AMARRAÇÃO DE PLATAFORMAS OFFSHORE FLUTUANTES COM CABOS DE ......

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  • INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

    rea Departamental de Engenharia Civil.

    AMARRAO DE PLATAFORMAS OFFSHORE

    FLUTUANTES COM CABOS DE POLISTER

    VICTOR MANUEL PIRES BICO Licenciado em Engenharia Civil.

    Trabalho Final de Mestrado para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil na rea

    de especializao de Estruturas

    Orientadores: Licenciado Carlos Amaro Fernandes de Azevedo Ferraz

    Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado

    Jri:

    Presidente: Mestre Maria Manuela Silva Eliseu Ilharco Gonalves

    Vogais: Doutor Joo Alfredo Ferreira dos Santos

    Licenciado Carlos Amaro Fernandes de Azevedo Ferraz

    Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado

    Dezembro 2013

    Ilustrao 1 Comparao das amarraes: Cabos de polister X Cabos de ao.

  • INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

    rea Departamental de Engenharia Civil.

    AMARRAO DE PLATAFORMAS OFFSHORE

    FLUTUANTES COM CABOS DE POLISTER

    VICTOR MANUEL PIRES BICO Licenciado em Engenharia Civil.

    Trabalho Final de Mestrado para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil na rea

    de especializao de Estruturas

    Orientadores: Licenciado Carlos Amaro Fernandes de Azevedo Ferraz

    Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado

    Jri:

    Presidente: Mestre Maria Manuela Silva Eliseu Ilharco Gonalves

    Vogais: Doutor Joo Alfredo Ferreira dos Santos

    Licenciado Carlos Amaro Fernandes de Azevedo Ferraz

    Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado

    Dezembro 2013

    Ilustrao 1 Comparao das amarraes: Cabos de polister X Cabos de ao.

  • ii

    RESUMO

    A presente dissertao monogrfica refere-se ao estudo das amarraes de plataformas de

    petrolferas offshore (OS) flutuantes em guas ultraprofundas principalmente com cabos de

    polister. Devido ao aumento constante das actividades de produo de hidrocarbonetos em

    guas profundas e, consequentemente, ao desenvolvimento de novos sistemas de ancoragem

    procurou-se encontrar uma alternativa aos cabos de ao, que apresentasse peso submerso

    reduzido, mas com grande capacidade de carga, coeficientes aceitveis de rigidez e demais

    propriedades mecnicas, que permitissem o manuseio e instalao em sistemas ocenicos.

    A utilizao do polister em cabos de ancoragem atendeu a estes objectivos. Na

    PETROBRAS (BR), no se fala actualmente em ancoragem em guas profundas e

    ultraprofundas (acima de 1500 m), com linhas que no tenham troos de polister em sua

    composio. Tecnologia em que foi inovadora e que em que est sendo seguida por outras

    irms petrolferas em ritmo crescente. O objectivo deste trabalho compreender as

    caractersticas dos cabos de polister em carregamentos tpicos do ambiente ocenico,

    origem e consequncias desses esforos, assim como vislumbrar um prximo passo com o

    intuito de melhorar a qualidade, de obter novos materiais e de melhorar a performance do

    conjunto da unidade produtora petrolfera em termos de estabilidade, flutuabilidade e

    maximizao da profundidade a alcanar.

    Palavras-chaves: Amarrao, Polister, Plataformas flutuantes offshore.

  • iii

    ABSTRACT

    This monographic dissertation refers to the study of the fastenings of floating offshore oil

    platforms in deep waters mainly with polyester cords. Due to the constant increase in

    hydrocarbon production in ultra deep water activities and, consequently, to the development

    of new anchorage systems sought to find an alternative to the steel cables, to introduce low

    submerged weight, but with high load capacity, acceptable coefficients stiffness and other

    mechanical properties, which allow handling and installation in oceanic systems .

    The use of polyester anchorage lines met these goals. In PETROBRAS (BR), currently it is

    not spoken about anchorage in deep and ultra deep waters (above 1500 m), with lines that

    dont have spans of the polyester composition. Technology that is innovative and that it is

    being followed by other oil "sisters" at an increasing rate. The aim of this work is to

    understand the characteristics of polyester ropes in typical loadings of the oceanic

    environment, origin and consequences of these efforts, as well as to catch a glimpse a next

    step in order to improve quality, to obtain new materials and improve the performance of all

    the oil producing unit in terms of stability, buoyancy and maximizing the depth to achieve.

