BR0300993B1 - Tambor lançável submarino para assentamento de dutos - Google Patents

Description

"TAMBOR LANÇÁVEL SUBMARINO PARA ASSENTAMENTO DE DUTOS" Campo da Invenção A presente invenção refere-se a sistemas de produção submarinos e, em particular, a um aparelho e processo para ligar dutos entre equipamentos submarinos usando um tambor.

Fundamentos da Invenção Instalações submarinas com frequência exigem estender dutos entre um componente de equipamento submarino e outro. Estes dutos, designados de jumpers (dutos de conexão), podem se estender de um poço submarino para uma estação terminal de oleoduto e/ou para uma linha de escoamento de produção na superfície. Também podem fornecer energia elétrica, comunicações elétricas, comunicações ópticas, força hidráulica e produtos químicos às árvores de Natal submarinas, manifolds e unidades de distribuição. Os comprimentos típicos podem variar de 20 metros a 4 quilômetros, e as seções transversais de dutos ou feixes de dutos podem ser tão grandes quanto 100 mm em diâmetro. Tipicamente, os dutos em questão são instalados de um sarilho localizado a bordo de um navio lançador de dutos submarinos na superfície. Normalmente, os dutos tem uma armação protetora exterior anti-tensão de tração para sua proteção durante a instalação. A patente US 5.722.793 trata de um método e dispositivo para continuamente assentar e enterrar um conduto submarino flexível com o uso de um cabo sem reforço especial e sem que sejam necessárias operações separadas.

Sumário da Invenção Um processo de lançamento de um duto submarino é apresentado na presente invenção que inclui enrolar uma extensão de duto sobre um tambor girante de uma unidade de lançamento. A unidade é baixada no mar a partir de um navio na superfície. A seguir o tambor é girado para estender a linha. No processo preferencial, a primeira extremidade da linha é conectada com um primeiro componente submarino, a seguir a linha é então removida por completo do tambor, e a segunda extremidade da linha é conectada com um segundo componente submarino.

De preferência, o tambor é eletricamente acionado e a unidade é dirigida por um ROV (veículo remotamente operado) que é baixado no mar a partir do navio na superfície por um cabo de alimentação. O ROV é alinhado e conectado com uma interface sobre a unidade para fornecer a energia elétrica para girar o tambor. O ROV também fornece empuxo para mover a unidade horizontalmente enquanto a linha está sendo lançada. Subseqüentemente, o ROV se desengata da unidade e conecta as primeira e segunda extremidades (da linha) com os conjuntos submarinos.

Em uma modalidade de realização, a unidade possui uma seção superior de desengate rápido que se desprende da seção inferior. 0 motor e interface de comandos são montados na seção superior ao passo que o tambor é montado na seção inferior. Na eventualidade de uma emergência ou pane, o ROV desconecta os elementos de amarração que acoplam as seções superior e inferior. Isto permite que a seção superior e motor sejam recuperados ao passo que a seção inferior e o tambor permanecem sobre o fundo do mar.

