1. Tecnologias Relevantes Prioritárias

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1. Tecnologias Relevantes Prioritárias
Sumário
Introdução ....................................................................................................................................... 7
1.
Tecnologias Relevantes Prioritárias ........................................................................................ 9
Grupo 1: Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões ............................................................. 9
Grupo 2: Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis ............. 11
Grupo 3: Sistemas de Controle Submarino e Sensores ............................................................. 14
Grupo 4: Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência ......................................... 15
Grupo 5: Técnicas de Inspeção e Monitoramento .................................................................... 18
Grupo 6: Equipamentos Submarinos ........................................................................................ 19
2.
Tecnologias Relevantes Críticas ............................................................................................ 22
Grupo 1: Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões ........................................................... 22
Grupo 2: Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis .............. 24
Grupo 3: Sistemas de Controle Submarino e Sensores ............................................................. 26
3.
Tecnologias Não Atrativas ..................................................................................................... 28
4.
Análise de Patentes ............................................................................................................... 29
Grupo 1 - Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões .......................................................... 30
Grupo 2 - Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis ............. 31
Grupo 3 - Sistemas de Controle Submarino e Sensores............................................................ 32
Grupo 4 - Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência ........................................ 33
Grupo 5 - Técnicas de Inspeção e Monitoramento ................................................................... 34
Grupo 6 - Equipamentos Submarinos ....................................................................................... 34
5.
Considerações Finais ............................................................................................................. 36
6.
Referência Bibliográfica......................................................................................................... 37
Lista de tabelas
Tabela 1. Número de tecnologias consideradas relevantes prioritárias na consulta estruturada
distribuída através dos 6 grupos analisados. .................................................................... 9
Tabela 2. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Materiais, Técnicas
de Soldagem e Conexões ................................................................................................ 10
Tabela 3. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Sistemas de Risers
Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis ................................................. 12
Tabela 4. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Sistemas de
Controle Submarino e Sensores ...................................................................................... 14
Tabela 5. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Sistemas de
Transmissão e Distribuição de Alta Potência .................................................................. 15
Tabela 6. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Técnicas de
Inspeção e Monitoramento............................................................................................. 18
Tabela 7. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Equipamentos
Submarinos...................................................................................................................... 19
Tabela 8. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de Equipamentos
Submarinos...................................................................................................................... 22
Tabela 9. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Materiais, Técnicas de
Soldagem e Conexões. .................................................................................................... 23
Tabela 10. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Sistemas de Risers
Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis. ................................................ 25
Tabela 11. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Sistemas de Controle
Submarino e Sensores ..................................................................................................... 26
Tabela 12. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 1. ......................... 30
Tabela 13. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 1. ............................ 30
Tabela 14. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 2. ............................ 31
Tabela 15. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 3. ......................... 32
Tabela 16. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 3. ............................ 33
Tabela 17. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 4. ............................ 33
Tabela 18. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 5. ............................ 34
Tabela 19. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 6. ......................... 34
Lista de abreviaturas
ABDI : Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial
ATS
: Agenda Tecnológica Setorial
DNV
: Det Norske Veritas (DNV) fundação autônoma e independente com o objetivo de
salvaguardar a vida, a propriedade e o meio ambiente no mar e em terra.
HPHT : High Pressure High Temperature
TLP
: Tension Leg Platforms
VIV
: Vortex Induced Vibration
LSPS
: Long Step-out Power Supply
ROV
: Remote Operated Vehicle
TLR
: Tension Leg Riser
CRA
: Corrosion Resist Antalloys
SCR
: Steel Catenary Riser
SPEED : Subsea Power Electrical Equipment Demonstrator
ESP
: Electrical Submersible Pump
ROV
: Remote Operated Vehicle
DTS
: Distributed Temperature Sensing
AUV´s : Autonomous Underwater Vehicles
DSTS : Distributed Strain Temperature Sensing
GLCC : Gas-Liquid Cylindrical Cyclone
BSR
: Boia de Sustentação de Risers
RPSEA : Research Partnership to Secure Energy for America
SCM
: Subsea Control Module
USPTO : United States Patent and Trademark Office
Introdução
O desenvolvimento de novas tecnologias tem sido um fator primordial para viabilizar
projetos de fronteira na indústria de petróleo e gás no cenário internacional, e inclusive no
Brasil. No cenário da produção marítima de petróleo e gás em águas profundas no pré-sal
brasileiro, as flutuações políticas e econômicas nacionais e internacionais, tornam cada vez
mais importante soluções inovadoras que viabilizem técnica e economicamente a produção
de óleo e gás, um elemento estratégico para alcançar o desejado avanço sócio econômico
do País.
Neste sentido, se fazem imprescindíveis melhorias nos processos e/ou equipamentos,
assim como nas operações envolvidas, o que facilitará a consecução das diferentes etapas
da produção de petróleo em alto mar. Dentre estas, as tecnologias submarinas apresentase como um dos gargalos mais importantes para a evolução das operações de produção em
águas ultraprofundas.
Assim sendo, este relatório objetiva analisar os resultados alcançados na consulta
estruturada realizada pela Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) através
do projeto da Agenda Tecnológica Setorial (ATS) de Petróleo e Gás, tanto para tecnologias
prioritárias e críticas quanto para as tecnologias não atrativas.
A pesquisa estruturada está formatada através de seis grupos de tecnologias
relacionadas à engenharia submarina, conforme a seguir:
Grupo 1
Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões;
Grupo 2
Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers
Flexíveis;
Grupo 3
Sistemas de Controle Submarino e Sensores;
Grupo 4
Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência;
Grupo 5
Técnicas de Inspeção e Monitoramento;
Grupo 6
Equipamentos Submarinos.
Para cada um dos grupos acima, foram identificados um número de tecnologias e a
consulta possibilitou sua classificação conforme definições que se seguem:
Tecnologias Emergentes: São tecnologias em desenvolvimento em fase pré-comercial
ou recentemente introduzidas no mercado e ainda pouco utilizadas (baixa difusão).
Tecnologia com potencial de produção no Brasil: São tecnologias emergentes que o
Brasil tem a estrutura produtiva (capital), o potencial de mercado (escala e escopo) e as
competências tecnológicas necessárias para viabilizar sua produção.
Tecnologia com baixo potencial de produção no Brasil: São tecnologias emergentes
que o Brasil tem frágil estrutura produtiva (capital) e/ou baixo potencial de mercado (escala
e escopo) e/ou limitadas competências tecnológicas necessárias para viabilizar sua
produção.
Tecnologias Relevantes: São tecnologias emergentes, com factibilidade técnica,
viabilidade comercial no mundo e com alta ou média difusão esperada até 2025.
 Tecnologias Prioritárias: Tecnologias relevantes com alto potencial de
produção no Brasil num horizonte de até 2025.
São as tecnologias que a indústria deve direcionar seus esforços para a
consolidação e desenvolvimento de suas capacitações tecnológicas.
 Tecnologias Críticas: Tecnologias relevantes de baixo potencial de produção
no Brasil num horizonte de até 2025.
São as tecnologias que a indústria e as agências de fomento devem buscar
soluções que permitam o seu desenvolvimento e sua produção no mercado
doméstico.
