque dicha parte ascendente (16) está retenida suspendida de dicho flotador (14) mediante dicha primera parte (24).

9. Instalación submarina según la reivindicación 8, caracterizada porque dicha primera parte longitudinal (24) comprende dos montantes (26, 28) prácticamente paralelos, y dos tirantes opuestos (30, 32) uno al otro, para mantener dichos montantes (26, 28) separados entre sí, estando destinado un primer tirante (32) a recibir dicha parte ascendente (16) y un segundo tirante define dicha zona de enganche (37), mientras que dicha parte intermedia

(20) es apta para extenderse libremente entre dichos montantes (26, 28).

10. Instalación submarina según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha segunda parte (25) comprende dos uniones flexibles (54, 56) montadas en dicho segundo tirante (30) respectivamente frente a dichos montantes (26, 28).

11. Instalación submarina según la reivindicación 10, caracterizada porque dicha segunda parte (25) comprende además un anillo de retención (44) adecuado para recibir dicha parte de conexión (18), presentando dicho anillo de retención dos semiejes (50, 52) hacia el exterior, diametralmente opuestos, estando unidas dichas dos uniones flexibles (54, 56) respectivamente a los dos semiejes.

12. Instalación submarina según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque dicho dispositivo de enganche (10) comprende además un brazo de bloqueo (58; 60) para mantener dichas dos partes (24, 25) del dispositivo de enganche inclinadas una con respecto a la otra en posición fija, para mantener dicha parte intermedia (20) curvada según un radio de curvatura superior a un radio de curvatura límite.

13. Instalación submarina según la reivindicación 12, caracterizada porque dicho brazo de bloqueo (58; 60) es telescópico y porque es apto para bordear dicha parte intermedia (20) extendida en una posición estirada.

14. Instalación submarina según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada porque dicha parte intermedia (20) está alojada en el interior de una camisa con articulaciones (46), de tal modo que se limita el radio de curvatura de dicha parte intermedia (20).