BR102012010478B1

BR102012010478B1 - método para conectar uma primeira peça de acoplamento e uma segunda peça de acoplamento de uma disposição de acoplamento submarino

Info

Publication number: BR102012010478B1
Application number: BR102012010478-4A
Authority: BR
Inventors: Svend Erik Rocke
Original assignee: Vetco Gray Scandinavia. As
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2021-02-09
Also published as: NO333239B1; US20120279718A1; EP2520757B1; BR102012010478A2; EP2520757A2; NO20110660A1; AU2012202604B2; AU2012202604A1; EP2520757A3; US9010434B2; BR102012010478B8; BR102012010478A8

Abstract

MÉTODO PARA CONECTAR UMA PRIMEIRA PEÇA DE ACOPLAMENTO E UMA SEGUNDA PEÇA DE ACOPLAMENTO DE UMA DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO Trata-se de um método para conectar uma primeira peça de acoplamento (1a) e uma segunda peça de acoplamento (1b) de uma disposição de acoplamento submarino (1) entre si, sendo que a primeira peça de acoplamento é dotada de, pelo menos, uma superfície vedante (12a) que é adaptada para fazer limite com uma superfície vedante correspondente (12b) da segunda peça de acoplamento para formar uma vedação à prova d'água e pressão entre as peças de acoplamento. As ditas superfícies vedantes são colocadas em contato entre si mediante o deslocamento das peças de acoplamento uma em direção à outra. A água do mar filtrada é alimentada através de um canal (25) em uma dentre as ditas peças de acoplamento e em um espaço (14) entre as peças de acoplamento durante o dito deslocamento das peças de acopla-mento uma em direção à outra, sendo que a dita água do mar filtrada é descarregada a partir do dito espaço e para as cercanias enquanto flui sobre as ditas superfícies vedantes para, desse modo, impedir que partículas e sujeira sejam aprisionadas entre as superfícies vedantes.(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método para conectar uma primeira peça de acoplamento e uma segunda peça de acoplamento de uma disposição de acoplamento submarina entre si, sendo que a primeira peça de acoplamento é dotada de pelo menos uma superfície vedante que é adaptada para fazer limite com uma superfície vedante correspondente da segunda peça de acoplamento para formar uma vedação à prova d’água e pressão entre as peças de acoplamento quando as peças de acoplamento tiverem sido conectadas uma à outra, em que a dita superfície vedante da primeira peça de acoplamento e a superfície vedante correspondente da segunda peça de acoplamento são colocadas em contato entre si mediante o deslocamento das peças de acoplamento uma em direção à outra.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma disposição de acoplamento submarina pode, por exemplo, ser projetada como um conector elétrico ou um conector hidráulico. Uma disposição de acoplamento submarina tipicamente compreende duas peças de acoplamento que devem ser deslocadas em contato entre si a fim de estabelecer uma conexão elétrica ou hidráulica. A fim de impedir o ingresso de água do mar para a disposição de acoplamento, as peças de acoplamento são normalmente dotadas de superfícies vedantes que são adaptadas para fazer limite entre si para formar uma vedação à prova d’água e pressão entre as peças de acoplamento quando as peças de acoplamento tiverem sido conectadas uma à outra. Quando as peças de acoplamento são deslocadas em contato entre si, existe um risco de que partículas e sujeira na água do mar circundante, tal como, por exemplo, areia ou silte, sejam aprisionadas entre as superfícies vedantes das peças de acoplamento. Se partículas e/ou sujeira são aprisionadas entre as superfícies vedantes, a eficiência vedante pode ser prejudicada e as superfícies vedantes podem ser danificadas. Este problema é particularmente sério quando as superfícies vedantes são de material metálico.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[003] O objetivo da presente invenção é fornecer um método que torna possível superar o problema mencionado acima.

[004] De acordo com a invenção, este objetivo é atingido por um método que tem as funções definidas na reivindicação 1.

