Linhas de risers e ancoragem

Cenário

A fixação das unidades flutuantes ocorre através de cabos de aço, amarras ou poliéster, os quais são conectados a pontos fixos de ancoragem, tais como: estaca de sucção, VLA e estaca-torpedo. O óleo e gás produzidos nos poços são conduzidos até a plataforma através dos risers.

Problema

As linhas de ancoragem e os risers devem ser projetados para apresentarem uma elevada vida útil em condições normais de operação, bem como resistirem a condições extremas. Assim, uma das etapas fundamentais é a realização de simulações numéricas que apoiem o projeto dessas estruturas.

Atuação

O LCCV realiza análises de linhas de ancoragem e risers através do estudo e simulação computacional da dinâmica das linhas. Assim como análise de cargas extremas e fadiga, dando suporte à PETROBRAS no estudo de novos arranjos de linhas e cascos.

Materiais avançados

Panorama

Na exploração do petróleo em águas profundas, de 1.000 m até 1.500 m, a indústria offshore utiliza risers de aço para conduzir o petróleo do fundo do mar até as plataformas flutuantes. Esses risers constituem uma estrutura pesada, necessitando muitas vezes de sistemas, bastante caros, de bóias e de suporte na plataforma. Em se tratando da exploração de petróleo em águas ultraprofundas, com lâminas d’água entre 1.500 m e 4.000 m, o custo da utilização de risers convencionais de aço é proibitivo, principalmente devido ao seu peso.

Proposta

Uma alternativa para esses casos é a utilização de uma nova geração de materiais avançados, manufaturados para atender às necessidades dos modernos setores industriais, na confecção de risers, possibilitando a redução significativa desse peso, diminuindo, com isso, o esforço resultante na plataforma. Nesta nova geração de materiais avançados, destacam-se aqueles com constituição heterogênea, caracterizada por transições graduais na microestrutura e composição (Functionally Graded Material – FGM) ou por variações bruscas em suas propriedades, a exemplo dos laminados, compósitos reforçados por fibras, etc.

Projeto

Estudo preliminar de viabilidade técnica e econômica da utilização de risers de materiais heterogêneos em explorações em águas ultraprofundas. Essas estruturas são elementos formados por diferentes constituintes, onde a ideia de sua utilização é aproveitar os benefícios de cada constituinte de forma a obter uma série de vantagens. Assim, o estudo de risers de materiais heterogêneos visa obter uma solução de engenharia que garanta a exploração de petróleo em águas cada vez mais profundas.