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Aulas de instalaçoes submarinas
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Aulas de instalaçoes submarinas

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  • 1. Instalações Submarinas
    Sandro Souza
  • 2. 1° Aula: Introdução ao Estudo da Construção Submarina
  • 3. INSTALAÇÕES SUBMARINAS EM PETRÓLEO E
    GÁS NATURAL
  • 4. Adquirir e ampliar conhecimentos em construção submarina para a indústria de petróleo e gás natural.
    Objetivo
  • 5. Onde se aplica estes conhecimentosna carreira do Tecnólogo de Petróleo e Gás:
    Nas diversas áreas das empresas de petróleo e gás (Principalmente ligadas a instalações submarinas)e suas prestadoras de serviço. O tecnólogo tem possibilidade de atuar em varias funções.
    Compras
    Financeiro
    Gestão do Conhecimento
    Logística
    Marketing
    Planejamento
  • 6. Demanda Mundial de Energia
  • 7. Um Mundo de Mudanças
  • 8.
  • 9.
  • 10. Demanda mundial de petróleo de 89 mb/d.
    Previsão de investimento da Petrobras de 112,4 bilhões de dólares no período 2009/2013.
    Investimento de 65% desse capital em E&P.
    Aumento de 2mb/d em 2008 para 2,8mb/d em 2013.
    Aumento de 35 milhões de m3 de gás no mesmo período.
    Por que Investir em E&P ?
  • 11. Construção de 20 plataformas.
    Pelo menos 09 vão começar a operar entre 2009/2013
    A P51-1º Plataforma brasileira, 100% construída no Brasil.
    Entrará em operação até o final de 01/09.
    Custo total de 1 bilhão de dólares.
    Lâmina d’água de aproximadamente 1225m, com produção de 180 mil/b/d.
    Por que Investir em E&P ?
  • 12. Até o final de 2010 ainda entrará em operação as plataformas:
    P52, P56 (semi-submersíveis) e a FPSO – Espírito Santo BC-10 - Shell.
    Produção de +ou- 300 mil b/d.
    Geração de 4,8 mil empregos diretos e 20 mil indiretos.
    Por que Investir em E&P ?
  • 13. Instalações Submarinas
  • 14.
    • Descoberta de novos campos na bacia de Santos e Santa Catarina.
    • 15. Descoberta de óleo em águas ultra profundas.
    • 16. Elevar o país a condição de grande produtor de óleo, com reservas estimadas em 62 bilhões de barris, somente com a descoberta dos campos de Tupi(8 bilhões) e Carioca(40 bilhões).
    • 17. Parati, Júpiter, Caramba e Bem-te-vi, ainda não possuem reservas estimadas
    Por que Investir em E&P ?
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22. Assuntos abordados neste curso:
    ROV
    ATIVIDADES DE PRÉ-INSTALAÇÃO
    TUBOS ou DUTOS
    UMBILICAIS
    SUCTION PILE
    PLETs
    JUMPERS
    MANIFOLDs
  • 23.
  • 24. Projeto Shell BC-10
  • 25. ROV – Remotely Operated Vehicle
    Veículos submarinos não tripulados, ligados a embarcação de apoio através de cabo de potência e comunicação.
    Podem ser de 02 tipos:
    • Work Class
    • 26. Observation Class
  • Pesquisas no Brasil:
    Veículo submarino brasileiro é testado na USP
    Verónica OliveiraUSPOnline26/12/2005
    O protótipo de um robô submarino está sendo testado na Escola Politécnica da USP. Sua missão é recuperar transponders - sinalizadores acústicos, que estão no fundo do oceano e servem para ajudar no posicionamento dinâmico de navios, atuando como pontos de referência para as embarcações se moverem.
    O projeto, iniciado em 2000, foi retomado em setembro do ano passado. O robô foi desenvolvido para ser usado em profundidades de até 2 mil metros. Entretanto, de acordo com o coordenador do projeto, professor Júlio César Adamowski, do Departamento de Engenharia Mecatrônica e Sistemas Mecânicos, da Poli, é possível adaptá-lo para ser usado em outras profundidades. "É só regular os vasos de pressão", diz.