Tecnologias não atrativas: São as tecnologias que já se encontram plenamente
dominadas ou pertencem ao acervo tecnológico da empresa, enquanto outras foram
classificadas não atrativas porque a empresa não consideraria atraente a realização de
esforços no desenvolvimento das mesmas.
Com base na consulta estruturada realizada, na seção 1 são analisadas as tecnologias
consideradas relevantes prioritárias, observando os principais desafios tecnológicos e de
importância estratégica para os cenários de águas ultraprofundas no Brasil. Nas seções 2 e
3 estão descritas considerações sobre as tecnologias críticas e não atrativas,
respectivamente.
1.
Tecnologias Relevantes Prioritárias
Para que uma tecnologia possa ser classificada como prioritária deve refletir elevada
capacidade de desenvolvimento, uso e produção no país.
Dentre as tecnologias emergentes da ATS-P&G analisadas, foram consideradas como
relevantes prioritárias pela consulta estruturada, conforme ilustra a Tabela 1.
Tabela 1. Número de tecnologias consideradas relevantes prioritárias na consulta
estruturada distribuída através dos 6 grupos analisados.
GRUPO
DESCRIÇÃO
NÚMERO
Grupo 1
Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões;
2
Grupo 2
Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers
Flexíveis;
5
Grupo 3
Sistemas de Controle Submarino e Sensores;
2
Grupo 4
Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência;
4
Grupo 5
Técnicas de Inspeção e Monitoramento;
2
Grupo 6
Equipamentos Submarinos.
1
Total
Grupo 1: Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
16
O desenvolvimento de materiais, técnicas de soldagem e conexões é um alvo
importante na Indústria de Petróleo e Gás, pois, poderia representar uma simplificaçãodas
operações para instalaçãoou manutenção de equipamentos e conexões, além de viabilizar
projetos que sem estes avanços seriam custosos ou impraticáveis. Na Tabela 2 são
apresentadas as tecnologias classificadas como relevantes prioritárias dentro neste grupo.
Tabela 2. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
Grupo 1 - Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
Uso de anodos inteligentes capazes de auto controlar o potencial de proteção (corrodium
1
p.ex.) em dutos submarinos visando à redução dos riscos de fragilização por hidrogênio em
1
ligas resistentes a corrosão - CRA (Corrosion Resist Antalloys).
Uso de novas ligas metálicas para composição de anodos de sacrifício, como a Al-0,1%Ga, com
potencial
2
de proteção menos negativo (>800mV) em dutos submarinos visando à redução dos
2 riscos de fragilização por hidrogênio em ligas resistentes a corrosão - CRA (Corrosion Resist
Antalloys).
É interessante ressaltar que neste grupo os dois itens classificados como relevantes
prioritários estão relacionados a melhorias a serem alcançadas na proteção catódica (CP),
geralmente aplicada na forma de anodo de sacrifício de alumínio ativado. Essas tecnologias
são duas formas diferentes de abordar a redução de riscos de fragilização por hidrogênio,
porém não necessariamente o desenvolvimento de uma elimina e/ou limita a necessidade
da outra.
No entanto, esta tecnologia tem alguns problemas de fragilização devido à geração
de hidrogênio na superfície dos componentes, como está descrito no capítulo III.1.2.7.
Edital (f) do Relatório Final, Panorama Tecnológico - Sistemas submarinos de Produção.
Uma das tecnologias capazes de controlar automaticamente o potencial de proteção
é o anodo inteligente (DNV, 2010). De acordo com Britton [2005], os monitores submarinos
serão os indicadores de status e irão alterar a gestão do protetor catódico para uma tarefa
de leitura do contador e gerenciamento dos sistemas de ânodo de sacrifício. Segundo a
literatura, a sua vantagem é a redução significativa da célula de voltagem comparada a
outros anodos, como eletrodos revestidos de titânio e ligas de chumbo comercialmente
disponíveis, a redução máxima de voltagem possível de cerca de 30% comparado aos
anodos de liga de chumbo e, a supressão de depósitos indesejados no anodo.
Por outro lado, muitos trabalhos referem-se à adição de mercúrio (Hg), gálio (Ga),
estanho (Sn) e índio (In) em ligas de alumínio adequadas para a proteção catódica. Cada um
desses elementos demonstrou uma melhoria na ativação do alumínio em solução de cloreto
neutro. Entretanto, os bons resultados obtidos conflitam com o aumento da sensibilidade
da proteção ambiental, particularmente o uso de Hg (que pode ser perigoso durante a
manufatura do anodo de sacrifício), por poluir a vida marinha e aumentar a preocupação
com o meio ambiente. A prática recomendável da DNV [2010] cita que a maior
desvantagem desse método em relação a outros sistemas convencionais adjacentes de
proteção catódica é a necessidade de isolamento do componente individual ou sistema.
Entende-se que, de maneira geral, a pesquisa na literatura das tecnologias
identificadas como prioritária relevante confirma sua classificação.
Grupo 2: Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis
O riser desempenha um papel fundamental dentre outros subsistemas na produção
marítima de óleo e gás. Por outro lado, é fundamental a garantia de sua integridade e
confiabilidade por servir de meio de transporte do óleo e gás, do fundo do mar à
embarcação flutuante de processo na superfície. Este equipamento submarino em
particular, fica sujeito à ação de corrente marítima, ondas e forças induzidas pelos
movimentos da embarcação flutuante na qual está conectada, devendo a sua estrutura
resistir a estes esforços agentes. Além disso, a estrutura deve atender ao tempo de serviço
para a qual foi dimensionado como também resistir ao eventual ataque ao material da qual
é constituído, por exemplo, corrosão do fluído interno (petróleo) transportado e do fluido
externo (água do mar).
O cenário de operação para risers de produção é cada vez mais hostil, movendo-se de
águas mais rasas para ultraprofundas nas condições dos campos do pré-sal brasileiro. Não
somente avanços nas técnicas de instalação de risers como na concepção de engenharia e
de novos materiais para sua produção são dos alguns pontos aguardados pela indústria do
petróleo.
Na Tabela 3 abaixo, seguem as tecnologias classificadas como relevantes prioritárias
dentro deste grupo.
Tabela 3. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis
Grupo 2 - Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis
1
Uso de novas fibras sintéticas na fabricação de tendões alternativos, visando sanar a
impossibilidade do uso de tendões de cabo sintético tradicional (devido às mudanças da
elevação da bóia geradas pelo alongamento de cabo).
2
Uso de materiais alternativos como alumínio, compósitos e titânio em risers visando a
produção e exportação de óleo e gás.
3
Uso de dispositivos inibidores de esforços em sistemas de riser com contato tangenciando o
solo (SCR – Steel Catenary Riser, Lazy Wave, e outros), visando mitigar os processos de
entrincheiramento, penetração, sucção, soterramento e prisão do riser no solo devido a sua
vibração e movimentos, visando reduzir os esforços localizados e aumentar a sua vida útil à
fadiga.
4
Uso de dispositivos que garantam o espaçamento entre risers visando evitar o choque (clash)
entre eles devido à vibração induzida pela corrente do mar e movimentos da embarcação.
5
Uso de tendões híbridos (corrente + cabo de poliéster ou de compósitos) visando à
ancoragem de TLR (Tension Leg Riser) em águas profundas.
