[001 ] A presente invenção refere-se a uma ferramenta submarina geradora de potência elétrica, a ser utilizada na Indústria de Óleo & Gás, para energização de equipamentos submarinos aplicados ao combate do hidrato e também para a alimentação de sistemas elétricos em equipamentos submarinos de produção, processamento e transporte de hidrocarbonetos.

[002] Esta ferramenta gera potência elétrica a partir da potência hidráulica de um ROV (Remote Operated Vehicie). Este ROV ficará dedicado e à disposição, somente para este fim, durante todo o tempo que for necessário para a geração de potência elétrica.

Estado da Arte

[003] Em geral o suprimento de potência para um sistema de produção submarino é projetado de acordo com o sistema de controle submarino. Diferentes tipos de sistemas de controle podem ser utilizados (hidráulico direto, eletro-hidráulico, somente elétrico, etc.) que requerem diferentes projetos de sistemas de potência. No entanto, basicamente dois tipos de sistemas de potência são utilizados: sistema de potência elétrico e sistema de potência hidráulico. [1 ]

[004] Na maioria dos casos a disponibilidade elétrica é fornecida através da UEP (Unidade Estacionária de Produção) tais como plataformas e FPSOs (Fíoating Production Storage & Offloading), necessitando de longos comprimentos de cabos elétricos instalados no leito marinho, além de outros equipamentos de distribuição elétrica, o que eleva o CAPEX (capita! expenditure) e OPEX [operationaí expenditure) dos sistemas submarinos. Para previsão de situações de contingência, soluções podem ser acrescentadas aos sistemas submarinos aumentando ainda mais o custo dos projetos.

[005] Outra fonte de potência pode ser através de navios de operação de instalação e intervenção tais como PLSV (Pipe Line Support Vesse!) e RSV (ROV Support Vesseí), que embora tenham custos menores quando comparados à UEP ainda possuem bastante complexidade requerendo cabos elétricos reforçados, carreteis, fonte de potência topside e sistemas de proteção para a rede eiétrica, demandando um tempo considerável de operação e risco operacional.

[006] Alguns fabricantes de ROV têm apresentado soluções eustomizadas para o fornecimento de potência eiétrica submarina. Entre elas a que consiste na utilização de um cabo elétrico conectado em uma de sua extremidade ao circuito elétrico do ROV e a outra extremidade que pode ser conectado no painel ROV de equipamentos e/ou ferramentas submarinas. Embora este tipo de solução tenha menor custo e menor tempo de operação, a sua aplicação depende da potência eiétrica requerida pelo sistema submarino, pois o ROV apresenta algumas limitações em seu circuito elétrico tanto quanto a capacidade de fornecimento de potência quanto à necessidade de circuitos de proteção no veículo. Em alguns casos podem ser desligadas algumas funções do ROV para aumentar o suprimento de energia (ex. circuito de iluminação) em certas condições operacionais.

[007] Outras soluções tal como com baterias submarinas tem sido utilizadas em pequenos ROV de busca e inspeção.

[008] As operadoras de campos de petróleo têm enfrentado muitos problemas com a questão de disponibilidade de fontes de potência eiétrica disponível em ambiente submarino para viabilizar algumas operações tais como remediação e auxílio no combate ao hidrato com objetivo de obter sua dissociação, sistemas autónomos de monitoração, dentre outros.

[009] Os sistemas de geração de potência offshore atualmente disponíveis são complexos, exigindo grandes áreas reservadas e classificadas para instalação e operação destes sistemas no topside de sondas, plataformas e navios de operação de instalação e intervenção. O projeto em grande parte exige longos comprimentos de cabos eiétricos instalados no leito marinho, além de outros equipamentos de distribuição eiétrica, o que eleva o custo de aquisição, instalação e operação dos sistemas submarinos.

[010] A disponibilidade de potência eiétrica através do circuito do ROV é limitada, alcançando aproximadamente 2,2 KW. Para se conseguir um pouco mais de potência elétrica existe a possibilidade de desligar a função de iluminação do ROV, o que não é muito recomendado. Quanto à utilização do circuito eiétrico do ROV, o sistema de proteção deve ser projetado para evitar danos e a perda de posição do ROV quando submerso.

[01 1 ] As soluções com baterias apresentam problemas quanto à quantidade de baterias necessárias para geração de baixa potência, ocasionando equipamentos/ferramentas mais pesados. Além disso, esta solução tem que atender todos os requisitos de normas nacionais e internacionais para transporte, armazenamento e descarte. Além disso, é necessário um carregador para fornecer recargas à bateria, o que eleva mais ainda o custo de tal solução.

Descrição Resumida da Invenção

[012] A presente invenção refere-se a uma ferramenta submarina geradora de potência elétrica capaz de disponibilizar energia elétrica suficiente para operações de instalação ou intervenção em ferramentas e/ou equipamentos submarinos que demandem tal necessidade quando submersos.

[013] Esta ferramenta é constituída de um motor hidráulico, um acoplamento mecânico, um gerador de potência elétrica, caixa elétrica de distribuição compensada hidrostaticamente, um cabo eiétrico submarino compensado hidrostaticamente, um conector eiétrico submarino tipo wet-mate e um sistema de leitura de amperagem.

Breve Descrição das Figuras

[014] Figura 1 : Representa o esquemático da Ferramenta acoplada ao ROV.

[015] Figura 2: Desenho de conceito da Ferramenta acoplada ao ROV.

[018] Figura 3: Representa o esquemático da Ferramenta.