    Adamovski avalia que até o momento foram realizados apenas "testes preliminares" com o equipamento. Mesmo assim, ele garante que os resultados foram satisfatórios. Durante as provas foram checadas a quantidade e qualidade de informações que o veículo consegue captar e, a partir desses dados, foi adaptado seu controlador e como reagirá em águas mais profundas. Os testes aconteceram na piscina do Centro de Práticas Esportivas da Universidade (Cepeusp) e num tanque da Engenharia Naval da Poli.
    Juan Pablo Julca Ávila, doutorando que pesquisa a modelagem matemática e hidrodinâmica de um veículo submarino semi-autônomo e que também está trabalhando no projeto, diz que o equipamento trabalhará com a energia fornecida por baterias ou, se for telecomandado, com energia fornecida por um "cordão umbilical" - no caso um cabo de fibra ótica.
  • 27. Ávila garante que se perde muito dinheiro com os transponders, pois eles sempre têm falhas eletrônicas e mecânicas e não funcionam mais, logo são facilmente substituídos. Com o uso do robô, haverá um maior acompanhamento mecânico dos sinalizadores. O veículo ajuda a localizá-los e a levá-los à superfície para a sua respectiva manutenção.
    A tarefa de recuperar transponders, atualmente é realizada por ROV (Veículos Operados por Controle Remoto) que também são veículos submarinos, mas controlados por controle remoto.
    De acordo com o professor, é mais complicado operar o ROV porque se houver uma correnteza submarina, o equipamento fica desviando e logo se tem muita imprecisão em relação à direção onde estão os sensores tornando difícil seu controle e sua recuperação.
    A proposta de Adamowski em fazer o veículo diferente do ROV (semi-autônomo) foi com o objetivo de diminuir custos e tempo de operação. O professor garante que o equipamento custa muito caro, mas que vale a pena. "Formamos mestres doutores e vários professores aprendem a trabalhar com o projeto", afirma, acrescentando que "está envolvido um alto valor tecnológico que não se vê e são essas coisas que valem a pena testar e desenvolver".
    "É um projeto bastante complexo. O Brasil tem mar à vontade e se olharmos em outras partes do mundo várias universidades têm esse tipo de linha de pesquisa. Nós a começamos e daqui a uns 10 ou 15 anos vamos estar já bastante avançados", garante o professor.
  • 28. Protótipo de um simulador de robô submarino utilizado para a exploração de petróleo em águas profundas é apresentado em São Carlos
    Está concluído o primeiro protótipo de um simulador de robô submarino utilizado para a exploração de petróleo em águas profundas. Desenvolvido pela Multicorpos, empresa incubada na Fundação Parque de Alta Tecnologia São Carlos (ParqTec), no interior paulista, o modelo comercial deverá estar pronto em 2010, depois de passar por todas as fases de validação tecnológica.O simulador será utilizado para capacitar operadores de veículos operados remotamente – ROVs, de Remotely Operated Vehicle, na sigla em inglês – em operações de manutenção e na instalação de plataformas de extração do óleo.Os ROVs são submergíveis não-tripulados que, presos ao navio na superfície, recebem comandos de movimentação para que o operador colha informações e sinais dos sensores e câmeras instaladas no equipamento. Nos campos de extração no Brasil, os ROVs ficam em profundidades que variam entre mil e 2 mil metros.
  • 29. Ao ser instalado em computador, o simulador fornece imagens das câmeras do ROV para que o operador manipule virtualmente o equipamento por meio de joysticks. De acordo com Marcelo Prado, diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da Multicorpos, como o sucesso da missão depende diretamente da experiência do indivíduo, o simulador permitirá o treinamento dos operadores em situações próximas às reais.“Os ROVs têm custo operacional de cerca de US$ 150 mil por dia, o que inviabilizaria sua utilização para treinamento. A Petrobras tem dezenas deles em operação no Brasil e chega a gastar mais de US$ 60 milhões por ano na manutenção e em aluguéis do equipamento”, disse o engenheiro mecânico.