[005] O método da presente invenção compreende a etapa de alimentar água do mar filtrada em um espaço entre uma primeira peça de acoplamento e uma segunda peça de acoplamento de uma disposição de acoplamento submarina durante o deslocamento das peças de acoplamento para se engatarem uma à outra, sendo que a água do mar filtrada é alimentada no dito espaço através de um canal fornecido em uma das peças de acoplamento. A água do mar filtrada é descarregada do dito espaço para os arredores enquanto flui sobre as superfícies vedantes das peças de acoplamento para, desse modo, impedir que partículas e sujeira sejam aprisionadas entre uma superfície vedante da primeira peça de acoplamento e uma superfície vedante correspondente da segunda peça de acoplamento. Ao continuamente alimentar o espaço entre as peças de acoplamento com água do mar filtrada da maneira mencionada acima durante o deslocamento das peças de acoplamento uma em direção à outra, previne-se que a água do mar não filtrada circundante penetre na área entre as superfícies vedantes das peças de acoplamento e não é necessária nenhuma limpeza adicional das superfícies vedantes antes de as superfícies vedantes serem postas em contato entre si. Por isso, as peças de acoplamento podem ser conectadas uma à outra de uma maneira rápida e confiável até em um ambiente em que partículas e sujeira, como, por exemplo, areia e silte, estejam misturadas com a água do mar circundante.

[006] Vantagens adicionais, assim como funções vantajosas, do método de acordo com a presente invenção aparecerão a partir das reivindicações dependentes e das descrições a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] Com referência aos desenhos anexos, uma descrição específica de realizações preferenciais da invenção citadas como exemplos seguem abaixo.

[008] Nos desenhos: - as Figuras 1 e 2 são ilustrações esquemáticas de uma disposição de acoplamento, como visto em uma seção longitudinal durante o estágio de deslocamento das peças de acoplamento da disposição de acoplamento para o engate entre si; - a Figura 3 é uma vista esquemática parcial que ilustra a disposição de acoplamento das Figuras 1 e 2, com as duas peças de acoplamento fixadas uma à outra; e - a Figura 4 é uma vista esquemática parcial que ilustra a disposição de acoplamento das Figuras de 1 a 3 após o estabelecimento de conexão elétrica entre os membros de contato das duas peças de acoplamento.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[009] A seguir, o método de acordo com a presente invenção será descrito como usado com uma disposição de acoplamento submarina na forma de um conector elétrico do tipo apresentado no documento U.S. 7 080 996 B2. Contudo, o método pode, é claro, ser também usado com outros tipos de disposições de acoplamento submarinas, como, por exemplo, com uma disposição de acoplamento submarina na forma de um conector hidráulico ou de um conector elétrico do tipo estabilizador (stab).

[010] As Figuras de 1 a 4 ilustram uma disposição de acoplamento 1 projetada para o uso em uma distribuição de potência elétrica submarina. A disposição de acoplamento 1 compreende uma primeira peça de acoplamento 1a e uma segunda peça de acoplamento 1b, que são seguramente removíveis entre si. Um primeiro conduto de potência 7a é conectável à primeira peça de acoplamento 1a através de um anexo 4a fornecido pela primeira peça de acoplamento e um segundo conduto de potência 7b é conectável à segunda peça de acoplamento 1b através de um anexo 4b fornecido pela segunda peça de acoplamento. Os dois condutos de potência 7a e 7b são eletricamente conectáveis entre si por meio da disposição de acoplamento 1. Os respectivos condutos de potência 7a e 7b constituem neste um cabo de força.