As ligas de titânio têm uma combinação única de propriedades tais como alta
resistência, densidade e módulo de elasticidade baixa, uma excelente resistência à fadiga,
juntamente com alta resistência química, o que as torna atraentes para utilização em
sistemas de offshore risers (Baxter et al. 2007). Recentemente, a extensão da produção em
águas mais profundas e condições ambientais mais severas tem gerado interesse em
ampliar a aplicação de ligas de titânio, particularmente em zonas de contato com o leito
marinho onde melhorias substanciais na vida de fadiga poderiam alcançadas em relação ao
aço. O aumento do interesse também foi devido à descoberta de reservatórios com alta
temperatura e pressão (HPHT - High Pressure High Temperature), muitas vezes associados
com fluxos de fluidos produzidos mais corrosivos e ácidos (Meniconi et al, 2013).
Alguns componentes fabricados com materiais alternativos, como o titânio e
alumínio, já estão presentes na indústria offshore. A ampliação de seu uso é muitas vezes
tecnicamente possível, no entanto, proibitivo em termos de custo.
A aplicação de fibras sintéticas em linhas de ancoragem para águas profundas
apresenta duas vantagens importantes. A primeira é o aumento da eficiência de
restauração de posição da unidade flutuante, e a segunda, a redução de carregamento
vertical, devido ao seu peso reduzido, na unidade flutuante. Assim, o passeio horizontal da
unidade flutuante devido aos esforços oriundos do meio ambiente (vento, corrente
marítima e ondas) pode ser bastante melhorado. Em uma configuração de amarração
tensionada como em plataformas com pernas atirantadas (TLP – Tension Leg Platforms), o
uso deste material sintético é excelente para fornecer alta força de restauração horizontal
(Petruska et al.,2010). Com base na tecnologia de fibras sintéticas já em uso pela indústria
e o desenvolvimento de fibras com menor intensidade na elongação apresenta potencial
para outras aplicações, inclusive em sistemas para risers.
A natureza dinâmica do riser em águas profundas, na região de seu contato com o
solo apresenta uma interação apresentando fenômenos como de entrincheiramento,
penetração, sucção, soterramento e prisão ainda não totalmente compreendidos. Existem
vários trabalhos na literatura que mostram estudos neste aspecto, por exemplo, Willis &
West (2001) monitoram através de testes, os efeitos do fundo do mar em águas profundas,
na resposta do riser em catenária e a tensões no riser. O desenvolvimento de dispositivos
que minimizem ou eliminem as tensões localizadas no contato do riser com o leito marinho
apresenta potencial de tecnologia relevante prioritária no desenvolvimento das concepções
de sistema de risers.
A interferência entre risers é outra questão que se tornou crítica no projeto destes
sistemas, com a progressão da produção de petróleo em águas profundas, como mostra o
estudo de Lambrakos et al., 2003 para o caso de fortes correntes marítimas. Em geral, os
estudos se referem ao layout de disposição dos risers e prevenção à ocorrência de choque
entre si. O desafio, neste caso, é obter uma metodologia comprovada para definição do
espaçamento e posicionamento destes dispositivos, incluindo o seu desenho mecânico. O
desenvolvimento de dispositivos ou técnicas para este fim apresenta potencial grande para
futuro próximo, e isto permitiria o arranjo de uma maior quantidade de risers em uma
mesma unidade flutuante de produção.
Grupo 3: Sistemas de Controle Submarino e Sensores
Os sensores e sistemas de controle submarino são indispensáveis para monitorar e
gerenciar todas as operações na Indústria de Petróleo e Gás. A importância deste item está
em transferir os equipamentos de controle para o leito marinho e em melhorar a
comunicação entre os sistemas de controle em superfície e submarino. Na Tabela 4 que
segue se apresentam as tecnologias classificadas como relevantes prioritárias dentro deste
grupo.
Tabela 4. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Sistemas de Controle Submarino e Sensores
Grupo 3 - Sistemas de Controle Submarino e Sensores
1 de sensores não intrusivos com tecnologia de fibra ótica visando monitoramento de
Uso
1 temperatura e pressão de linhas submarinas.
2 de sensores de fluxo multifásico de alta precisão visando à medição de parâmetros
Uso
2 físicos de escoamentos multifásicos (gás-óleo-água-sólidos).
A garantia de escoamento é um aspeto fundamental no desenvolvimento offshore em
águas profundas. Broweret al. (2005) mostra que o monitoramento em tempo real do
sistema de produção e transporte do petróleo pode ajudar a reduzir significativamente os
problemas devido a falhas de componentes do sistema, e as limitações quanto às condições
de funcionamento. O sensor de fibra ótica não-intrusivo tem sido desenvolvido para
melhorar a gerenciamento dos riscos na garantia de escoamento. E suas vantagens de nãointrusividade e baixa atenuação de sinal para longas distâncias, mostra ser promissor para
aplicações em águas profundas. A fibra ótica é uma tecnologia bastante conhecida com
vários estudos e aplicações realizadas em diferentes áreas do conhecimento, e vem
obtendo avanços importantes para outras aplicações, inclusive na indústria do petróleo.
Outro item analisado neste grupo são sensores de fluxo, visto que tecnologia para
leituraem escoamentos heterogêneos e multifásicos mostram dificuldades e imprecisões.
No entanto, tecnologias nesta área mostram avanços importantes na atualidade, como em
Gao et al. (2010), e em Kelner et al. (2015) que mostra dificuldades das medições de fluxo
em águas profundastendo em vistaproblemas de erosão, fluxo de areia, formação e
acúmulo de parafina, incrustações ou outros sólidos, além da mudança das propriedades
dos fluidos, que devem ser sempre atualizadas na calibração do medidor, para não
comprometer a precisão da medição de uma maneira tendenciosa. As tecnologias nesta
área apresentam-se promissoras com um potencial para aplicações em futuro próximo.
Grupo 4: Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência
Sistemas submarinos para produção de petróleo necessitam de energia com alta
potência e tecnologias para sua geração no leito marinho apresentam dificuldades ainda
muito grandes. Sendo assim, a sua geração na superfície, e sua transmissão em longas
distâncias, e distribuição posterior no leito marinho apresentam-se como necessidade
iminente para o sucesso de sistemas submarinos na produção. Acrescenta-se que novos
equipamentos em utilização a bordo de embarcações flutuantes para produção de
petróleo, demandam cada vez mais energia para o seu funcionamento.
A Tabela 5 mostra as tecnologias relevantes prioritárias no grupo 4.
Tabela 5. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência
Grupo 4 - Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência
1
Uso de interruptor de desconexão (circuit breaker) visando a segurança de equipamentos
submarinos de alta demanda energética.
2 de transformadores submarinos visando a alimentação de sistemas de alta potência,
Uso
2 particularmente sistemas submarinos em grandes profundidades e longes da costa.
3 de cabos umbilicais de alta potência visando à transmissão e distribuição de alta
Uso
3 potência.
4 de conectores apropriados visando à conexão de cabos e terminais de equipamentos
Uso
de
alta potência.
