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A TUTA (Terminação de superfície do umbilical) fornece a interface entre o equipamento de controle de superfície e o umbilical. Esta unidade totalmente fechada incorpora caixas de junção elétricas para os cabos elétricos de potência e de comunicação, bem como tubos, medidores e válvulas de bloqueio, e dreno para os suprimentos hidráulicos e químicos apropriados.

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É habitual a TUTA localizar-se perto do J-tubo do umbilical na unidade de produção. Basicamente, inclui um gabinete elétrico em uma cabine de aço inoxidável com trava, certificada para a sua classificação de área com ingress protection adequada à sua localização. Além disso, as válvulas na TUTA cumprem os requisitos necessários para válvulas usadas em serviços com risco de explosão, como indicado nos padrões de teste de fogo.

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A unidade de terminação do umbilical na extremidade de superfície é projetada para ser suspensa e inclui um bull-nose adequado para puxar o umbilical através do tubo guia da plataforma sobre um suporte de terminação. Para um umbilical livre de inundação, basta vedar as extremidades dos condutores e tubos individualmente e utilizar um bull-nose aberto.

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O EFL (flying lead elétrico) liga a EDU (unidade de distribuição elétrica) ao SCM (módulo de controle submarino) na árvore. Cada SCM utiliza dois EFLs independentes da EDU para os circuitos redundantes de alimentação e comunicação.

Os conectores elétricos têm os seguintes requisitos básicos:

·         Um conector elétrico é uma terminação de cabos elétricos utilizada para transmitir potência elétrica em baixa tensão e sinais de comunicação entre os componentes do sistema de controle submarino de produção.

O conector elétrico é capaz de fazer conexões elétricas molhadas utilizando um ROV. Elas são projetadas e construídas para cargas normais e incidentais transmitidas por ROVs durante as operações de make-or-break.

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Os tubos devem ser selados um a um para evitar a perda de óleo hidráulico e a entrada de agua durante as operações de puxamento. Os condutores elétricos devem ser vedados para evitar a entrada de água no isolamento.
Se o umbilical é destinado a abandono temporário, o alívio da pressão durante a recuperação é uma hipótese a ser considerada.
Basicamente, as selagens do J-tubo podem resistir a uma onda centenária e manter a capacidade de pressão diferencial durante sua vida útil. Correções de vão entre a boca de sino do J-tubo e o fundo do mar são também projetadas mediante a base de projeto específica.

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·         É a unidade submarina que armazena fluido hidráulico de tal modo que a pressão adequada esteja sempre disponível para o sistema submarino, mesmo quando outras válvulas estão sendo operadas. É utilizado para melhorar o desempenho hidráulico do sistema de controle submarino em árvores e manifolds, melhorando o tempo de resposta de atuação das válvulas de acionamento hidráulico e o tempo de recuperação do sistema hidráulico, e as pressões mínimas de suprimento do sistema.

·         São acumuladores individuais no próprio SCM, sendo mais comumente, o fornecimento de um skid independente contendo várias garrafas de acumulador, sendo denominado módulo de acumulador submarino. à Vai fornecer acumulação LP suficiente para manter a pressão durante a operação de válvulas. Além disso, é dimensionado para conter fluido suficiente para realizar certo número de operações de controle submarino, mesmo se a alimentação a partir da superfície já não funcionar, dando assim um grau de energia reserva.

·         O SAM é um skid simples para o abrigo de acumuladores, e deve ser projetado, fabricado e testado como parte do sistema como um todo. Além disso, pode ser feito para ser recuperável para manutenção. Em geral, o SAM é um skid autônomo, ligado através de uma base de montagem, a qual está ligada à SDU ou aos tubos hidráulicos que alimentam os módulos de controle submarino. Para permitir que o módulo seja recuperado para manutenção, as válvulas de bloqueio, vent e de bypass são muitas vezes incorporadas à tubulação do manifold/template.

·         A instalação do SAM é difícil, porque uma grande força é necessária para acoplar o módulo e sua base de montagem contra a força exercida atrás dos cabeçotes hidráulicos fechados. É essencial que os acoplamentos hidráulicos de conexão rápida utilizados neste caso tenham a pressão totalmente equilibrada para contrapor as forças de encaixe de acoplamento.