Descrição Sucinta dos Desenhos A figura 1 é uma vista esquemática ilustrando uma unidade de lançamento de acordo com a presente invenção sendo baixada no mar, e um ROV e seu equipamento de apoio também sendo baixado no interior do mar. A figura 2 ilustra a unidade ROV sendo engatada com a unidade de lançamento da figura 1 após a primeira extremidade de um duto ter sido conectada com um primeiro conjunto submarino. segunda extremidade do duto com o segundo componente submarino. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: mover o navio (37) de superfície geralmente na horizontal para fazer com que a unidade (11) se mova em uma direção horizontal enquanto se estende o duto (19). 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: manter o navio (37) na superfície em uma posição geralmente estacionária e fornecer empuxo à unidade (11) submarina para mover a unidade geralmente na horizontal enquanto se estende o duto (19). 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: fornecer empuxo pelo ROV (39) para mover a unidade (11) ao longo de uma trajetória desejada acima do leito do mar; e fornecer potência a partir do ROV ao motor da unidade para fazer com que o tambor (13) gire e estenda o duto (19) a partir do tambor; a seguir uma vez que a totalidade do duto esteja estendida a partir do tambor, recuperar a unidade (11) com o cabo (33) . 7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a etapa fornecer empuxo e a etapa fornecer potência ocorrerem simultaneamente. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: antes de completar a etapa de fornecer potência, desacoplar o ROV (39) da unidade (11), e, com a assistência do ROV, conectar uma primeira extremidade (53) do duto com um primeiro componente (47) submarino; a seguir, A figura 3 ilustra a linha da figura 2 mostrada inteiramente removida da unidade de lançamento e antes da conexão de sua segunda extremidade com um segundo conjunto submarino. A figura 4 mostra ambas as extremidades da linha conectadas com os conjuntos submarinos, e a unidade de lançamento e o ROV removidos. A figura 5 um processo alternativo da presente invenção, mostrando um navio estacionário na superfície e mostrando o ROV sendo usado como um rebocador para transferir a unidade de lançamento da proximidade de um conjunto submarino para outro. A figura 6 é uma vista lateral de uma concretização mais detalhada da unidade de lançamento da figura 1, mostrada engatada com um ROV. A figura 7 é uma vista isométrica da unidade de lançamento da figura 1, mostrada desengatada de um ROV. A figura 8 é uma vista isométrica da seção de armação inferior da unidade de lançamento da figura 6. A figura 9 é uma vista isométrica seção de armação superior da unidade de lançamento da figura 6. A figura 10 é uma vista isométrica do tambor para a unidade de lançamento da figura 6. A figura 11 é uma vista isométrica de um dos motores para acionar o tambor da unidade de lançamento da figura 6. A figura 12 é uma vista isométrica de um mecanismo de enrolamento nivelador da unidade de lançamento da figura 6. A figura 13 é uma vista frontal do mecanismo de enrolamento nivelador da figura 12. concluir a etapa de fornecer potência; a seguir desacoplar o ROV (39) da unidade (11) e, com a assistência do ROV, conectar uma segunda extremidade (57) do duto com um segundo componente (51) submarino. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o tambor (13) é giratoriamente impelido por um motor (103, 123), a unidade de lançamento sendo equipada com seções superior e inferior, o motor sendo montado na seção superior e o tambor sendo montado na seção inferior, as seções superior e inferior sendo mutuamente desengatáveis; o processo compreendendo adicionalmente: na eventualidade de uma pane ou emergência anterior à conclusão da etapa de fornecer potência, assentar a unidade (11) sobre o fundo do mar (49); desacoplar o ROV (39) da unidade (11) e empregar o ROV para desengatar as seções superior e inferior uma da outra; a seguir, recuperar a seção superior e o motor com o cabo (33) enquanto a seção inferior, o tambor (13) e o duto (19) permanecem sobre o fundo do mar (49). 10. Processo para conectar um duto a partir de um primeiro componente (47) submarino localizado no fundo do mar (49) com um segundo componente (51) submarino localizado no fundo do mar, compreendendo: (a) enrolar uma extensão de duto (19) por sobre um tambor girante (13) de uma unidade de lançamento (11); (b) prender um cabo (33) à unidade e baixar a unidade ao mar a partir de um navio (37) na superfície para um ponto adjacente ao primeiro componente (47) submarino; caracterizado pelo fato de compreender: Descrição Detalhada da Invenção Reportando-se às figuras 1 e 2, a unidade de lançamento 11, que é mostrada de forma esquemática, tem um tambor 13. 0 tambor 13 é montado em uma armação de peso leve 15. Uma linha (duto) ou jumper 19 (figura 2) é mostrado sendo desenrolado do tambor 13. 0 duto 19 é um membro tubular que aloja uma variedade de cabos e linhas, tais como aquelas para fornecimento de energia elétrica, comunicações elétricas, comunicações ópticas, energia hidráulica e/ou produtos químicos entre árvores de Natal submarinas, manifolds, e unidades de distribuição. O duto 19 também pode ser uma linha de detecção sísmica que contém sensores acústicos que são estendidos sobre o fundo do mar para detectar vibrações no interior do solo. 0 duto ou linha 19 pode ser de material termoplástico ou pode ser um tubo de aço suscetível de ser enrolado em torno do tambor 13. A linha 19 tipicamente tem um comprimento de 20 metros a 4 quilômetros. Pode ter uma seção transversal de até 100 mm em diâmetro ou maior. As extremidades do duto 19 são normalmente seladas. Um compensador de pressão (não mostrado) pode ser montado no duto 19 para equilibrar a sua pressão interior com a pressão hidrostática.