  • 30. Com as simulações, o objetivo é reduzir o custo e baratear a exploração de petróleo em águas profundas, sendo que as missões poderão ser realizadas mais rapidamente, em até metade do tempo. “Cálculos preliminares indicam ser possível economizar até 60% nas missões de maior grau de complexidade”, disse Prado.“Além disso, serão bem menores os riscos de acidentes que podem levar a desastres ambientais em decorrência de vazamento de petróleo. As simulações também permitirão que os ROVs não sejam danificados. Modelos mais sofisticados desse equipamento chegam a custar até US$ 3 milhões”, afirmou Prado.
    Fonte: Thiago Romero / Agência Fapesp
  • 31. Tecnologia no mundo:
  • 32.
  • 33.
    • Medir características da água;
    • 34. Mapear o fundo do mar;
    • 35. Inspecionar instalações submarinas;
    • 36. Tirar fotografias e fazer seqüências de vídeo.
    ROV – Observation Class
  • 37. Possuem “braços mecânicos”
    São operados por pilotos via “joystick”.
    Utilizados para a construção submarina.(conectar equipamentos)
    ROV – Work Class
  • 38. 2° Aula: Pré-Instalação de Equipamentos e Recolhimento de dutos
    Sandro Souza
  • 39. - Instalação de Transponders
    - Pre-lay survey
    - Fabricação dos Stalks
    - Realização do Spooling
    Atividades Pré-Instalação
  • 40. Atividades Pré-Instalação–(PrelaySurvey)
    - Instalações dos Transponders:
    Os transponders são colocados nos pontos onde os equipamentos serão instalados. Servem para mensurar a distância entre os equipamentos.
    O transponder ou transpondedor (abreviação de Transmitter-responder) é um dispositivo de comunicação eletrônico complementar de automação e cujo objetivo é receber, amplificar e retransmitir um sinal em uma freqüência diferente ou transmitir de uma fonte uma mensagem pré-determinada em resposta à outra pré-definida “de outra fonte”.
  • 41. - TDM:
    É o caminho que o navio vai fazer por toda a extensão da linha a ser instalada. São colocados transponders que vão ler o subsolo e através destas leituras será determinado o que deve ser colocado no solo marinho para preservar a tubulação e os equipamentos.
  • 42. É o carregamento dos stalks de tubos rígidos ou flexíveis das bases.
    Spooling
  • 43. Stalk
    São ±1000 metros de tubos soldados que serão recolhidos pelo navio. Os stalks são produzidos de 1 em 1km e são recolhidos na mesma proporção.
    Obs.: dependendo da lâmina d’água, e da pressão algumas linhas devem ter um “Buckle Arrestor” entre os Stalks.
  • 44. É o ato de carregar os equipamentos e suprimentos nos navios necessários para a construção submarina.
    Loadout
  • 45. É a instalação, abandono da linha ou dos equipamentos no leito marinho.
    Laydown
  • 46. Barcos de recolhimento de dutos e abandono no mar
  • 47.
  • 48. 3° aula: Instalação de Linhas Submarinas
    Sandro Souza
  • 49. É o primeiro equipamento a ser instalado no fundo do mar.
    Através de uma válvula podemos colocar ou retirar água no seu interior e assim enterrar ou retirar a âncora do solo marinho.
    Suction Pile
  • 50. São instaladas na posição vertical.
    • São usadas juntamente com os riggings, com a função de iniciar uma linha ou para fixação das plataformas.
    Suction Pile
  • 51. - Os tubos podem ser – Rígidos ou Flexíveis
    - O que são Risers ?
    - O que são Flowlines?
    - O que são Farings?
    - O que são Strakes?
    - O que são Flexjoints?
    Instalações de Pipelines, Flowlines & Risers
  • 52. Rígidos
    São tubos de aço que variam de comprimento (9m á 12m), de diâmetro (6” á 20”) e de espessura ou parede do tubo.