[011] Cada peça de acoplamento 1a, 1b é dotada de um alojamento de contato 2a, 2b que acomoda um respectivo membro de contato 3a e 3b. As peças de acoplamento 1a, 1b são projetadas de modo que um intervalo 20 (consulte a Figura 3) é fornecido entre o membro de contato 3a da primeira peça de acoplamento 1a e o membro de contato 3b da segunda peça de acoplamento 1b quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra. Um elemento de contato 10 é disposto de modo deslocável no alojamento de contato 2b da segunda peça de acoplamento 1b. Quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra, o elemento de contato 10 é deslocável em direção ao membro de contato 3a da primeira peça de acoplamento 1a a partir de uma primeira posição, na qual nenhuma conexão elétrica entre o membro de contato 3a da primeira peça de acoplamento 1a e o membro de contato 3b da segunda peça de acoplamento 1b é estabelecida pelo elemento de contato 10, e em uma segunda posição, na qual o elemento de contato 10 está estabelecendo conexão elétrica entre os ditos membros de contato 3a e 3b. O deslocamento do elemento de contato 10 é preferencialmente hidraulicamente atuado.

[012] Os membros de contato 3a e 3b são dispostos no respectivo alojamento de contato 2a, 2b parcialmente circundados por câmara 5a, 5b preenchidas com fluidos dielétricos. Compensadores (não mostrados) são adequadamente dispostos nas ditas câmaras 5a e 5b para contrabalancear a pressão hidrostática e para se encarregar da compensação volumétrica em conexão à expansão/contração do fluido dielétrico. Os compensadores preferencialmente compreendem foles metálicos, mas podem também ser feitos de materiais elastoméricos.

[013] A seguir, o alojamento de contato 2a da primeira peça de acoplamento 1a será denominado o primeiro alojamento de contato e o alojamento de contato 2b da segunda peça de acoplamento 1b será denominado o segundo alojamento de contato. Da mesma maneira, o membro de contato 3a da primeira peça de acoplamento 1a será denominado o primeiro membro de contato e o membro de contato 3b da segunda peça de acoplamento 1b será denominado o segundo membro de contato.

[014] No exemplo ilustrado, os respectivos membros de contato3a e 3b compreendem três pinos 13a, 13b. O elemento de contato 10compreende neste três luvas de contato 11, sendo que cada uma dessas é posicionável ao redor e em contato elétrico com dois pinos de contato opostos 13a e 13b dos dois membros de contato 3a e 3b. As luvas de contato 11 são preferencialmente integradas em uma única unidade, como ilustrado nas Figuras de 1 a 4. O elemento de contato 10 é sustentado por um pistão 24 montado de modo deslocável em uma câmara 22 disposta no segundo alojamento de contato 2b. A dita câmara 22 é preferencialmente preenchida com fluido dielétrico. O pistão 24 é adaptado para ser hidraulicamente atuado de modo a atingir o deslocamento do elemento de contato 10 entre as supracitadas primeira e segunda posições. A Figura 3 mostra o elemento de contato 10 quando posicionado na supracitada primeira posição, isto é, quando nenhuma conexão elétrica se estabelece entre o primeiro membro de contato 3a e o segundo membro de contato 3b. A Figura 4 mostra o elemento de contato 10 quando posicionado na supracitada segunda posição, isto é, quando uma conexão elétrica se estabelece entre o primeiro membro de contato 3a e o segundo membro de contato 3b.

[015] O primeiro alojamento de contato 2a é preferencialmente posicionado com o seu eixo central verticalmente disposto, como ilustrado na Figura 1. A primeira peça de acoplamento 1a, que neste constitui uma peça de acoplamento inferior, é, por exemplo, anexada a uma estrutura de fundação, não mostrada, que é fixada a uma estrutura localizada no assoalho marinho. A segunda peça de acoplamento 1b, que neste constitui uma peça de acoplamento superior, é tipicamente parte de um módulo elétrico de direção. A segunda peça de acoplamento 1b é, nesse caso, adaptada para ser montada à primeira peça de acoplamento 1a ao ser verticalmente abaixada para um engate com a primeira peça de acoplamento 1a e desmontada da primeira peça de acoplamento 1a ao ser verticalmente suspensa e assim causando o desengate. As operações de abaixamento e suspensão, por exemplo, são conduzidas por meio de um dispositivo de guincho disposto em um navio ou em uma plataforma e conectado a um módulo de direção elétrico, que inclui a segunda peça de acoplamento 1b, mediante o uso de uma corda ou cabo.

