Um sistema de amarração de ponto único permite que o FPSO gire em torno de um ponto de base designado, criando um efeito de cata-vento. Isso garante que a proa do FPSO esteja sempre voltada para a direção da carga externa líquida mínima, reduzindo a força total de amarração exigida pelo sistema. Como os sistemas de amarração de ponto único são adaptáveis a uma ampla gama de profundidades de água, podem atracar FPSOs muito grandes e são capazes de operar em condições marítimas adversas, eles são amplamente utilizados. Os sistemas de amarração de ponto único desempenham principalmente duas funções: primeiro, posicionamento e amarração, fixando o FPSO no local de operação do campo petrolífero usando a força de amarração fornecida por um único ponto, servindo como terminal offshore para o transporte de petróleo bruto refinado; segundo, servindo como um ponto de conexão crucial entre o sistema de produção submarina e o FPSO, fornecendo transferência de fluido, energia e transmissão de controle óptico para o sistema de produção submarina. Ele também pode transferir fluidos da cabeça do poço do campo petrolífero para o FPSO para processamento.
Sistema de amarração de ponto único SOFEC
SBM (Sistema de amarração de ponto único separável)
Alguns sistemas de amarração de ponto único também têm uma função de liberação de emergência, que pode ser desconectada do sistema de amarração e evacuada para uma área segura em condições de mar extremamente agitado. No entanto, a operação de reconexão desse sistema está sujeita a requisitos rigorosos das condições do mar e não é adequada para uso em áreas marítimas onde as condições do mar são agitadas na maior parte do tempo.
Entre as empresas de projeto e serviços de amarração de ponto único (SPM) de renome mundial estão a SBM, Bluewater, SOFEC, APL, Prosafe e BW Offshore. A CNOOC Engineering, do meu país, também concluiu a construção de um sistema SPM do tipo flutuante.
Sistema de amarração de ponto único do tipo boia
As boias são ancoradas em águas distantes da costa, servindo como pontos de atracação para navios-tanque que carregam e descarregam gases ou líquidos e atuam como pontos de conexão entre sistemas de coletores submarinos. A principal função das boias é transportar recursos de petróleo e gás de terra ou debaixo d'água para os navios-tanque ancorados.
Sistema de amarração de boias
Aparência da boia
Normalmente, as boias consistem em vários compartimentos estanques. Mesmo que um deles seja danificado por um impacto externo, os compartimentos restantes ainda podem fornecer flutuabilidade suficiente.
Em geral, há dois tipos de boias: de plataforma giratória e de torre.
Lado esquerdo: Tipo de torre; lado direito: Tipo de plataforma giratória
As boias giratórias permitem que a parte superior gire livremente, colocando o FPSO em uma posição de estresse mínimo. Elas não têm compartimentos superiores.
SBM
As boias de torre, desenvolvidas e projetadas pela Bluewater, consistem em uma torre e boias de convés. As boias giram em torno da torre, permitindo que sejam fabricadas em formato quadrado.
Sistema de amarração de ponto único do tipo boia Bluewater
Os sistemas comuns de amarração de boias incluem: sistemas de amarração de boias assistidos por corrente (CALM) e sistemas de amarração de perna única (SALM). Os sistemas de amarração de boias assistidos por corrente são comumente usados em navios-tanque e FSOs, e são o método mais econômico e eficiente para amarrar e carregar/descarregar navios-tanque. Os sistemas de amarração de perna única são semelhantes aos sistemas de amarração de boia assistida por corrente, mas são normalmente usados em navios-tanque de transporte ou FSOs, não em FPSOs.
Diagrama do sistema de amarração de perna de âncora única
Sistema de amarração de ponto único tipo torre
O sistema de amarração de ponto único do tipo torre evoluiu do sistema CALM, mas como os FPSOs têm peso e flutuabilidade muito maiores do que as boias, eles oferecem desempenho superior em termos de movimento e distribuição de tensão. Atualmente, mais de 70% de FPSOs em todo o mundo usam sistemas de amarração de ponto único do tipo torre, distribuídos no norte do Mar do Norte, no Mar da Noruega, no Golfo do México e no Mar do Sul da China. O sistema de amarração de ponto único do tipo torre integra a amarração, a transmissão de gás, hidráulica e elétrica, o que o torna complexo em termos de projeto e exige alta estabilidade. Atualmente, os sistemas do tipo torre são divididos principalmente em dois tipos: sistemas de amarração com torre interna e sistemas de amarração com torre externa.
Sistema de amarração da torre interna
O sistema de amarração com torre interna é o sistema de amarração mais usado para FPSOs, comumente usado em áreas de águas médias e profundas. Os sistemas de amarração de torre interna geralmente estão localizados na proa, e suas características incluem: o diâmetro da torre pode ser projetado para ser muito grande, deixando espaço suficiente para equipamentos e coletores; a torre interna é embutida no casco, proporcionando boa proteção, mas sua posição afeta o “efeito cata-vento” do FPSO.”