    Precisam de um navio específico para serem instalados.
    Maior sensibilidade aos acidentes no fundo do mar.
    Necessidade de calçamento dos dutos nos trechos com grandes vãos.
    Podemos instalar esses tubos de três formas:
    • Enrolados (Reeling)
    • 53. Rebocados (Towing)
    • 54. Soldados nos navio de instalação
    Tubos Rígidos e Flexíveis
  • 55. Tubos rígidos e suas camadas de proteção
  • 56. Método Reeling
  • 57.
  • 58.
  • 59.
  • 60.
  • 61.
  • 62.
  • 63. Método Towing
  • 64. Flexíveis
    • No Brasil a maior parte das tubulações instaladas Offshore são do tipo flexível. Este tipo de estrutura é composto por diversas camadas metálicas e poliméricas, como pode ser observada na figura.
    Tubos Rígidos e Flexíveis
  • 65. Flexíveis
    Podem ser de três tipos: Risers, Flowlines e Umbilicais
    Risers
    Esta linha é exposta a um número de flexões significativas e não estão apoiadas em nada, sofrem ação da maré, da correnteza, das movimentações da plataforma etc...
    Tubos Rígidos e Flexíveis
  • 66. - Flowlines
    Linha exposta a um número não significativo de flexões. Está sempre apoiada no solo marinho.
    Tubos Rígidos e Flexíveis
  • 67. Tubos Rígidos e FlexíveisUmbilicais
    Não há fluxo de óleo e gás no seu interior, são cabos elétricos e hidráulicos e podem estar ou não apoiados no solo marinho. São conectados a plataforma e as UTAs
  • 68. Umbilical Manufacture
  • 69. Recebe o umbilical vindo da plataforma, com informações elétricas e hidráulicas e redistribuem estas informações por cabos mais finos chamados Flying leads, para os demais equipamentos instalados no solo marinho.
    UTA – Umbilical Termination Assembly
  • 70. Umbilical Manufacture
  • 71. Umbilical Systems
  • 72. Umbilical Systems
  • 73. UMBILICAL SUPPORT
  • 74. São cabos de transmissão elétrica (EFL) e hidráulica (HFL), que tem como características, serem mais finos que os umbilicais e tem a função de interligar os equipamentos as UTA (Umbilical Termination Assembly)
    Flying Leads
  • 75. 4° Aula: Instalação de Equipamentos Submarinas
    Sandro Souza
  • 76. São instalados no final do riser e conectados direto a plataforma, é muito grande e robusto, pois segura todo o peso da tubulação. Não entra em contato com a água.
    Flexjoints
  • 77. São instalados na parte do “top riser” abaixo do flexjoint, tem por objetivo anular a força da maré e da correnteza do mar para diminuir o desgaste e a fadiga das soldas da tubulação. São equipamentos instalados sobre a tubulação e ficam localizados ao longo dos risers.
    Farings & Strakes
  • 78. Plet – PipelineEnd Termination
    Instalado nas extremidades das linhas principalmente em dutos rígidos.Fazem a conexão dos poços as linhas através dos jumpers. São instalados fechados e posteriormente abertos no solo marinho pelo ROV.
  • 79. É um conjunto de válvulas exportadoras e distribuidoras, que tem como principal objetivo coletar a produção e injetar água e gás nos poços de petróleo e gás. Os manifolds podem ser de injeção de água, gaslift ou misto.
    Manifolds
  • 80. Principais Características:
    - São feitos sob medida
    - Possuem pelo menos 03 soldas.
    - Interligam o poço ao manifold e o mesmo ao plet
    - Sua metrologia é muito importante, pois é através desta medição que o jumper será produzido.
    Jumpers
  • 81. Jumpers
  • 82. Bóias
    São colocadas para abandonar os equipamentos no fundo do mar e manter
    tubulações não apoiadas no solo marinho.
  • 83. Abandono de bóias
  • 84. Muito Obrigado !
    Contato:
    Sandrosaneletric@hotmail.com
    Instalações Submarinas