    Keywords: Polyester, Mooring, Offshore Floating Platforms.

  • iv

    DEDICATRIA

    Ao meu pai Octvio Afonso Bico, minha me Maria Odete Pires Bico e aos meus

    queridos irmos Mrio e Alexandra;

    minha famlia, esposa Cristina e queridos filhos, Vivian, Victor, Alexandre,

    Victria e Rafael;

    Aos meus familiares espalhados pelo mundo, mas sempre juntos estamos;

    Aos amigos que tenho e aos que a vida distanciou;

    A todos aqueles que querendo ou no me ajudar, sem querer os possa ter magoado,

    dedico este Mestrado.

  • v

    AGRADECIMENTOS

    Agradeo a Deus o dom da vida e tudo a ela inerente;

    minha querida irm Alexandra Catarina Pires Bico que juntamente com os meus

    pais, ajudaram-me na obteno do meu contedo programtico, do meu histrico escolar

    universitrio no Brasil e deram sequncia aos tramites necessrios para este Mestrado (eu

    no tenho como vos pagar);

    Aos Srs. engenheiros Carlos Amaro Fernandes de Azevedo Ferraz, Cristina Ferreira

    Xavier de Brito Machado, Feliciano Jos Ricardo Cangue, Fernanda Cristina Sousa, Srgio

    Fernando Pereira Leite e Walter Lueji dos Santos Van-Deste;

    A todos aqueles que ao longo da vida me ajudaram e em mim acreditaram;

    Aos professores que na minha vida participaram;

    Ao meu empregador que me incentivou antes da primeira hora e facilitou as minhas

    vindas ao ISEL (Lisboa);

    s amigas Anabela, Bento, Cadavez e Costa; o silncio de 35 anos da nossa

    amizade no a tocou, vosso incentivo em Portugal foi decisivo;

    queles que ajudar-me-o a continuar desenvolvendo este tema, podendo assim

    contactar-me pelo skype victormpbico e e-mail [email protected];

    Agradeo ao povo Angolano que to bem recebeu-me 32 anos depois; foi como se

    nunca tivesse sado; a boa memria ficou.

    "Tudo que sou e pretendo ser,

    devo principalmente aos meus

    queridos e amados pais."

    Abraham Lincoln

  • vi

    SUMRIO

    RESUMO ................................................................................................................................ ii ABSTRACT .......................................................................................................................... iii DEDICATRIA ................................................................................................................... iv AGRADECIMENTOS ........................................................................................................... v

    SUMRIO ............................................................................................................................. vi LISTA DE TABELAS ........................................................................................................ viii LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ......................................................................... xi LISTA DE SMBOLOS SIMBOLOGIA ........................................................................ xii

    CAPTULO 1: OBJETIVOS E RELEVNCIA ................................................................. 1

    1.1 INTRODUO ......................................................................................................... 1 1.2 METODOLOGIA ...................................................................................................... 2

    1.3 PROBLEMTICA .................................................................................................... 2 1.4 OBJETIVOS .............................................................................................................. 3

    1.4.1 Objetivos gerais .................................................................................................. 3 1.4.2 Objetivos especficos .......................................................................................... 4

    1.5 JUSTIFICATIVA ...................................................................................................... 4 1.6 LOCALIZAO DA REA DE ESTUDO ............................................................. 5

    1.7 RESULTADOS ESPERADOS .................................................................................. 6 CAPTULO 2: O AMBIENTE PETROLFERO E TCNICO DO OFFSHORE. ......... 7

    2.1 CAMPO INOVADOR DA ENGENHARIA. ............................................................ 7

    2.1.1 Descrio do Ambiente Tecnolgico ................................................................. 9 2.2 ANCORAGEM ........................................................................................................ 15

    2.3 CONFIGURAES DE ANCORAGENS ............................................................. 15 2.4 LINHAS DE ANCORAGEM OU DE AMARRAO .......................................... 16

    2.4.1 Ancoragem Convencional ................................................................................ 16 2.4.2 Ancoragem Vertical (Tendes) ........................................................................ 18

    2.4.3 A Ancoragem Taut-Leg. ....