4
Sistemas submarinos de suprimento de energia elétrica confiável, segura e de custobenefício têm sido um dos mais importantes fatores no desenvolvimento bem-sucedido nas
aplicações e tecnologias de processamento submarino nos últimos 15 anos (Askeland &
Sølvik, 2014; Nojima et al, 2013).
O interruptor de desconexão é um interruptor elétrico automático projetado para
proteger um circuito elétrico de danos causados por sobrecarga ou curto circuito. Alguns
projetos já incluem o circuit breaker (Prasad, 2014) como sistema de proteção elétrica,
usado em compressores de gás.
Transformadores menores têm sido usados de forma limitada em diferentes
aplicações submarinas nos últimos 10 anos. O projeto piloto Ormen Lange LongStep-out
Power Supply (LSPS) deverá fornecer potência e comunicação ao longo dos 120 km da
península Nyhamna, costa oeste da Noruega, até a estação de compressão de gás
submarina. O sistema inclui um transformador submarino de 20 MVA, um cabo curto de
energia/umbilical com emenda de campo e penetradores de alta voltagem que fornecem
conexão seca entre o cabo de força e o transformador submarino (Gedde, 2009). Um único
umbilical de transmissão de energia para alimentar um conjunto de cargas submarinas,
utilizando um sistema de distribuição de energia elétrica submarina, pode fornecer uma
solução economicamente viável para desenvolver tais áreas. Além disso, uma vez que o
umbilical de transmissão de energia é o componente mais caro do sistema, o sistema como
um todo deve ser analisado de modo a aperfeiçoar esse componente. O umbilical de
produção integrada (IPU) é um projeto de cabo umbilical elétrico que permite a garantia de
escoamento, e atende todas as funções de controle umbilical e atenuação da tensão dos
membros para permitir instalação de condutores elétricos em águas profundas (Heggdal,
2005).
No desenvolvimento e uso de equipamentos submarinos é cada vez mais freqüente a
necessidade de equipamentos que auxiliem o seu funcionamento, muitas vezes o uso
destes novos equipamentos fica limitado devido a restrições de componentes auxiliares.
Diferentes setores da indústria do petróleo necessitam de conectores mais eficazes,
com baixo custo e alta confiabilidade, permitindo o uso de equipamentos em condições e
em atendimento a exigências de sua operação. Conectores submarinos devem manter a
pressão de vedação da barreira durante a vida do equipamento, preservando a integridade
elétrica em condição de alta voltagem e, ser capaz do acoplamento em conjunto, de forma
consistente dentro dos limites do sistema (Nicholson, 2014). Segundo Newell & Brown
(2005), alguns setores necessitam de requisitos mais específicos, dependendo de sua
aplicação. Por exemplo, em Veículos Operados Remotamente (ROV – Remote Operated
Vehicle), existe necessidade de conectores menores e com alta densidade de contato. A
área de perfuração de poços demanda conectores que permitam manter a operação de
perfuração enquanto condições extremas desta operação mantendo íntegros, conectores
e terminações de cabos utilizados.
O projeto SPEED (Subsea Power Electrical Equipment Demonstrator) foi conduzido
pela ALSTOM e culminou no desenvolvimento de um sistema de 1MW capaz de operar em
profundidades de até 300 metros. Foi usado um conector molhado para conectar o
umbilical com o sistema de distribuição. Outro projeto conduzido pela Electrical
Submersible Pump Automation (SPEED 2B) necessita de conector monofásico e molhado
que conecta o cabo de ligação de 33kV, da alimentação trifásica com transformador de
redução (Marklove, 2000). E ainda, outra tecnologia em desenvolvimento para ser aplicada
em poços em águas profundas no Golfo do México, é o sistema de conexão do tubing
hanger da ESP (Electrical Submersible Pump) trifásica 7kVAC, 220A, de alta potência (média
tensão) de base cerâmica para uma ESPs de 1200 HP. O projeto é baseado em uma
tecnologia existente de conexão com cada fase do sistema elétrico isolado e com a tensão
elétrica adequadamente aliviada para haver confiabilidade em longo prazo (Spahi & Parsley,
2013).
O conector elétrico de alta potência é de importância estratégica para toda a indústria
do petróleo, e particularmente para os avanços na tecnologia submarina, possibilitando uso
de bombas de alta potência, sistemas para distribuição submarina de energia, a operação
de separadores submarinos (Musker, 1999).
Grupo 5: Técnicas de Inspeção e Monitoramento
A inspeção e monitoramento da integridade estrutural de tubulações e equipamentos
submarinos consistem em um conjunto de técnicas, como o uso de veículos submarinos
para monitorar sensores elétricos pontuais ou a modelagem matemática deste sistema
quando a inspeção “in situ” não é viável. Na Tabela 6 abaixo, apresenta-se duas tecnologias
que foram consideradas como relevantes prioritárias no Grupo 5.
Tabela 6. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Técnicas de Inspeção e Monitoramento.
Grupo 5 - Técnicas de Inspeção e Monitoramento
1 de AUV´s (Autonomous Underwater Vehicles) visando a inspeção de equipamentos,
Uso
1 levantamentos geodésicos e monitoramento ambiental.
2 de sensores a fibra ótica do tipo DTS ou DSTS visando ao monitoramento de temperatura
Uso
2 e deformações em risers e dutos submarinos.
O uso de métodos atuais para tarefas de inspeção e monitoramento com o uso de
ROV’s (Remotely Operated Vehicles) em água ultraprofunda são caros e ineficientes
(Pappas, 2012). Atualmente, esta é uma das razões que resulta na não viabilidade comercial
do desenvolvimento de campos de menor porte, em águas profundas. A tecnologia de AUV
(Autonomous Underwater Vehicle) vem apresentando um rápido desenvolvimento
tecnológico nos últimos anos e ganhado grande atenção como uma opção tecnológica. É
uma tecnologia interessante por ser flexível e com possibilidade de diferentes aplicações,
como a inspeção de equipamentos submarinos, levantamento geodésico e monitoramento
ambiental.
Outra tecnologia utilizada na atualidade para inspeção e monitoramento é a fibra
ótica. Os sistemas de fibra ótica DTS (Distributed Temperature Sensing) como sensor de
distribuição de temperatura e DSTS (Distributed Strain Temperature Sensing) como sensor
de distribuição de deformação, conseguem monitorar em tempo real anomalias térmicas
proveniente de vazamentos em dutos e risers devido a mudança de temperatura local
(Thodi, 2015). O desenvolvimento de soluções inteligentes de monitoramento integrado
pode fornecer uma ferramenta prática para decisão rápida e confiável, necessária para um
monitoramento seguro e eficiente.
Grupo 6: Equipamentos Submarinos
O papel da engenharia submarina tem sido decisivo para que o Brasil conseguisse
produzir óleo em águas profundas e ultraprofundas. Soluções tecnológicas sofisticadas,
com equipamentos bastante específicos, permitem levar o petróleo e o gás natural do
fundo do mar até as unidades de produção. A Tabela 7 abaixo apresenta a única tecnologia
considerada como relevante prioritária neste grupo.
Tabela 7. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Equipamentos Submarinos
Grupo 6 - Equipamentos Submarinos
1
1
Uso de separadores submarinos, em particular separadores compactos, visando à
separação gás-líquido ou separação trifásica no leito marinho.