Descrição Petaihada da Invenção

[017] De acordo com as citadas figuras, observa-se que a ferramenta submarina geradora de potência elétrica (10) compreende de um motor hidráulico de pistão axial (1 ) provido um acoplamento mecânico (2) que o interliga a um gerador de potência elétrica (3) que, por sua vez, é sequenciado por uma caixa elétrica de distribuição compensada hidrostaticamente (4), a qual é provida de um cabo eiétrico submarino compensado hidrostaticamente (5) que se estende para fora da dita caixa eiétrica de distribuição compensada hidrostaticamente (4) e é provido em sua extremidade de um conector elétrico submarino tipo wet-mate (6), além de cabos seriais (7) e um dummy piug (1 1 ) para proteção de conector elétrico sobressalente de comunicação Ethernet ou RS232, sendo que o dito acoplamento mecânico (2) é ainda provido de mangueiras hidráulicas (8) que o interliga ao sistema hidráulico (13) do ROV (15), sendo ainda que o dito gerador de potência eiétrica (3) possui um compensador de pressão (9) a ele interligado de forma adjacente, para permitir equalizar a pressão interna com a externa, e um sistema de leitura de amperagem que utiliza a interface eiétrica (12) (ROV-Electr.- ROV Electrical Interface) do ROV, através de um cabo (7) de comunicação Ethernet ou RS232.

[018] A ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (10) é acionada hidraulicamente e é capaz de trabalhar com vazões de 50 l/min a 130 l/min a pressão constante de 2500 psi disponibilizado peio ROV (15), A vazão mínima gerada pelo ROV (15) é suficiente para acionar o motor hidráulico (1 ) da ferramenta (10) que transmite o forque via o acoplamento mecânico (2) ao eixo do gerador de potência eiétrica (3). Este gerador (3) é capaz de fornecer peio menos 14 kW - 850 VDC de potência eiétrica para as ferramentas ou equipamentos submarinos que necessitarem de energia eiétrica.

[019] A interligação hidráulica da ferramenta com o suprimento hidráulico (1 3) do ROV (15) é realizada através de conexões hidráulicas (8) convencionais tipo JIG-6 (JiC - Joint Industry Councií) ou similar.

[020] Uma caixa de distribuição eiétrica compensada hidrostaticamente (4) é conectada ao gerador elétrico (3) e ao cabo elétrico submarino (5). A partir desta caixa de distribuição eiétrica (4) são derivados os cabos seriais (7) (RS-232 e Ethernet) para leitura da amperagem da ferramenta disponibilizada na saia de controle topside do ROV.

[021 ] Um cabo elétrico passa por dentro de uma mangueira compensada (5) para suportar a pressão hidrostática e é conectado ao gerador de potencia eiétrica (3) através de uma JB (4) (Pressure Compensated Junction Box) em uma de suas extremidades. Na outra extremidade é terminado em um conector plug tipo wet-mate (6) próprio para as operações com ROV.

[022] A ferramenta (1 0) em questão é projetada de forma leve e compacta para viabilizar o seu transporte submarino enquanto acoplada a estrutura do ROV (1 5). Para esta ferramenta é estimado um peso menor que 100 kg (peso submerso).

[023] A invenção da ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (10) é uma solução que apresenta grandes vantagens quando se comparado a outras fontes de potência elétricas submarinas disponíveis comercialmente.

[024] A ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (10) proporciona uma logística otimizada quanto ao armazenamento, ao condicionamento e ao transporte nos diversos modais (terrestre, aéreo e marítimo) em virtude de seu baixo peso e dimensões reduzidas. Em casos de operações submarinas de contingências pode ser facilmente despachada.

[025] Â ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (10) proporciona uma redução no tempo das operações, visto que é uma ferramenta projetada para atender a todas as interfaces com o ROV no que diz respeito ao seu acoplamento/fixação à estrutura do veículo remoto, o seu acionamento através do suprimento hidráulico (13) do ROV (15) e a interface com o conector elétrico (6) tipo ROV para movimentação do cabo elétrico (5) e o acoplamento no painel do equipamento submerso.

[028] Â ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (1 0) atende a necessidade de sistemas eiétricos de ferramentas e/ou equipamentos submarinos com demanda de baixa potência, não sendo necessária a mobilização de sistemas elaborados e ou mesmo o desvio de cabos de potência eiétrica de sistemas submarinos para utilização em determinadas operações (ex. operação de contingência).

[027] Â ferramenta submarina geradora de potência eiétrica (10) proporciona baixa manutenção visto que ó um sistema de baixa complexidade, com poucos componentes já qualificados por norma e em ambientes submarinos em sua montagem. [028] A ferramenta submarina geradora de potência elétrica (10) é acionada pelo suprimento hidráulico (13) do ROV (1 5) que aciona o motor hidráulico (1 ) da ferramenta. Este motor hidráulico (1 ) transmite o torque a um acoplamento mecânico (2) que une o motor (1 ) a um gerador de potência elétrico (3). Este gerador (3) está acoplado a uma caixa de distribuição (4) de potência elétrica que é compensada hidrostaticamente. Esta caixa (4) está acoplada a um cabo elétrico submarino (5) projetado para resistir à pressão hidrostática e a potência elétrica gerada pelo circuito da ferramenta. Este cabo elétrico (5) deverá ser capaz de ser manuseado peio ROV e conectar o conector elétrico (6) em sua extremidade ao painel ROV de ferramentas e/ou equipamentos submersos.