De preferência o tambor 13 tem uma unidade motriz, tal como um motor hidráulico (não mostrado nesta concretização), para girar o tambor 13. Uma interface 31 de veículo ROV (veículo remotamente operado) é montada na armação 15. A unidade de lançamento 11 é baixada por um cabo de suspensão 33 proveniente de um guindaste ou de uma armação tipo "A" 35 a bordo do navio de apoio 37. 0 navio de apoio 37 na presente concretização não é normalmente um navio de perfuração, e é facilmente suscetível de se transferir de uma posição para outra enquanto a unidade de lançamento 11 está situada no fundo do mar. (c) baixar um ROV (39) ao mar e, com a assistência do ROV, conectar a primeira extremidade (53) do duto com o primeiro componente (47) submarino; a seguir, (d) mover a unidade para um ponto adjacente ao segundo componente (51) submarino; e (e) enquanto se move a unidade, fazer com que o tambor (13) gire e estenda o duto (19) proveniente do tambor; a seguir, (f) com a assistência do ROV (39), conectar uma segunda extremidade (57) do duto com o segundo componente submarino. 11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende adicionalmente equipar o tambor (13) com um motor; e de que a etapa (b) compreende fornecer potência ao motor a partir do ROV (39). 12. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende adicionalmente equipar a unidade de lançamento (11) com seções superior e inferior, montar um motor na seção superior que se engata de maneira liberável com o tambor (13) para girar o tambor, o tambor sendo montado na seção inferior, as seções superior e inferior sendo mutuamente liberãveis; o processo compreendendo adicionalmente: na eventualidade de uma pane ou emergência antes de se completar a etapa (f), assentar a unidade sobre o fundo do mar (49);

desacoplar o ROV (39) da unidade e empregar o ROV para desengatar as seções superior e inferior uma da outra; a seguir, recuperar a seção superior e o motor com o cabo (33), enquanto a seção inferior, o tambor (13) e o duto (19) permanecem sobre o fundo do mar (49).

Um ROV (veículo remotamente operado) 39 é mostrado também sendo baixado no mar a partir do navio de apoio 37. O ROV 39 é um submarino auto-propelido, não- tripulado que tem uma vídeo câmera, e um braço, e possivelmente outros instrumentos para desempenhar uma variedade de tarefas. 0 ROV 39 é controlado e alimentado de energia pelo navio de apoio 37. O ROV 39 é conectado com uma unidade ou sistema de cabos de controle do ROV 41 que é conectado com o navio de apoio 37 por intermédio de um cabo de alimentação 43 que fornece energia elétrica, comunicações e/ou força hidráulica. O cabo de alimentação 43 é baixado de um molinete montado sobre o convés do navio de apoio 37. Um operador de bordo do navio na superfície 37 controla o movimento e as operações do ROV 39. De preferência o ROV 3 9 é de natureza convencional e está acoplado com uma plataforma de arrasto para fins especiais (não mostrada nesta concretização) que contém as válvulas e conjunto de circuito elétrico para controlar os motores hidráulicos sobre a unidade de lançamento 11.

Alternativamente, as válvulas e circuitos poderíam ser montados sobre a interface 31 do ROV.

Um primeiro conjunto submarino 47 é esquematicamente ilustrado sobre o fundo do mar 49 e um segundo conjunto submarino 51 também localizado sobre o fundo do mar 4 9 porém afastado do primeiro conjunto por determinada distância. A distância poderia ser de cerca de 20 metros a 4 quilômetros ou maior. Os conjuntos submarinos 47 e 51 podem ser de uma variedade de tipos de equipamento submarino que requerem comunicação, alimentação de produtos químicos, energia elétrica e semelhantes. Um pode ser uma árvore de Natal submarina e o outro um terminal de oleoduto. Também no caso de uma linha sísmica, um dos conjuntos submarinos 47 ou 51 poderia ser um conjunto 13. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente recuperar a unidade (11) com o cabo (33) depois da etapa (f), enquanto se deixa o duto (19) conectado com os primeiro e segundo componentes (47, 51). 14. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende o fornecimento de empuxo pelo ROV (39). 15. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (d) compreende mover o navio (37) na superfície geralmente na horizontal para fazer com que a unidade (11) se mova de adjacente ao primeiro componente (47) para adjacente ao segundo componente (51). 16. Unidade de lançamento para lançamento de dutos submarinos, caracterizada pelo fato de compreender: uma armação inferior (63) tendo uma pluralidade de pernas (67) voltadas para cima; uma armação superior (65) tendo uma pluralidade de pernas (71) voltadas para baixo, que se encaixam telescopicamente com as pernas voltadas para cima, a armação superior estando adaptada para ser conectada com um cabo (33) para abaixamento da unidade (11) ao mar; um tambor girável (13) montado na armação inferior (63) para receber uma extensão de um duto (19) para lançamento submarino; um motor hidráulico (103, 123) conduzido pela armação superior (65) e cooperativamente engatado com o tambor para girar o tambor; uma interface de controle montada na armação superior (65) para fornecer potência ao e controlar o motor, a interface sendo adaptada para ser acoplada por um ROV (39) baixado ao mar em um umbilical (10) para para fornecer energia ao duto 19 e transmitir sinais para uma instalação remota. A linha sísmica permanecería sobre o fundo do mar para monitoração a longo prazo através de técnicas sísmicas tridimensionais.