Sistema de amarração de torre interna em construção
Os sistemas de amarração de torre interna incluem dois tipos: passivo e ativo.
Os sistemas de amarração de torre interna passiva referem-se a FPSOs sem potência de propulsão; o sistema de torre permite que o FPSO gire 360 graus em torno de seu centro. Atualmente, a maioria das torres internas em todo o mundo é do tipo passivo.
Sistemas passivos de amarração de torre interna
Os sistemas de amarração de torre interna ativa geralmente estão localizados no terço da proa do casco. Devido à sua proximidade com o meio do navio, eles reduzem efetivamente as forças de amarração e os danos por fadiga do riser. No entanto, esse método de amarração tem um “efeito de cata-vento” fraco, exigindo assistência da hélice para ajustar a proa, e é usado principalmente no Mar do Norte.
Sistemas ativos de amarração de torre interna
Como o sistema de amarração ativo está localizado próximo ao meio do navio, os alojamentos podem ser colocados na proa, colocando a área de concentração de pessoal a favor do vento dos oleodutos e gasodutos e da lança de combustão, o que melhora muito a segurança do FPSO.
No entanto, devido ao grande tamanho dos FPSOs, os requisitos de energia auxiliar são substanciais e os requisitos de confiabilidade do sistema de propulsão são altos. Os riscos de falha do sistema de propulsão devem ser considerados durante a fase de projeto.
Componentes do sistema interno da torre SOFEC
Principais componentes da torre:
O sistema de amarração da torre interna consiste principalmente em quatro partes:
Torre e luva: Conectado por rolamentos, o FPSO pode girar livremente.
Torre de vários fabricantes
Construção da torre
O rolamento que conecta a torre e a luva
Arranjo de âncoras: As âncoras podem ser dispostas de acordo com as condições reais.
Diagrama de ancoragem
Plataforma giratória: A plataforma giratória é uma plataforma estrutural localizada na parte superior da torre, acomodando vários equipamentos, como guinchos para tensionar correntes de ancoragem, guinchos de elevação e instalações de controle elétrico.
Sistema de transferência de líquidos: O sistema de transferência de líquidos é o centro de todo o sistema de amarração da torre. Os dutos e risers submarinos precisam usá-lo para transportar o petróleo bruto até o FPSO. A torre interna submersível (STL) é atracada ao leito marinho por meio de boias cônicas. Durante a instalação, ela precisa ser levantada no espaço cônico reservado no casco e travada hidraulicamente.
Torre interna submersa
Produção de torre submersa (STP)
Sistema de amarração da torre externa
O sistema de amarração de ponto único de torre externa (ETS) opera com o mesmo princípio que o sistema de amarração de ponto único de torre interna, com a principal diferença de que o dispositivo de amarração é instalado fora da proa.
Sistema de amarração de torre externa
Os sistemas de amarração de torre externa reduzem as restrições necessárias no casco e podem ser instalados na doca, enquanto os sistemas de amarração de torre interna devem ser instalados em uma doca seca. Além disso, o número de risers necessários para torres externas é significativamente menor do que para torres internas.
Instalação do sistema de amarração de torre externa no FPSO
Em geral, os FPSOs convertidos são adequados para usar sistemas de amarração de torre externa.
Sistemas de amarração de ponto único tipo torre
Os sistemas de amarração do tipo torre são fixados ao fundo do mar por estruturas de torre rígidas, servindo como pontos de ancoragem permanentes para navios petroleiros que carregam e descarregam petróleo e outros produtos. Suas principais características são: o navio-tanque é conectado à torre por meio de uma estrutura permanente em forma de forquilha ou cabos de amarração; vários sistemas de riser podem ser instalados; a construção é simples e econômica. Eles são adequados para uso em águas rasas e de profundidade média. Os sistemas comuns de amarração de ponto único do tipo torre incluem o sistema yoke, sistemas de amarração de torre submersa e sistemas de cabos de amarração.
Sistema Yoke
O sistema yoke é o tipo mais comum de sistema de amarração de torre.
Sistema Yoke
Os sistemas de amarração de torre submersa são semelhantes aos tipos de amarração de torre convencionais, exceto pelo fato de que a torre fica completamente submersa, não sendo afetada pelas mudanças de ondas e marés.
Os sistemas de amarração de torre com cabo de amarração são semelhantes aos sistemas de amarração de torre convencionais, exceto pelo fato de que os cabos de amarração substituem a estrutura em forma de garfo, reduzindo a complexidade e aumentando a economia.