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São formadas por placas onde sua principal função é a conexão de tubos. As placas MQCs (Connection Quicks Multiple) são equipadas com número apropriado de engastes para coincidir com o número de tubos nos flying leads hidráulicos. Qualquer posição não utilizada na placa é equipada com acopladores isolados.
Estão localizadas do lado da árvore de natal/manifolds/SUTA e são manuseadas por ROV.

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Ilustração de uma Terminação de superfície do umbilical (TUTA)

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Flying leads
Os flying leads hidráulicos fornecem vias hidráulicas e químicas da terminação submarina do umbilical (SUTA) para a árvore ou do módulo de distribuição submarina (SDA).
Os HFLs são feitos de três componentes principais: o bundle de tubulação, as cabeças de montagem com suporte de aço e as conexões rápidas múltiplas (MQCs), o bundle é terminado em ambas as extremidades com uma placa de MQC, que é usada para ligar o HFL às árvores, ou à UTA. Estes conjuntos têm olhais para manuseio e para fins de assentamento.
As terminações finais dos tubos para as MQCs e para os acopladores são soldadas e analisadas através de NDE (ensaio não destrutivo). As montagens das terminações são estruturalmente sólidas e capazes de suportar todas as cargas de transporte, instalação e operação.
Os flying leads hidráulicos são alimentados por placas de MQC concebidas para certo número de acopladores. Todos os tubos e funções do acoplamento precisam corresponder à UTA e às funções das árvores.

Acopladores hidráulicos
Os acopladores hidráulicos para aplicações em águas profundas precisam de uma mola sorte o suficiente para vedar contra a cabeça de pressão externa, a fim de evitar a contaminação do fluido hidráulico pela água do mar, e precisam ser projetados de tal modo que uma força pequena seja requerida para o acoplamento.
Os acoplamentos hidráulicos devem ser capazes de serem acoplados ou desacoplados sem falhas nos piores ângulos, após alinhamento grosseiro.
Os acopladores incluem placas de MQC inboard e outboard que fornece mecanismos para encaixe, desencaixe e travamento de várias conexões de acopladores dentro de um único projeto.
O sistema de acoplamento hidráulico está configurado para assegurar que os selos de vedação substituíveis estejam localizados nos flying leads hidráulicos.
Os acopladores têm selos de metal-metal com selos backup elastoméricos.

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Cabeça de terminação do umbilical – UTH 

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Cabeça de terminação do umbilical – UTH 

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Uma UTH pode ser definida como uma armação estrutural, hinging stab, placas MQC, tubulações superduplex e conectores elétricos de ROV tipo bulkhead.  As vias do Umbilical são encaminhadas para as placas MQC e os conectores elétricos para a distribuição dos equipamentos submarinos de produção.

Assim como a tubulação na HDM, na UTH a tubulação também é soldada aos acopladores hidráulicos localizados no interior das placas MQC e um ponto importante é a necessidade de manter mínimo o número dessas conexões soldadas.

Além disso, a conexão flange entre a SUTA e o umbilical é projetada para enfrentar suas condições de instalação, pois a SUTA é instalada com sua stab e sua estaca hinge-over e o flange suporta o peso da SUTA e de todas as cargas de instalação.

Nesse contexto, a UTH deve ser projetada para permitir a terminação de nove linhas de tubos de aço do umbilical e duas quadras elétricas. Somado a isso, a armação é projetada para se conectar de forma segura e apoiar i umbilical e a terminação de extremidade, além de fornecer locais de montagem para placas MQC e conectores elétricos.

Outro ponto de elevada importância é a minimização do tamanho da armação, as UTHs são preferivelmente mantidas pequenas para simplificar o manuseio e para que caibam na maioria das rampas de overboarding de umbilical.
De acordo com Oceaneering Internacional (2016):

São soluções simples para conectar umbilicais submarinos e eliminar a necessidade de UTA (Umbilical Termination Assemblies) ou Hydraulic Flying Leads (HFL);

As UTHs podem ser configuradas para atender a aplicações específicas do projeto e componentes modulares. Eliminando um ponto de conexão do sistema.

SUTA: termina o umbilical submarino e proporciona uma conexão do tipo flange para prender a terminação do umbilical, o qual é formado por tubos superduplex.

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Placas de MQC dedicadas, que fornecem a capacidade de redirecionar vias, substituindo uma placa MQC outboard com ROV.