Na figura 1, o duto 19 (fig. 2) é mostrado enrolado por completo em torno do tambor 13 com uma extremidade terminal 53 localizada no exterior da armação 15. Reportando-se à figura 2, o ROV 39 é mostrado separado da sua unidade ou sistema de controle 41 e engatado sobre a interface 31 de ROV na armação 53 do duto 19 conectada com o primeiro conjunto submarino 42. A conexão foi realizada pelo ROV 39. A figura 3 ilustra a unidade de lançamento 11 transferida e colocada em estreita proximidade do segundo conjunto submarino 51 após a primeira extremidade 53 ter sido conectada com o primeiro conjunto submarino 47. Mostra o inteiro duto 19 removido do tambor 12. A segunda extremidade 57 está em processo de ser engatada pelo ROV 39. A figura 4 mostra a segunda extremidade 57 acoplada com o segundo conjunto submarino 51, e o ROV 39 e unidade de lançamento 11 recuperadas para a superfície.

Na operação da primeira concretização, cada duto 19 é fabricado com um comprimento desejado com elementos de acoplamento em ambas as extremidades 53 e 57 (figura 3). O duto 19 será enrolado em torno do tambor 13. 0 navio de apoio 37 então baixará a unidade de lançamento 11 no mar, como ilustrado na figura 1. Em uma técnica, a unidade de lançamento 11 será baixada pelo cabo de suspensão 33 até cerca de 50 metros acima do fundo do mar. O ROV 3 9 e sua unidade de controle 41 serão baixados no mar pelo cabo de alimentação 43 proveniente do molinete 45. O ROV 39 será desengatado de sua unidade de controle 41 e engatado com a interface 31 sobre a unidade de lançamento 11. Com assistência de informações de posicionamento prestadas pelo ROV 39, o navio de apoio 3 7 baixará a unidade 11 em proximidade com o fundo do mar 49 e também posicionará a unidade de lançamento 11 bastante próxima do primeiro conjunto submarino 47. O ROV 39 então aciona o motor hidráulico para levar o tambor 13 a desenrolar uma extensão suficiente de duto 19 para alcançar o primeiro conjunto submarino 47. 0 ROV 39 então se desengata da interface 31 e entra em acoplamento com a primeira extremidade 53 do duto 19. 0 ROV 39 então lança a primeira extremidade 53 e a acopla com o primeiro conjunto submarino 47. O ROV 39 retorna à unidade de lançamento 11 e se re-engata com a interface de ROV 31.

Esta é a posição mostrada na figura 2. A unidade de lançamento 11 permanece estacionaria enquanto as etapas acima são realizadas pelo ROV 39. 0 duto 19 é então assentado sobre o fundo do mar 49 ao longo de uma rota definida utilizando uma combinação de deslocamento do navio na superfície 37 assim como da potência de empuxo e guiamento do ROV 39. Isto é possibilitado pela rotação do tambor 13 para desenrolar o duto 19 enquanto a unidade de lançamento 11 é movida da proximidade do primeiro conjunto submarino 47 para o segundo conjunto submarino 51. A unidade de lançamento 11 está localizada a uma distância selecionada acima do fundo do mar 49 à medida que transferida do conjunto submarino 47 para o conjunto submarino 51. O tambor 13 de preferência é acionado pelo motor hidráulico durante este processo de desenrolamento, porém para curtas distâncias, poderia girar livre. O inteiro duto 19 será desenrolado do tambor 13 à medida que a unidade de lançamento 11 é movida. Durante este curso de deslocamento da unidade 11, uma avaliação previamente programada pode ser feita pelo ROV 39 e comunicada de retorno ao navio na superfície 37 para assegurar que o duto 19 foi corretamente estendido. A seguir o ROV 38 volta a desengata-se da unidade de lançamento 11 e entra em acoplamento com a segunda extremidade 57, como ilustrado na figura 3, que normalmente está localizada sobre o fundo do mar 47 após a remoção do duto 19 do tambor 13. O ROV 39 conduz a segunda extremidade 57 do duto para o segundo conjunto submarino 51 e efetua sua conexão como ilustrado na figura 4. A unidade de lançamento 11 com o tambor vazio 13 é recuperada pelo navio 37 na superfície. O ROV 39 e sua unidade de controle 41 também são recuperados pelo navio 37 na superfície. O mesmo procedimento pode ser usado no sentido inverso para recuperar dutos previamente instalados.