O separador gás-líquido auxilia no aumento da taxa de fluxo de petróleo, melhora o
fator de recuperação do poço, podendo ser instalado em um poço novo ou já existente
(Hannisdalet al., 2012). A motivação para se ter um separador compacto é melhorar os
custos operacionais do projeto, visto que a instalação ou a intervenção em estruturas de
grande porte em águas profundas, em geral, impactam o custo global de uma estação
submarina que por serem pesadas, necessitam da disponibilidade de navios de apoio com
grande capacidade. O Ciclone Cilíndrico Gás-Líquido (GLCC - Gas-Liquid Cylindrical Cyclone)
é um separador compacto que possui uma tecnologia usada bastante em sistemas onshore.
O projeto piloto submarino foi testado no Brasil para assegurar a presença de líquido sobre
uma alta fração de gás em uma bomba multifásica. Além do GLCC, outros projetos de
separador compacto gás-líquido têm sido elaborados, dentre eles o DEMO 2000, SSGL,
Vasps e SSAO. O projeto DEMO 2000 é um programa do Ministério de Petróleo e Energia
da Noruega, que no período de 2009 e 2011 qualificou componentes de dois tipos de
separadores: Phase Splitter ciclônico e MultiPipe. O projeto SSGL, por sua vez, é um projeto
conceitual em desenvolvimento que possui como alternativas tecnológicas potenciais o uso
de separador vertical multipipe gás-líquido, ciclone cilíndrico gás-líquido, dispositivos em
linha ciclônicos e separador VASPS otimizado. O Marlim SSAO (Separador Submarino ÁguaÓleo) é um projeto piloto bem sucedido, do primeiro sistema de separação trifásico em
águas profundas no mundo a separar óleo pesado e água e, reinjetar a água no mesmo
reservatório produtor. O Marlim SSAO foi projetado em conjunto entre a FMC Technologies
no Brasil, na Noruega e na Holanda.
Nos últimos anos, o separador submarino apresentou grande avanço no seu
desenvolvimento tecnológico, e por ser uma tecnologia desenvolvida recentemente, possui
ainda, detalhes tecnológicos a serem buscados para se obter eficiência necessária para a
sua aplicação mais abrangente.
2.
Tecnologias Relevantes Críticas
Dentre as 74 tecnologias emergentes da ATS-P&G analisadas, somente 9 foram
consideradas como relevantes críticas pela consulta estruturada (Tabela 8). Quatro
pertencem ao Grupo 1 – Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões, três ao Grupo 2 –
Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis, e finalmente, dois
ao Grupo 3 – Sistemas de Controle Submarino e Sensores.
Tabela 8. Tecnologias classificadas como relevantes prioritárias para o grupo de
Equipamentos Submarinos
GRUPO
DESCRIÇÃO
Grupo 1 Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões;
Grupo 2
Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers
Flexíveis;
NÚMERO
4
3
Grupo 3 Sistemas de Controle Submarino e Sensores;
2
Grupo 4 Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência;
0
Grupo 5 Técnicas de Inspeção e Monitoramento;
0
Grupo 6 Equipamentos Submarinos.
0
Total
9
Ressalta-se que uma tecnologia relevante crítica é definida como de importância, mas
com potencial de produção no país baixo num horizonte de até 2025. Desta forma, estas
tecnologias necessitariam de um forte apoio da indústria e das agências de fomento para o
seu avanço.
Grupo 1: Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
O grupo 2 apresentou o maior número de tecnologias relevantes críticas, sendo o
maior dentre os grupos de tecnologias, mostrando que o grupo demanda maior atenção
para o desenvolvimento de uma capacitação, tanto científica como tecnológica, e também
produtiva, para que a indústria nacional possa realizar de forma competitiva, o
desenvolvimento, produção e uso destas tecnologias.
Na Tabela 9 que se segue, estão apresentadas as tecnologias consideradas como
relevantes críticas neste grupo.
Tabela 9. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Materiais,
Técnicas de Soldagem e Conexões.
Grupo 1 - Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
Uso de novos materiais compósitos aplicados no revestimento interno de linhas rígidas e
1 camadas de dutos flexíveis visando diminuição de peso e aumento de resistência à fluidos
agressivos.
Uso de novos conceitos e materiais aplicados em acessórios e estruturas de interface entre
2
risers e sistemas flutuantes, englobando desenvolvimento de Bend stiffeners, stress-joints e
end-fittings alternativos visando: eliminação de mergulho nas operações de interligação;
simplificação do riser balcony na plataforma com redução de peso.
Uso de novos conceitos e de novo material flutuador alternativo aplicado em linhas flexíveis
3 localizadas em 2000-3000 m de profundidade visando redução das dimensões e aumento
da eficiência do flutuador.
4
Uso de ferramentas, sistemas e métodos alternativos para desmobilização, recuperação e
descarte de dutos e equipamentos submarinos visando diminuir o custo de operação.
Os materiais compósitos são de grande interesse, tendo em vista o baixo peso e a alta
resistência à corrosão e fadiga. Destaca-seque a norma ISO 13628-2/API 17J para tubos
flexíveis não aderentes, não se aplica a tubos com reforço composto (Yu et al. 2013), em
grande parte porque a experiência operacional com materiais compósitos ainda é limitada.
Esta poderia ser uma das explicações pela qual a consulta estruturada considerou esta
tecnologia ainda apresentando baixo potencial de atratividade para os próximos 15 anos.
Como uma extensão da tecnologia para materiais compósitos para tubos, há a
tecnologia relacionada a terminações (end-fittings). Embora desenvolvimentos importantes
observados para o corpo propriamente da tubulação com material composto, é importante
lembrar queend-fitting de confiança é pré-requisito para se ter o uso do material composto
para tubos com sucesso. Acrescenta-se que o desafio de sua montagem, tubo e end-fitting,
são ainda mais desafiadores, talvez mais do que a fabricação do próprio tubo. (Roberts &
Hatton 2013).
Em nível mundial, não se observa um esforço muito grande no desenvolvimento de
tecnologias para materiais flutuadores alternativos, e também, para ferramentas
alternativas para desmobilização, recuperação e descarte de dutos e equipamentos
submarinos. Estes fatos poderiam ser indicativo do uso de tecnologias tradicionais
dominadas, suprindo as necessidades existentes.
Grupo 2: Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis
Neste grupo três tecnologias estão classificadas como relevantes críticas como se
mostra na Tabela 10 a seguir.
Tabela 10. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Sistemas
de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis.
Grupo 2 - Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e
Alternativos e Risers Flexíveis
1
Uso de sistema alternativo para atracação da bóia, com oito tendões
em vez de quatro, visando minimizar a inclinação resultante da bóia em
evento de falha de tendões, principalmente em lâminas d’água
profundas.
2
Uso de risers flexíveis não metálicos (flexible fiber reinforced pipe)
visando à substituição de risers convencionais em cenários específicos.
3
Uso de sistemas automatizados aplicados na interligação (pull-in) de
risers e mangotes, visando eliminar a necessidade de mergulho raso.