[016] Na realização mostrada nas Figuras de 1 a 4, o primeiro alojamento de contato 2a tem uma cavidade 6 para o recebimento uma peça de extremidade 8 de um segundo alojamento de contato 2b. Consequentemente, o primeiro alojamento de contato 2a é projetado como um membro de feição feminina e o segundo alojamento de contato 2b como um membro de feição masculina. Também é possível, é claro, projetar o primeiro alojamento de contato 2a como um membro de feição masculina e o segundo alojamento de contato 2b como um membro de feição feminina, caso desejado.

[017] No exemplo ilustrado, a disposição de acoplamento 1 compreende um dispositivo 40 que é adaptado para fixar os alojamentos de contato 2a, 2b entre si quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido apropriadamente conectadas uma à outra. O dispositivo de trava é preferencialmente hidraulicamente atuado. No exemplo ilustrado, o dispositivo de trava 40 compreende vários membros de trava pivotantes 41 dispostos ao redor do segundo alojamento de contato 2b. Esses membros de trava 41 são adaptados para cooperar com as superfícies de trava 43 correspondentes dispostas em um sulco 42 na cavidade 6 da primeira peça de acoplamento 1a. Um membro fixador 44 é adaptado para fixar os membros de trava 41 na posição indicada nas Figuras 3 e 4. O membro fixador 44 é disposto de maneira deslocável na segunda peça de acoplamento 1b e o deslocamento do mesmo é hidraulicamente atuado. Os membros de trava 41 são montados de modo pivotante à segunda peça de acoplamento 1b. Quando o membro fixador 44 é deslocado para baixo ao longo da segunda peça de acoplamento 1b e direção oposta ao membro de trava 41, os membros de trava 41 estão livres para pivotar de modo a permitir à segunda peça de acoplamento 1b e desse modo o segundo alojamento de contato 2b a se mover para baixo em direção à cavidade 6 da primeira peça de acoplamento 1a.

[018] A primeira peça de acoplamento 1a é dotada de pelo menos uma superfície vedante 12a que é adaptada para fazer limite com uma superfície vedante 12b correspondente da segunda peça de acoplamento 1b para formar uma vedação à prova d’água entre as peças de acoplamento 1a, 1b quando as peças de acoplamento tiverem sido conectadas uma à outra. A dita superfície vedante 12a da primeira peça de acoplamento 1a e a superfície vedante correspondente 12b da segunda peça de acoplamento 1b são postas em contato entre si mediante o deslocamento das peças de acoplamento 1a, 1b uma em direção à outra. As superfícies vedantes 12a, 12b sãopreferencialmente de material metálico. Uma ou mais das superfícies vedantes das peças de acoplamento 1a, 1b podem alternativamente formar parte de um membro de vedação elastômero. No exemplo ilustrado, a superfície vedante 12b da segunda peça de acoplamento 1b é fornecida em uma projeção anular 16 disposta na extremidade inferior do segundo alojamento de contato 2b e a superfície vedante 12a da primeira peça de acoplamento 1a é fornecida em uma reentrância 15 correspondente disposta no primeiro alojamento de contato 2a. A vedação 12 formada pelas superfícies vedantes 12a, 12b selam o espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b da água do mar circundante quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra.