Proporcionam a flexibilidade necessária para modificar a distribuição de vias hidráulicas ou químicas quando há falhas do circuito ou variações nos requisitos do sistema.

Consiste em acopladores hidráulicos montados em placa stab conectados às tubulações do HFL devidamente montados para atender à aplicação.

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Devem atender aos requisitos mínimos:

Serviços diretos ou com manifold no lugar de válvulas, quando possível;

Projetadas para 15 anos;

Classificadas a um máximo de 5000 psi;

Fontes de alta pressão devem ser encaminhadas através de uma capa lógica;

Todas as linhas de químicos e de ventilação do anularsão distribuídas através de uma capa lógica;

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Terminação submarina do umbilical (SUTA)

A SUTA é a interface submarina para o umbilical e pode servir centro de distribuição para o fluido hidráulico de controle e produtos químicos no leito do mar. A
SUTA está ligada às árvores submarinas via HFLs. É tipicamente composta da seguinte
forma:

UTH;

Flying leads para conectar a UTH e   o HDM;

HDM, se disponível;

Fundação mudmat com mecanismo de stab e hinge-over;

Placas MQC para conexão dos HFLs.

O tipo de SUTA a ser usado é determinado pelas considerações de arquitetura do campo, e é definido durante o detalhamento do projeto. A SUTA é concebida com as seguintes flexibilidades:

Provisão para possíveis ligações com umbilicais adicionais; Provisão para header reserva no caso de falha de tubulação interna;

Demonstração de projeto que permita uma instalação flexível;

Recuperabilidade e opções de reconfiguração;

Redirecionamento de qualquer linha umbilical para qualquer árvore através de flying leads.

As SUTAs podem ser instaladas com ou sem assistência de sonda de perfuração.
O mudmat inclui pontos de fixação para ajustar a posição no solo marinho, com a aplicação de forças horizontais externas, quando o acesso vertical direto para instalação não e possível. As dimensões de uma SUTA permitem o transporte terrestre a partir da
unidade de fabricação para o destino final, sendo o umbilical permanentemente terminado na UTH.

A SUTA de primeira extremidade no campo é uma unidade, cujo objetivo é ligar as linhas elétricas e hidráulicas/químicas.

HFLs são usados para conectar linhas hidráulicas/químicas entre SUTAs e árvores/manifolds submarinos.

EFLs são usados para conectar a potência/comunicação elétrica a partir da terminação do umbilical (UTA) para o SCM, montado no manifold e na árvore.

A UTH, o HDM e os EDMs são independente recuperáveis do mudmat da UTA.

Cada uma das quadras elétricas (Cabos de umbilical com quatro condutores) é terminada em conectores elétricos na UTH.

 EFLs são usados para conectar a potência/comunicação elétrica a partir da terminação do umbilical (UTA) para o SCM, montando no manifold e na árvore.

O EFL interconecta estes conectores da UTH e os conectores do EDM, transmitindo potência e comunicação da UTH à EDM.

A distribuição elétrica submarina é feita a partir do EDM para árvores de natal molhadas e manifolds de produção.

Dois flying leads fornecem as ligações químicas/hidráulicas entre a UTH e o HDM.

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O Módulo de Distribuição Submarina (DAS) consiste principalmente em um módulo de distribuição hidráulica (HDM) e de um Módulo de Distribuição Elétrica (EDM), tendo por finalidade distribuir suprimento hidráulico, suprimento de potência elétrica, e injeção de produtos químicos.

O Modulo/manifold de distribuição hidráulica (HDM) contempla placas MQC inboard, estruturas de aço para montagem, olhais de elevação, mudmat, capa lógica e capa de proteção de longa duração. O EDM possui conectores elétricos bulkhead e cabos e, em alguns casos, um módulo transformador elétrico.

O objetivo do HDM é distribuir fluido hidráulico (LP e HP) e produtos químicos para cada uma das árvores de natal, manifolds de produção e para futuras expansões. O HDM é composto por várias placas MQC inboard em uma armação montada sobre o mudmat da terminação umbilical (UTA-MM).

O objetivo do EDM é fazer a distribuição elétrica, sendo constituído por um conjunto de cabos instalados em mangueiras cheias de líquidos, sendo esse fluido do tipo dielétrico.