Uma das preocupações no posicionamento de unidades flutuantes na superfície do
mar ou boias submersas para apoio de tubulações de produção BSR (Boia de Sustentação
de Risers) é a sua ancoragem no leito do mar. Estas estruturas estão em geral, sujeitas a
forças de vento, corrente marítima e ondas, dentre outras que contribuem para sua
deterioração das linhas de sua ancoragem com o fundo, e em algumas circunstâncias
ocasionar quebras de linhas de ancoragem, com consequências de risco de pessoal, em
ativos e de segurança ambiental (Ukaniet al., 2012). Em caso de uma grande inclinação na
condição de falha de tendão ou linha não for admissível, uma alternativa seria o acréscimo
de número de linhas ou tendões na ancoragem, o que poderá reduzir a máxima inclinação
até aproximadamente três vezes (no caso BSR).Entende-se que uma análise mais
aprofundada deste aspecto pode não ser relevantes em considerar outras possíveis
modificações na concepção e propriedades da estrutura submersa flutuante.
A produção de campos em águas ultraprofundas combinadas a exigências de risers de
produção com grandes diâmetros apresentam desafios de engenharia severos em termos
da tecnologia tradicionais de dutos rígidos ou mesmo dutos flexíveis. A General Electric
juntamente com o Research Partnership to Secure Energy for America (RPSEA) vem
desenvolvendo um programa de qualificação de duto flexível com um diâmetro interno
maior do que 7 polegadas para águas ultraprofundas. O conceito deste projeto consiste na
combinação ótima da engenharia da tecnologia de camadas de reforço metálico e de
compósito. Por outro lado, riser flexível não metálico com camadas de reforço de
compósitos apresenta vantagens como de baixo peso, flexibilidade alta e resistência à
corrosão, entre outras, permitindo uma configuração simples com baixa tensão no topo do
riser (Yuet al., 2013). Embora a atratividade apresentada por estas tecnologias alternativas,
estas apresentam a desvantagem do desconhecimento em muitos detalhes de fabricação e
de produção, assim como comprovação de uso prático e sua operação.
Grupo 3: Sistemas de Controle Submarino e Sensores
Os sistemas submarinos devem ser dotados de sensores e controle para os diferentes
dispositivos nos equipamentos que os compõem, garantindo a integridade das operações e
funções de cada um dos componentes, com confiabilidade e segurança. A Tabela 11 se
apresenta as tecnologias consideradas como relevantes críticas neste grupo.
Tabela 11. Tecnologias classificadas como relevantes críticas para o grupo de Sistemas
de Controle Submarino e Sensores
Grupo 3 - Sistemas de Controle Submarino e Sensores
Uso de novas técnicas de inspeção utilizando ferramentas operadas por ROV aplicadas no
1 reparo de dutos flexíveis e rígidos visando a garantia da integridade de sistemas de produção
offshore.
2
Uso de técnicas de monitoração baseadas em tratamento de imagem para aplicação em
operações submarinas visando aumentar a eficiência e a confiabilidade do processo.
Tradicionalmente, as técnicas de monitoração e inspeção aplicadas no reparo de
dutos são a inspeção geral visual e a medição de espessura local. Algumas técnicas de
reparo estão reportadas na literatura, e em muitos casos, como por exemplo, no caso da
remoção de organismos marinhos ou de revestimento, tem se mostrado não praticáveis
com utilização de veículos remotos do tipo ROV (Pezzi & Santos 2013). A utilização de
técnicas de inspeção, com o aproveitamento das ferramentas utilizadas em poucas
operações de reparo em dutos flexíveis e rígidos, mostra-se um desafio muito grande, o que
pode ter levado a classificação desta tecnologia como relevante crítica.
Dentre soluções tecnológicas não intrusivas, destacam-se as ferramentas operadas
por ROV, e técnicas de monitoração baseadas no tratamento de imagens obtidas pela
câmera instalada no ROV. Entre as limitações desta tecnologia, apresenta-se a ineficiência
das câmeras submarinas para registro de imagens com boa resolução (Borgetto et al. 2004)
e que permita a diferenciação de uma estrutura em três dimensões. Entretanto, os avanços
na resolução de imagens na atualidade e técnicas no seu tratamento, podem ter levado à
classificação desta tecnologia como relevante crítica.
3.
Tecnologias Não Atrativas
Observando-se a literatura técnica e especializada, em geral, mostram que estas
tecnologias não atrativas apresentam uma evolução tecnológica que poderiam colocá-las
como relevantes no longo prazo. De outro lado, algumas destas tecnologias já se encontram
plenamente dominadas ou pertencem ao acervo tecnológico da empresa. E ainda, existem
situações em que as tecnologias foram classificadas como não atrativas por se verificar
entendimento convincente na relação esforço-benefício com o seu desenvolvimento, no
curto e longo prazo.
Como por exemplo, a geração submarina de energia elétrica seria de grande
relevância devido à demanda apresentada pelos diferentes sistemas submarinos na
produção de petróleo. Não entanto, estas tecnologias ainda apresentam dúvidas de sua
capacidade de funcionamento no leito marinho, havendo disponibilidade de poucos
resultados de experimentos ou testes físicos, ou mesmo simulações em computador que
demonstrem sua viabilidade. Outro exemplo poderia ser o da corrente parasita e dos
dispositivos ativos para mitigar de vibração.
Num grupo de outras tecnologias não atrativas, existem casos da disponibilidade de
várias tecnologias alternativas, testados e disponíveis, apresentando competitividade. É o
caso de sensores para monitoração de esforços dinâmicos ao longo de todo comprimento
do riser.
Por fim, mencionam-se tecnologias que apesar de serem recentes, embora
necessitem de eventual aprimoramento, já se apresentam como equipamentos
implantados em campo, e sua produção e utilização são fatos na atualidade. Como exemplo,
tem os compressores submarinos e os SCM (Subsea Control Module).
4.
Análise de Patentes
Os resultados sobre patentes a seguir foram obtidos através da pesquisa na base de
dados de patentes e artigos, a partir do ano de 2005. Foi pesquisado, o banco americano de
patentes (USPTO – United States Patent and Trademark Office) e artigos na base da
OnePetro. Foram utilizados como parâmetros de pesquisa, os nomes das tecnologias
consideradas como relevantes no relatório da consulta estruturada da ATS. Considerou-se
na análise que o número de resultados encontrados para cada tecnologia poderia se
constituir em uma boa medida do grau de maturidade de uma determinada tecnologia.
A USPTO é uma base de dados de patentes coletadas desde o século XVIII até a
atualidade. A cada ano, a agência americana PTO concede mais de 150.000 patentes a
empresas e indivíduos em todo o mundo. Em dezembro de 2011, a USPTO havia outorgado
8.743.423 patentes e recebido 16.020.302 aplicações.
OnePetro é uma biblioteca online da literatura técnica na área de exploração e
produção de petróleo e gás (E&P). Com contribuições de 18 parceiros de publicação e
fornecendo acesso a mais de 160.000 itens. A OnePetro é um dos recursos mais importantes
para pesquisa no segmento upstream na indústria de petróleo e gás.