[019] As Figuras 1 e 2 mostram uma disposição de acoplamento 1 em um estágio durante o processo de conectar a segunda peça de acoplamento 1b à primeira peça de acoplamento 1a. A segunda peça de acoplamento 1b é conectada à primeira peça de acoplamento 1a ao ser deslocada em direção à primeira peça de acoplamento 1a. Durante esse deslocamento da segunda peça de acoplamento 1b em direção à primeira peça de acoplamento 1a, água do mar filtrada é continuamente alimentada através de um canal 25 na segunda peça de acoplamento 1b e no espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b, sendo que a dita água do mar filtrada é descarregada do dito espaço 14 nos arredores enquanto flui sobre as superfícies vedantes 12a, 12b para, desse modo, impedir que partículas e sujeira sejam aprisionadas entre essas superfícies vedantes. O fluxo da água do mar filtrada é ilustrado pelas setas na Figura 2. Logo, água do mar filtrada é introduzida no espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b através do canal de alimentação 25 e esguichada para fora em alta velocidade sobre as superfícies vedantes 12a, 12b ao mesmo tempo em que as duas peças de acoplamento 1a, 1b são lentamente unidas e até que as superfícies vedantes 12a, 12b sejam engatadas uma à outra e que a vedação à prova d’água 12 seja estabelecida.

[020] No exemplo ilustrado, o dito canal 25 é alimentada com a água do mar filtrada por meio de uma bomba 61 disposta em um ROV 60 (ROV = Veículo Operado Remotamente). O ROV 60 é muito ilustrado esquematicamente com linhas tracejadas nas Figuras 1 e 2. A bomba 61 é conectável ao canal 25 através de uma conexão hidráulica 26 fornecida na segunda peça de acoplamento 1b. A dita água do mar é filtrada por meio de um filtro 62 disposto no ROV 60. Quando as superfícies vedantes 12a, 12b tiverem sido postas em contato entre si (como ilustrado na Figura 3), permite-se que o fluido deixe o espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b através de um canal de retorno 27 fornecido na segunda peça de acoplamento 1b. No exemplo ilustrado nas Figuras 1 e 2, o canal de retorno 27 é conectado aos arredores através de um canal 65 disposto no ROV 60. Uma válvula 63 é disposta no dito canal 65 no ROV 60. A pressão no canal de retorno 27, que corresponde à pressão no espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b pode ser medida por meio de um medidor de pressão 64 disposto no ROV 60. Quando as superfícies vedantes 12a, 12b tiverem sido engatadas entre si para formar uma vedação à prova d’água 12 entre as peças de acoplamento 1a, 1b, a válvula 63 é fechada e o espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b é pressurizado para uma dada pressão. A eficiência vedante da vedação 12 é checada ao monitorar a pressão estabelecida no espaço 14 por meio de um medidor de pressão 64. A eficiência vedante da vedação 12 é verificada, por exemplo, ao manter o espaço 14 fechado após o estabelecimento da dita dada pressão e ao monitorar essa pressão por um dado período de tempo. Caso o desvio de pressão não exceda um dado valor durante esse período de tempo, a vedação 12 é considerada aceitável.

[021] A Figura 3 mostra a disposição de acoplamento 1 quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra de modo à prova de fluido. Na posição mostrada na Figura 3, o elemento de contato 10 está na anteriormente mencionada primeira posição, na qual nenhuma conexão elétrica entre o membro de contato 3a da primeira peça de acoplamento 1a e o membro de contato 3b da segunda peça de acoplamento 1b é estabelecida pelo elemento de contato. A Figura 4 mostra o elemento de contato 10 posicionado na anteriormente mencionada segunda posição, na qual o elemento de contato está estabelecendo conexão elétrica entre os ditos membros de contato 3a e 3b.

[022] Como é aparente na Figura 3, há um intervalo 20 entre o primeiro membro de contato 3a e o segundo membro de contato 3b quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra. Esse intervalo 20 e o outro espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b são inicialmente preenchidos com água do mar filtrada. Quando as peças de acoplamento 1a, 1b tiverem sido fixadas uma à outra de modo à prova de fluxo, a água do mar filtrada é retirada do espaço 14 entre as peças de acoplamento 1a, 1b, quando então o espaço 14 é preenchido com fluido dielétrico.