No processo alternativo da figura 5, o mesmo tipo de equipamento submarino pode ser empregado como na primeira concretização, todavia, um navio 37 na superfície que é facilmente deslocável para transferir a unidade de lançamento 11 da vizinhança do primeiro conjunto submarino 47 para o segundo conjunto submarino 51 não é utilizado. Em seu lugar, uma plataforma 59, tal como uma plataforma de perfuração em alto mar móvel, é localizada na superfície. A plataforma 59 é normalmente fixada em posição por cabos de tração ou linhas de ancoragem, assim não é facilmente deslocável de acima do conjunto submarino 47 para o conjunto submarino 51. Nesta concretização, a unidade de lançamento 11 é tipicamente baixada no mar a partir de um guindaste 61 para uma posição geralmente intermediária entre os conjuntos submarinos 47, 51. O processo é similar aquele descrito acima exceto que a unidade de lançamento 11 é movida de um conjunto submarino 47, 51 para outro pelo empuxo do ROV 39 e não por qualquer deslocamento da plataforma 59.

Um segundo ROV (não mostrado) podería ser empregado para conectar as extremidades do conduto 18 com os conjuntos submarinos 47, 51 ao passo que o primeiro ROV permanece afixado à unidade de lançamento 11 para reter a mesma em posição. Alternativamente, como mostrado na figura 5, o operador poderia assentar a unidade de lançamento 11 sobre o fundo do mar 4 9 durante o tempo que o ROV 3 9 está desengatado da unidade de lançamento 11 e anteriormente a conexão de uma ou outra extremidade do duto 19 com um dos conjuntos submarinos 47, 51.

Na posição mostrada na figura 5, inicialmente o ROV 39 foi usado para posicionar a unidade de lançamento 11 próxima ao segundo conjunto submarino 51, a seguir o cabo 33 da unidade de lançamento foi baixado para assentar a unidade de lançamento 11 sobre o fundo do mar 49. Enquanto a unidade de lançamento 11 repousa sobre o fundo do mar 49, o ROV 3 9 desenrola uma parte do duto 19, se desacopla da interface 31, recolhe a primeira extremidade 53, e a acopla com o segundo conjunto submarino 51. A seguir, o ROV 39 volta a ser engatado na unidade de lançamento 11.

Utilizando o cabo de suspensão 3 3 e o ROV 39, a unidade de lançamento 11 é então levantada do fundo do mar por uma distância selecionada e propelida pelo empuxo do ROV 39 no sentido do primeiro conjunto submarino 47.

Enquanto isto, o duto 19 é desenrolado do tambor 13, que de preferência é acionado, porém poderia girar livremente durante o processo de lançamento. Como na primeira concretização, o inteiro duto 19 é desenrolado do tambor 13. 0 ROV 39 a seguir desengata-se da unidade de lançamento 11, recolhe a segunda extremidade (não mostrada na fig. 5) e a conecta com o primeiro conjunto submarino 47. A unidade de lançamento 11 não necessita estar sobre o fundo do mar enquanto o ROV 39 está conectando a segunda extremidade 57 porque o inteiro duto 19 terá sido removido da unidade lançadora 11 antes do ROV ser desacoplado da interface 39.

Se desejado, a unidade de lançamento 11 podería ser recuperada pelo cabo de suspensão 3 3 uma vez que o ROV 39 se desacople da interface 31 e antes de recolher a segunda extremidade do duto 19. Naturalmente, o operador podería ter primeiro conectado o duto 19 com o primeiro conjunto submarino 47 em vez de tê-lo conectado com o segundo conjunto submarino 53.

As figuras 6-12 ilustram versões mais detalhadas da unidade de lançamento e do ROV mostrados nas figuras 1- 5. Reportando-se à figura 7, a armação 15 compreende uma seção de armação inferior 63 e uma seção de armação superior 65. Ambas as seções de armação 63, 65 são retangulares na presente realização. A seção de armação inferior 63 possui quatro pernas 67 que se estendem para cima e terminam em funis 69. Cada perna 67 é oca para receber uma das pernas 71 da seção superior 65.As pernas 71 de preferência são desiguais em comprimento para facilitar a inserção no interior das pernas 67. Como mostrado mais claramente na figura 8, uma pluralidade de pinos de ferrolho "J" ou fechos 73 são móveis entre uma posição travada, travando as pernas 71 e 67 uma à outra e uma posição destravada. Os pinos 73 são movidos entre as posições travada e destravada pelo ROV 39 (figura 6).

Reportando-se à figura 10, o tambor 13 tem um par de flanges 75 que são paralelos entre si e unidos um ao outro por um cubo central cilíndrico horizontal 77. Um eixo 79 se estende através do cubo 77 e sobressai de cada extremidade. 0 eixo 79 é montado em mancais de rolamento 81 (figura 8) localizados sobre a seção de armação inferior 63. Uma placa estabilizadora (de alinhamento) 82 é localizada é disposta voltada para dentro e paralela a um dos flanges 75 para formar uma separação para armazenar a segunda extremidade de terminação 57 do duto 19 (figura 4).