Nesta pesquisa, no caso de patentes, um primeiro filtro aplicado foi leitura de cada
resumo encontrado, com objetivo de se considerar na análise, somente aqueles resumos
que apresentaram indicações possível aplicação direta a cada uma das tecnologias
analisadas. Em caso de artigos, pequena citação em relação a uma determinada tecnologia
em análise, foi considerada. Estes resultados foram utilizados como meio para auferir o grau
de desenvolvimento e maturidade de cada uma das tecnologias. Observa-se que em casos
em que a pesquisa não obteve resultado de aplicações através de nenhuma das pesquisas
citadas, considerou-se a tecnologia como relevante crítica, analisando-se também a
possibilidade eventual da tecnologia ser não atrativa.
Grupo 1 - Materiais, Técnicas de Soldagem e Conexões
O número de ocorrência para cada tecnologia do Grupo 1, para as duas bases de
dados pesquisadas, estão mostrados nas tabelas abaixo.
Tabela 12. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 1.
Tecnologia
Palavras chave
Nome da Patente
USPTO
A self - cleaning heat -insulating
composite layer structure
Materiais compósitos
aplicados no revestimento
interno de linhas rígidas e
camadas de dutos flexíveis
Composite
Double tube reinforced composite
materials +
material combination pile
3
Offshore pipe
A FRP- rubber – steel composite
pipe concrete structure
Bend stiffener +
Materiais aplicados no
desenvolvimento de Bend Stress-joint + Endstiffeners, stress-joints e
fitting
end-fittings
Based on the top stress joint and
optimization design method of
1
tensioned riser
Tabela 13. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 1.
Tecnologia
Palavras chave
OnePetro
Intelligent anode +
Anodos inteligentes
Smart anode
Ligas metálicas para composição de anodos de
sacrifício
Alloy Sacrificial Anode
+ Alloy anode
Materiais compósitos aplicados no revestimento
interno de linhas rígidas e camadas de dutos
flexíveis
Composite material +
Offshore pipe
5
5
8
Bend stiffener +
Materiais aplicados no desenvolvimento de Bend
stiffeners, stress-joints e end-fittings
Stress-joint + End-
5
fitting
Material flutuador aplicado em linhas flexíveis
submarinas
Float material +
Subsea flexible line
Demobilization +
Desmobilização, recuperação e descarte de dutos e recovery + disposal +
equipamentos submarinos
pipeline + subsea
equipment
0
11
Grupo 2 - Sistemas de Risers Rígidos Convencionais e Alternativos e Risers Flexíveis
Para o Grupo 2 somente foram encontradas resultados na pesquisa na base da
OnePetro. Os resultados estão mostrados na Tabela 14 abaixo.
Tabela 14. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 2.
Tecnologia
Fibras sintéticas na fabricação de tendões
alternativos
Palavras chave
OnePetro
Synthetic fiber + Offshore
mooring
7
Aluminum + Composite +
Materiais alternativos como alumínio,
compósitos e titânio em risers
Titanium + Riser
6
Effort inhibitor + Riser
Inibidores de esforços em sistemas de riser
Dispositivos que garantam o espaçamento entre
risers
Tendões híbridos (corrente + cabo de poliéster
ou de compósitos)
system
0
Spacing device between
risers
Hybrid tendon
0
1
Sistema alternativo para atracação da bóia com
oito tendões
Mooring buoy + Height
0
tendons
Non metallic + Flexible
Risers flexíveis não metálicos
Sistemas automatizados aplicados na
interligação (pull-in) de risers e mangotes
2
riser
Automated system +
Interconnection (pull-in)
+ risers and hoses
0
Grupo 3 - Sistemas de Controle Submarino e Sensores
O número de ocorrência para cada tecnologia do Grupo 3, para as duas bases de
dados pesquisadas, estão mostrados nas tabelas abaixo.
Tabela 15. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 3.
Tecnologia
Palavras chave
Nome da Patente USPTO
Multiphase flow
measurement
A multi-phaseflow
meter
Sensores de fluxo
multifásico de alta
precisão
High precision + Subsea
multiphase
A multi-phase flow
meter measuring
system
Multiphase flow
measuring system
4
Tabela 16. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 3.
Tecnologia
Palavras chave
OnePetro
Fiber optic sensors +
Sensores de fibra ótica monitorando temperatura e
pressão de linhas submarinas
Temperature +
Pressure + Subsea
Ferramentas aplicadas no reparo de dutos
operados por ROV
lines
High precision +
Subsea multiphase
flowmeters
Repair of pipelines
operated by ROV
Técnicas de monitoração baseadas em tratamento
de imagem
Monitoring image
processing
Sensores de fluxo multifásico de alta precisão
7
8
5
1
Grupo 4 - Sistemas de Transmissão e Distribuição de Alta Potência
Para o Grupo 4, também foram encontradas resultados somente na pesquisa na base
da OnePetro. Os resultados estão mostrados na Tabela 17 abaixo.
Tabela 17. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 4.
Tecnologia
Palavras chave
OnePetro
Interruptor de desconexão
Disconnect switch + Circuit
breaker
3
Transformadores submarinos
Subsea transformer
5
Cabos umbilicais de alta
potência
High power umbilical
High power cable
Conexão de cabos e terminais
connection + High power
de equipamentos de alta
terminal equipment
potência
5
6
Grupo 5 - Técnicas de Inspeção e Monitoramento
Para o Grupo 5, também foram encontradas resultados somente na pesquisa na base
da OnePetro. Os resultados estão mostrados na Tabela 18 abaixo.
Tabela 18. Quantidade de artigos relacionados com as tecnologias do Grupo 5.
Tecnologia
Palavras chave
OnePetro
AUV´s (autonomous underwater vehicles)
AUV´s + Autonomous
underwater vehicles
3
Sensores a fibra ótica do tipo DTS ou DSTS
Fiber optic sensors +
DTS + DSTS
4
Grupo 6 - Equipamentos Submarinos
Para o Grupo 6, também foram encontradas resultados somente na pesquisa na base
da OnePetro. Os resultados estão mostrados na Tabela 19 abaixo.
Tabela 19. Quantidade de patentes relacionadas com as tecnologias do Grupo 6.
Tecnologia
Palavras chave
OnePetro
Compact subsea
Separadores submarinos
separator
5
Como se pode observar para algumas tecnologias foram encontradas resultados na
base de dados da USPTO, mas para a maioria não possível encontrar patentes outorgadas
que apresentassem relação com a tecnologia em análise. De quarenta tecnologias
pesquisadas, somente foram encontradas patentes para cinco deste conjunto.
Pode se considerar que este resultado seria o esperado, visto que as tecnologias
pesquisadas são aquelas classificadas como relevantes pela ATS-P&G. E considerando os
conceitos adotados para o estudo, tecnologias relevantes também são emergentes, ou seja,
em desenvolvimento, em fase pré-comercial ou recentemente introduzidas no mercado e
ainda pouco utilizadas. Desta forma, pode se disser de forma geral de que as tecnologias
em consideração necessitam ainda de estudo ou desenvolvimento, para conseguir se
alcançar o nível de registro de patente.
Constatou-se também, pelo reduzido número de artigos encontrados na base da
OnePetro, com alguma referência a patente para cada tecnologia, de que estudos ainda
estão sendo realizados para viabilizar produtos na forma de patente, para cada tecnologia
analisada.
5.