[023] O processo de conectar as peças de acoplamento 1a, 1b da disposição de acoplamento 1 uma à outra ilustrada é descrito com mais detalhes em U.S. 7 080 996 B2, o conteúdo do qual é incorporado neste documento a título de referência.

[024] A disposição de acoplamento 1 ilustrada poderia ser usada para acoplar dois condutos de potência na forma de cabos de força. Contudo, essa disposição de acoplamento poderia também ser usada para acoplar um primeiro conduto de potência na forma de um cabo de força e um segundo conduto de potência que constitui outro tipo de conduto de potência que não um cabo de força ou o acoplamento de dois condutos de potência que constituem outros tipos de eletricidade que não cabos de força. Um dentre os ditos condutos de potência poderia, por exemplo, ser um terminal de entrada ou um terminal de saída de um aparelho elétrico.

[025] A invenção não é, é claro, de nenhum modo restrita às realizações descritas acima. Ao contrário, muitas possibilidades de modificações da mesma serão aparentes a uma pessoa de habilidade comum na técnica sem se distanciar da ideia básica da invenção como definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. MÉTODO PARA CONECTAR UMA PRIMEIRA PEÇA DEACOPLAMENTO (1A) E UMA SEGUNDA PEÇA DE ACOPLAMENTO (1B) DE UMA DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), entre si, sendo que a primeira peça de acoplamento (1a) é dotada de um alojamento de contato (2a) acomodando um primeiro membro de contato (3a) e uma segunda peça de acoplamento (1b) sendo dotada de um segundo membro de contato (3b), em que a primeira peça de acoplamento (1a) é dotada de uma superfície vedante (12a) que é fornecida no primeiro alojamento de contato (2a) e que é adaptada para fazer limite com uma superfície vedante correspondente (12b) da segunda peça de acoplamento (1b) fornecida no segundo alojamento de contato (2b) para formar uma vedação à prova d’água e pressão (12) entre as peças de acoplamento (1a, 1b) quando as peças de acoplamento tiverem sidoconectadas entre si, em que a superfície vedante (12a) da primeira peça de acoplamento (1a) e a superfície vedante correspondente (12b) da segunda peça de acoplamento (1b) são colocadas em contato entre si mediante o deslocamento das peças de acoplamento (1a, 1b) uma em direção à outra, caracterizado por: a água do mar filtrada ser alimentada através de um canal (25) em uma dentre as peças de acoplamento (1a, 1b) e em um espaço (14) entre as peças de acoplamento (1a, 1b) durante o deslocamento das peças deacoplamento uma em direção à outra; a água do mar filtrada ser alimentada através do canal (25) por meio de uma bomba (61) disposta em um Veículo Submarino de Operação Remota (60); e a água do mar filtrada ser descarregada a partir do espaço (14) e para as cercanias através de um espaço entre o primeiro alojamento de contato (2a) e o segundo alojamento de contato (2b) enquanto flui sobre as superfícies vedantes (12a, 12b) para, desse modo, impedir que partículas e sujeira sejam aprisionadas entre as superfícies vedantes (12a, 12b).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopela água do mar ser filtrada por meio de um filtro (62) disposto no Veículo Submarino de Operação Remota (60).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 2, caracterizado pelo espaço (14) entre a primeira peça de acoplamento (1a) e a segunda peça de acoplamento (1b) ser conectado às cercanias através de um canal de retorno (27) fornecido em uma dentre as peças de acoplamento (1a, 1b) e uma válvula (63), sendo que a pressão no dito espaço (14) é monitorada após a conexão das peças de acoplamento (1a, 1b) entre si enquanto mantém a válvula (63) fechada para, desse modo, verificar a eficiência vedante da vedação à prova d’água e pressão (12) formada pelas superfícies vedantes (12a, 12b).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 3, caracterizado pelo espaço (14) entre a primeira peça de acoplamento (1a) e a segunda peça de acoplamento (1b) ser isento de água do mar por lavagem e preenchido com fluido dielétrico após a conexão das peças de acoplamento entre si.