BR102014031834A2 - sistema de conexão para conexão submarina - Google Patents

Abstract

"sistema de conexão para conexão submarina" trata-se de um sistema de conexão para conexão submarina de um umbilical submarino (1) a um equipamento submarino, em que o sistema compreende: uma caixa de terminação (20) fixada ao umbilical; uma primeira peça de acoplamento (30) montada na caixa de terminação (20), uma segunda peça de acoplamento (70); uma unidade de conexão (40) à qual a caixa de terminação (20) é montada de modo deslizante; e uma unidade de assentamento (60) que tem uma posição fixa em relação à segunda peça de acoplamento. membros-guia (45, 65) são fornecidos na unidade de conexão e na unidade de assentamento para guiar a unidade de conexão para uma posição correta em relação à unidade de assentamento quando a unidade de conexão é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. a caixa de terminação é deslocável axialmente para frente em relação à unidade de conexão por meio de uma unidade de atuação de modo a colocar a primeira peça de acoplamento em contato com a segunda peça de acoplamento.

Description

“SISTEMA DE CONEXÃO PARA CONEXÃO SUBMARINA” Campo da Invenção e Técnica Anterior [001] A presente invenção refere-se a um sistema de conexão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 para conexão submarina de um primeiro umbilical submarino a um equipamento submarino sob a forma de um segundo umbilical submarino ou um conjunto de terminações de umbilical.

[002] O desenvolvimento da exploração de petróleo e gás em alto mar nos últimos anos tem sido direcionado a instalações submarinas para processamento e transporte de petróleo e gás. Essas instalações em alto mar substituem as plataformas tradicionais, em que petróleo e gás eram transportados até a plataforma para processamento adicional e transporte. Esse desenvolvimento de sistemas submarinos de produção, processamento e transporte ter resultado em uma necessidade crescente por sistemas de conexão para conectar um umbilical submarino a outro umbilical submarino ou um conjunto de terminações de umbilical em ou próximo ao leito marítimo. Um umbilical pode ser usado para conduzir fluidos e/ou transmitir sinais de comunicação entre uma estrutura de superfície e o equipamento de poço submarino.

[003] Um sistema de conexão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 é previamente conhecido a partir do documento US 8.141.909 B2.

Sumário da Invenção [004] O objetivo da presente invenção é atingir um desenvolvimento adicional de um sistema de conexão do tipo mencionado acima de modo a fornecer um sistema de conexão que é aprimorado em pelo menos alguns aspectos.

[005] De acordo com a invenção, esse objetivo é atingido por um sistema de conexão que tem os recursos definidos na reivindicação 1.

[006] O sistema de conexão da presente invenção deve ser usado para conexão submarina de um primeiro umbilical submarino a um equipamento submarino sob a forma de um segundo umbilical submarino ou um conjunto de terminações de umbilical, em que o sistema de comunicação compreende: - uma caixa de terminação fixada a uma seção de extremidade do primeiro umbilical submarino, em que a caixa de terminação tem uma extremidade frontal e uma extremidade traseira oposta, em que o primeiro umbilical submarino estende-se através de uma abertura na extremidade traseira da caixa de terminação; - uma primeira peça de acoplamento de umbilical montada na caixa de terminação na extremidade frontal da mesma, em que essa peça de acoplamento compreende diversos primeiros membros de acoplamento, em que cada um dos quais é conectado a um respectivo conduto de fluido do primeiro umbilical submarino; - uma segunda peça de acoplamento de umbilical que é conectável à primeira peça de acoplamento de umbilical e compreende diversos segundos membros de acoplamento, em que cada um dos quais é conectado a um respectivo conduto de fluido do dito equipamento submarino e é configurado para engate com um dos ditos primeiros membros de acoplamento quando a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical são conectadas entre si; - uma unidade de conexão, em que a caixa de terminação é montada de modo deslizante à unidade de conexão de modo a ser deslocável axialmente em relação à unidade de conexão; e - uma unidade de assentamento, que tem uma posição fixa em relação à segunda peça de acoplamento de umbilical.

[007] A unidade de conexão é conectável à unidade de assentamento sendo rebaixado para baixo em contato com a unidade de assentamento e é dotada de membros-guia configurados para cooperar com os membros-guia correspondentes na unidade de assentamento de modo a guiar a unidade de conexão para uma posição correta em relação à unidade de assentamento quando a unidade de conexão é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. O sistema de conexão também compreende uma unidade de atuação para deslocar a caixa de terminação e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino axialmente para frente em relação à unidade de conexão de modo a colocar a primeira peça de acoplamento de umbilical em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical.