Considerações Finais
Embora abrangente, a pesquisa na literatura sobre estudos e desenvolvimento
referentes às tecnologias em análise, não foi realizada de forma profunda e específica para
cada uma delas. No entanto, os resultados em geral e tendências encontradas na análise,
corroboram os resultados obtidos pela consulta estruturada realizadas na ATS. Acrescentase ainda, de que os trabalhos científicos citados para análise podem não corresponder ao
estudo de maior relevância científica ou mesmo tecnológica. São utilizados para sustentar
a percepção da tendência tecnológica em cada tecnologia, com base em referência da
literatura, possibilitando assim, uma análise mais criteriosa e fundamentada para cada uma
das tecnologias analisadas.
Sendo assim, pode se concluir que os resultados da pesquisa estruturada permitem
uma boa orientação para a construção de uma agenda tecnológica com base nas
perspectivas atuais dos respondentes.
Em geral, o estágio atual do desenvolvimento de tecnologias com intensa introdução
de inovação nas soluções, pode se dizer de que não existe uma tecnologia submarina
definitiva para soluções de uma determinada necessidade, necessitando-se acompanhar
constantemente toda evolução tecnológica direta e indireta em desenvolvimento.
Tecnologias hoje consideradas não atrativas podem se tornar relevantes prioritárias
de acordo não apenas com a sua evolução, mas também com o avanço de tecnologias
complementares ao longo de toda sua cadeia.
6.
Referência Bibliográfica
Askeland, A. M., &Sølvik, N. A. (2014, May 5). Operation of Subsea Electrical Power
Systems.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/25320-MS
Baxter, C. F., Schutz, R. W., & Caldwell, C. S. (2007, January 1). Experience and Guidance in
the Use of Titanium Components in Steel Catenary Riser Systems.Offshore Technology
Conference.doi:10.4043/18624-MS
Borgetto, M., Jauffret, C., &Rigaud, V. (2004, January 1). Underwater Image Mosaic
Correction. International Society of Offshore and Polar Engineers.
Brower, D. V., Prescott, C. N., Zhang, J., Howerter, C., & Rafferty, D. (2005, January 1). RealTime Flow Assurance Monitoring With Non-Intrusive Fiber Optic Technology.Offshore
Technology Conference.doi:10.4043/17376-MS
Britton, J., Monitoring Cathodic Protection System Performance in Deep Water Production
Systems,
Deepwater
Corrosion
Services.
2005.
Disponível
<http://stoprust.com/technical-papers/20-monitoring-deep-water/>.
em:
Acessoem
26/03/2016 às 11h.
Cathodic Protection Design. Recommended Practice DNV-RP-B401. October, 2010.
Gao, L., Van Zuilekom, A. H. W., Pelletier, M. T., Proett, M. A., Eyuboglu, A. S., Engelman, R.,
Hows, M. P. (2010, January 1). Sensitivity of a High-Resolution Fluid-Density Sensor in
Multiphase Flow.Society of Petroleum Engineers.doi:10.2118/133405-MS
Gedde, H., Slåtten, B., Virtanen, E., & Olsen, E. (2009, January 1). Ormen Lange Long Stepout Power Supply. Offshore Technology Conference.doi:10.4043/20042-MS
Hannisdal, A., Westra, R., Akdim, M. R., Bymaster, A., Grave, E., &Teng, D. T. (2012, April
30). Compact Separation Technologies and Their Applicability for Subsea Field Development
in Deep Water.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/23223-MS
Heggdal, O. (2005, January 1). The Integrated Production Umbilical (IPU«) and Design Tools
for Deep Water. Offshore Technology Conference.doi:10.4043/17157-MS
Kelner, E., Toskey, E. D., & Crider, J. (2015, May 4). Subsea Sampling and Sensor Insertion
Systems for Improved Accuracy of Production Measurement.Offshore Technology
Conference.doi:10.4043/25809-MS
Lambrakos, K. F., Ghosh, R., &Moros, T. (2003, January 1). Verification of an Analysis
Methodology for Riser Interference.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/15386MS
Marklove, M. C. (2000, January 1). Advances in High-Power Connector Technology.Offshore
Technology Conference.doi:10.4043/12151-MS
Meniconi, L.C.M., Loureiro Jr., W.C., Santos Jr., F.C., Henriques, C.C.D. (Maio, 2013). Strategy
Concerning Composite Flowlines, Risers and Pipework in Offshore Applications. Offshore
Technology Conference.
Musker, F. (1999, January 1). High-power Subsea Electrical Connector Technology: Meeting
the Challenge. Offshore Technology Conference.doi:10.4043/10947-MS
Newell, C., & Brown, G. (2005, January 1). Underwater Optical and Electrical Connector
Systems, Technical Innovations. Offshore Technology Conference.doi:10.4043/17309-MS
Nicholson, J. A. (2014, May 5). Advances in Power Feedthrough Connector Technology for
HP ESP Applications. Offshore Technology Conference. doi:10.4043/25314-MS
Nojima, G., Braga, G., Barros, L. O., Souza Lima, S. T., Oliveira, A. M., & Rezende, L. S. (2013,
May 6). A Methodology for the Development of a Subsea Electrical Power Transmission and
Distribution System.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/24129-MS
Spahi, S., & Parsley, P. (2013, May 6). Reliable High Power ESP Tubing Hanger Connector
Systems
for
Deepwater
Downhole
Applications.
Offshore
Technology
Conference.doi:10.4043/24138-MS
Pappas, J. M., & Richardson, D. (2012, April 30). Overview of Subsea Monitoring and
Inspection
Technologies
Development
in
RPSEA.
Offshore
Technology
Conference.doi:10.4043/23183-MS
Petruska, D. J., Kelly, P., Stone, B., Ahjem, V., Zimmerman, E. H., Garrity, R., &Veselis, T.
(2010, January 1). SS: Fiber Moorings, Recent Experiences and Research: Updating API RP
2SM on Synthetic Fiber
Rope for Offshore Moorings. Offshore Technology
Conference.doi:10.4043/20836-MS
Pezzi, M., & Santos, R. W. F. (2013, October 29). Evaluation of Technologies for Inspection
of Riser Splash Zone.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/24497-MS
Prasad, Rajendra. Fundamentals of Electrical Engineering. PHI Learning Pvt. Ltd. 3ª edição,
2014
Relatório Final, Panorama Tecnológico - Sistemas Marítimos de Produção, 2015.
Roberts, D., & Hatton, S. A. (2013, May 6). Development and Qualification of End Fittings
for Composite Riser Pipe.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/23977-MS
Thodi, P., Paulin, M., DeGeer, D., & Squires, M. (2015, March 23). Real-time Arctic Pipeline
Integrity and Leak Monitoring.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/25604-MS
Ukani, S., Maurel, W., &Daran, R. (2012, April 30). Mooring Lines - Integrity
Management.Offshore Technology Conference.doi:10.4043/23369-MS
Willis, N. R. T., & West, P. T. J. (2001, January 1). Interaction between Deepwater Catenary
Risers
and
a
Soft
Seabed:
Large
Scale
Sea
Trials.
Offshore
Technology
Conference.doi:10.4043/13113-MS
Yu, L., Barbosa Neto, T., &Kalman, M. (2013, October 29). Recommended Practice for
Unbounded Flexible Pipe Employing Composite Armour Material. Offshore Technology
Conference.doi:10.4043/24309-MS

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