Placas defletoras 83 são localizadas entre cada placa estabilizadora 82 e o flange 75 para facilitar o armazenamento. A segunda extremidade 57 (de duto) é articulada para se localizada dentro da separação proporcionada pela placa estabilizadora 82 e defletores 83. A primeira extremidade 53 do duto 19 (figura 2) é presa a um suporte 87 montado em uma das pernas 67 da armação inferior 63, como mostrado na figura 8. Pelo menos um, e de preferência ambos os flanges 75 tem uma coroa dentada 85 montada sobre o aro para girar o tambor 13. Os dentes da coroa 85 são localizados sobre seu diâmetro externo.

Reportando-se à figura 9, a seção de armação superior 65 pode ter impulsores 89 opcionais para fornecer empuxo para auxiliar no posicionamento da unidade de lançamento 11. Os impulsores 89 funcionam como hélices, podem ser montados em cada perna 1, e são acionados pelo ROV 339 (figura 6). Uma pluralidade de olhais 91 é montada no lado superior da seção de armação superior 65. Uma eslinga de suspensão (não mostrada) constituída de pernas de corrente e um moitão de tornei superiormente montado conecta os olhais 91 com o cabo 33 (figura 1). A interface 31 do ROV é montada em um lado da seção de armação superior 65. A interface 31 de ROV tem pontos de afixação para conexões hidráulicas.

Um braço 95 se estende de um lado a outro da largura da seção de armação superior 65. O braço 95 e fixado por um par de pernas 97 a uma travessa 99 que se estende através da largura da seção de armação superior 65.

As pernas 97 são pivotavelmente conectadas com a travessa 99 de forma que o braço 95 pode se deslocar de uma posição engatada inferior, mostrada na figura 9, para uma posição retraída superior na qual o braço 95 está geralmente em um plano paralelo com o lado de cima da seção de armação superior 65. Um cabo de tração com um mecanismo de travamento de bola e buraco de fechadura (não mostrado) é montado no braço 95 e seção de armação superior 65 para reter de maneira amovível o braço 95 na posição retraída superior. Quando o cabo de tração é acionado pelo ROV 39, o braço 95 pivota para baixo pela ação da gravidade para a posição engatada inferior. Amortecedores de choque 101 conectam entre a seção de armação superior 65 e o braço 95 para amortecer o curso descendente do braço 95 quando o braço 95 é liberado da posição superior para se deslocar para baixo.

Pelo menos um conjunto motor 103, e de preferência dois para redundância, é montado no braço 95.

Cada conjunto motor 103 é montado próximo de uma extremidade oposta do braço 95. Reportando-se à figura 11, cada conjunto motor 103 tem um suporte 105 constituído de duas metades conjugadas por cavilhas roscadas, cada metade tendo um acanalamento para definir um receptáculo 107 para alojar e sujeitar o braço 95 (figura 9). Quando aparafusado por cavilhas roscadas, o suporte 105 prende o conjunto de motor 103 rigidamente ao braço 95.Os suportes 105 podem ser afrouxados para permitir que os conjuntos de motor 103 sejam reposicionados sobre o braço 95 para diferentes larguras de tambores 13 (fig. 10).

Cada conjunto motor 103 de preferência inclui um motor hidráulico superior 109 que gira uma engrenagem 111. A engrenagem 111 se entrosa com os dentes da engrenagem coroa 85 (figura 10) sobre o tambor 13. Também, cada conjunto motor 103 de preferência tem um motor hidráulico inferior 113. O motor hidráulico inferior 113 gira uma roda de atrito 115 que se engata com um diâmetro interno da engrenagem coroa 85, aprisionando a engrenagem coroa 85 entre a roda 115 e a engrenagem 111. Os motores hidráulicos 109 e 113 são reversíveis e atuam também como um freio para prevenir a rotação do tambor 13. Um mecanismo de retração 117 possibilita que a roda 115 seja retraída lateralmente e afastada da engrenagem coroa 85 para instalar e remover o conjunto de motor 103 da engrenagem coroa 85.

Um conjunto de enrolamento nivelador 119 opcional é melhor mostrado nas figuras 12 e 13. O conjunto de enrolamento nivelador 119 normalmente é desnecessário para lançamento do duto 19 (figura 1), porém pode ser necessário para enrolar o duto 19 de retorno no caso daquele duto 19 ser recuperado. 0 conjunto de enrolamento nivelador 119 tem um suporte de munhão 121 que é montado no braço 95 (figura 9) e tem mancais deslizantes no seu interior para facilitar o deslizamento ao longo do braço 95. Um motor hidráulico 123 conecta-se com uma caixa de engrenagens 125 para acionar um membro propulsor (não mostrado) que está localizado no interior do suporte de munhão 121. O motor hidráulico 123 seletivamente causa o conjunto de enrolamento nivelador 119 a se deslocar de uma extremidade do braço 95 (figura 10) para a outra fazendo com que o membro propulsor role ao longo do braço 95.

Na presente concretização, o conjunto de enrolamento nivelador 119 inclui um par de guias verticais 127 mutuamente espaçadas e guias horizontais superior e inferior 129, 130 que são verticalmente mutuamente espaçadas para definir uma abertura 132 através da qual o duto 19 (figura 1) se estende. Um mecanismo retrator 131, quando acionado, puxará a guia horizontal inferior 130 para fora para possibilitar que o duto 19 seja introduzido ou removido da abertura 132.

Reportando-se mais uma vez à figura 6, um carrinho ou pacote de controle 133 é mostrado afixado ao ROV 39. O ROV 39 de preferência é convencional, e o pacote de controle 133 contém todos os solenóides e válvulas necessários para controlar os vários motores hidráulicos da unidade 11. O pacote de controle 133 é acoplado com o ROV 39 na superfície e baixados conjuntamente como uma unidade.

Opcionalmente o pacote de controle 133 podería ser montado na seçao de armaçao superior 65. 0 ROV 3 9 tem um braço móvel convencional 135 para desempenhar várias tarefas.

Em operação, a concretização mostrada nas figuras 6-13 opera da mesma maneira que a primeira concretização. A armação 15 é baixada como uma unidade pelo cabo 33 (figura 1) . O carrinho de pacote de controle 133 é afixado ao ROV 39 a bordo do navio 37 (figura 1) ou sobre a plataforma 59 (figura 5) e baixado pelo cabo de alimentação 43 (figura 1) . 0 ROV 3 9 manobra a unidade de lançamento 11, e o carrinho de pacote de controle 133 se acopla com a interface do ROV 31.

Se durante o lançamento do duto 19, , ocorrer uma pane na unidade de lançamento 11 enquanto no processo de assentar ou de recuperar o duto 19, o operador 19 pode efetuar a retração de todos os motores hidráulicos e controles para reparo ou substituição sem ter de enrolar o duto 19 de volta sobre o tambor 13. Também, no caso de um temporal ou de outra emergência ocorrer enquanto a unidade 11 parcialmente completa ou o lançamento ou a recuperação do duto 19, os motores hidráulicos e controles podem ser recuperados sem perturbar o trabalho em progresso.

No caso de uma pane ou emergência, o operador baixa a unidade de lançamento 11 ao fundo do mar e desacopla o ROV 39 da interface 31. O operador então utilizaria o ROV 39 e seu braço 135 para acionar o mecanismo retrator 117 (figura 11) para puxar a roda 115 de cada conjunto motor 103 lateralmente para fora. Se o conjunto de enrolamento nivelador 119 é montado no braço 95 da armação 95, o ROV 39 é utilizado para acionar o mecanismo de retração 131 para puxar a guia horizontal inferior 130 lateralmente para o exterior. O braço de ROV 135 a seguir levanta o braço de armação 95 (figura 9) para a posição superior, e o fecho (não mostrado) se engata instantaneamente para manter o braço 95 na posição superior. Quando o braço 95 se desloca para a posição superior, o conjunto de enrolamento nivelador 119 se desengata do duto 19 (figura 1) e os conjuntos motores 103 (figura 11) se desengatam das engrenagens de coroa 85. O braço 135 do ROV é também estendido para soltar os primos 73 (figura 7) de cada perna 67 da seção de armação inferior 63. O operador a seguir aplica tração para cima sobre o cabo 33 (figura 1), que leva a seção de armação superior 65 a desengatar-se da seção de armação inferior 63. A seção de armação inferior 63 repousará sobre o fundo do mar juntamente com o tambor 13 e o duto 19 enquanto o ROV 39, pacote de controle 133, e seção de armação superior 65 serão recuperadas para a superfície. Os conjuntos de motor 103 e conjunto de enrolamento nivelador 119, caso existam, serão recuperados juntamente com a seção de armação superior 65.

Após a substituição ou reparo a bordo do navio na superfície, o operador baixa a seção de armação 65 de volta acoplando-a com a seção de armação inferior 63 (figura 7). Os segmentos de pernas desiguais 71 facilitam o encaixe no interior dos funis 69 das pernas 67 da armação inferior. O ROV 39 a seguir inverte o processo descrito acima para fixar a seção de armação superior 65 à seção de armação inferior 63 e engata os conjuntos de motor 103 com as engrenagens tipo coroa 85. A invenção tem significativas vantagens. Uma vez que o duto é desenrolado de um tambor submarino em vez de um tambor sobre o navio na superfície, o duto pode ser fabricado sem uma camada de proteção contra tração, que de outro modo seria necessária para águas profundas. Navios de menor porte na superfície podem ser usados para lançar dutos de maior comprimento do que na técnica anterior. O duto pode ser estendido ao longo de um corredor predefinido e exato, o que com freqüência não pode ser realizado quando o duto é desenrolado de um navio na superfície. O processo permite simultânea instalação e uma avaliação previamente programada da instalação. O peso reduzido do tambor e do duto habilita um ROV de classe de trabalho a empurrar o conjunto sob o navio de superfície. O desenrolar do tambor é realizado com a unidade de lançamento situada acima do fundo do mar, reduzindo a possibilidade de solo frouxo ou solto no fundo do mar vir a ser agitado. Seções transversais de dutos maiores do que no estado da técnica são realizáveis uma vez que o deslocamento não é induzido no duto. O presente processo elimina a dependência do uso de navios de superfície de maior porte e especializados para o lançamento de longos dutos e cabos de alimentação.

Embora a invenção tenha sido ilustrada em somente três de suas formas, deve ser evidente aqueles versados na técnica que não está assim limitada porém que é suscetível de diversas variações sem se afastar do âmbito da invenção.

Claims (21)

1. Processo de lançamento de um duto submarino, compreendendo: (a) enrolar uma extensão de duto (19) por sobre um tambor girante (13) de uma unidade de lançamento (11); (b) prender um cabo (33) a unidade e baixar a unidade ao mar a partir de um navio (37) na superfície; caracterizado pelo fato de compreender: (c) fazer com que o tambor gire e estenda o duto, e remover o duto (19) por completo do tambor e recuperar a unidade com o cabo enquanto o duto permanece no fundo do mar (49).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) adicionalmente compreende: conectar uma primeira extremidade (53) do duto (19) com um primeiro componente (47) submarino e, após remover o duto por completo do tambor (13), conectar uma segunda extremidade (57) do duto com um segundo componente (51) submarino.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: baixar um ROV (39) em um umbilical (10) ao mar a partir do navio (37) na superfície e acoplar o ROV com uma primeira extremidade (53) do duto (19) e, com a assistência do ROV, conectar a primeira extremidade do duto com um primeiro componente (47) submarino localizado no fundo do ar; a seguir, mover a unidade (11) no sentido de um segundo componente (51) submarino no fundo do mar (49), enquanto se estende o duto proveniente do tambor (13); a seguir acoplar o ROV (39) com uma segunda extremidade (57) do duto e, com a assistência do ROV, conectar a

4. missing in original document.

5. missing in original document.

6. missing in original document.

7. missing in original document.

8. missing in original document.

9. missing in original document.

10. missing in original document.

11. missing in original document.

12. missing in original document.

13. missing in original document.

14. missing in original document.

15. missing in original document.

16. first part missing in original document. fornecimento de empuxo para guiar a unidade de lançamento (11), e de potência para operar o motor; e pelo menos um fecho (73) para fixar as pernas (67) da armação inferior (63) às pernas (71) da armação superior (65), o fecho sendo adaptado para ser liberado pelo ROV (39) para permitir que a armação superior (65), o motor e a interface de controle a serem recuperados pelo cabo (33), enquanto que a armação inferior (63), o tambor (13) e o duto (19) permanecem sobre o fundo do mar (49).

17. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a armação compreende: uma seção superior (65) montada de forma liberável em uma seção inferior (63), o motor e a interface de controle estando montados na seção superior, e o tambor estando montado na seção inferior; e um fecho (73) adaptado para ser engatado pelo ROV (39) para liberar a seção superior da seção inferior para permitir que a seção superior, o motor e a interface de controle sejam recuperados, enquanto a seção inferior e o tambor (13) permanecem sobre o fundo do mar (49).

18. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o tambor (13) compreende um par de flanges (75) conectados por um cubo (77), e sendo que a unidade (11) compreende adicionalmente: uma pluralidade de dentes se estendendo em torno de pelo menos um dos flanges (75); e uma engrenagem conectada com o motor que se engata de maneira liberável com os dentes para girar o tambor (13).

19. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um braço (95) pivotavelmente montado na armação superior (65), o motor estando montado no braço; e sendo que o braço é móvel para uma posição superior em relação à armação superior (65) para desengatar a engrenagem do motor dos dentes do tambor (13).

20. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente: um braço conduzido pela armação superior (65) e se estendendo através do tambor (13); e um conjunto de enrolamento nivelador (119) montado no braço (95) para movimento ao longo do braço para alinhar as espirais do duto (19) sobre o tambor no caso do duto ser reenrolado de volta por sobre o tambor.

21. Unidade, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o motor ( 103 , 123 ) está montado no braço, o motor tendo um membro de acionamento que se engata com um flange (75) do tambor (13) para girar o tambor; e o braço sendo pivotável em relação à armação para desengatar o membro de acionamento do motor do flange do tambor.