[008] Com o sistema de conexão da presente invenção, a primeira peça de acoplamento de umbilical é disposta em uma posição predeterminada em relação à segunda peça de acoplamento de umbilical quando a unidade de conexão tiver sido conectada adequadamente à unidade de assentamento, mediante o qual a primeira peça de acoplamento de umbilical pode ser movida para contato conjugado com a segunda peça de acoplamento de umbilical de uma maneira simples e confiável sendo deslocada axialmente para frente em relação à unidade de conexão. A unidade de conexão e a unidade de assentamento garantirão juntas que a primeira peça de acoplamento de umbilical esteja adequadamente alinhada com a segunda peça de acoplamento de umbilical durante o deslocamento da primeira peça de acoplamento de umbilical em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical. Assim, a operação submarina de conexão das peças de acoplamento de umbilical entre si é simplificada.

[009] De acordo com uma realização da invenção, a unidade de conexão compreende uma armação-base dotada de um canal de deslizamento em formato de U, em que a caixa de terminação é recebida de modo deslizante nesse canal de deslizamento. O canal de deslizamento em formato de U define a direção de movimento da caixa de terminação durante o deslocamento da caixa de terminação em relação à unidade de conexão.

[010] De acordo com outra realização da invenção, a armação-base é dotada de pelo menos dois pinos de conexão que se estendem para o dito canal de deslizamento em lados opostos do canal de deslizamento, em que cada pino de conexão é recebido em um sulco de conexão longitudinal fornecido na caixa de terminação para, assim, prender a caixa de terminação ao canal de deslizamento enquanto permite que a caixa de terminação deslize na direção longitudinal do canal de deslizamento. Assim, a caixa de terminação é presa ao canal de deslizamento de uma maneira simples e confiável.

[011] De acordo com outra realização da invenção, a unidade de conexão compreende uma forquilha de instalação, que é montada de modo pivotante na armação-base e em que a armação-base é destinada a ser suspensa quando a unidade de conexão é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. Assim, a caixa de terminação e a armação-base da unidade de conexão podem ser inclinadas verticalmente de uma maneira adequada durante o rebaixamento da unidade de conexão em contato com a unidade de assentamento para, assim, facilitar um assentamento apropriado da unidade de conexão na unidade de assentamento.

[012] De acordo com outra realização da invenção, a forquilha de instalação compreende um primeiro braço, que é conectado de modo pivotante à armação-base através de uma primeira junta, e um segundo braço, que é acoplado de modo pivotante à armação-base através de uma segunda junta, em que a forquilha de instalação e a armação-base são pivotantes em relação uma a outra em trono de um eixo geométrico de pivô formado pelas ditas primeira e segunda juntas.

[013] De acordo com outra realização da invenção, os ditos membros-guia na unidade de conexão compreendem dois pinos-guia, que se estendem a partir da armação-base em direções opostas e que são concêntricas com o dito eixo geométrico de pivô, em que cada um desses pinos-guia é configurado para entrar em engate com um membro-guia correspondente sob a forma de um sulco-guia fornecido na unidade de assentamento quando a unidade de conexão é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. Devido ao fato de que os pinos-guia são concêntricos com o dito eixo geométrico de pivô, a armação-base pode ser pivotada em torno do eixo geométrico de pivô sem afetar a posição dos pinos-guia em relação à unidade de assentamento, o que, por sua vez, facilitará um assentamento apropriado da unidade de conexão na unidade de assentamento.

[014] De acordo com outra realização da invenção, a forquilha de instalação é dotada de pelo menos um membro de travamento que é configurado para entrar em engate com um membro de travamento correspondente na unidade de assentamento quando os membros-guia na unidade de conexão estão em engate com os membros-guia correspondentes na unidade de assentamento e a forquilha de instalação é pivotada em relação à armação-base a partir de uma posição elevada até uma posição rebaixada, em que esses membros de travamento, quando estão em engate entre si, impedem que a unidade de conexão seja desconectada da unidade de assentamento. Assim, a unidade de conexão é presa automaticamente à unidade de assentamento quando a forquilha de instalação é pivotada da posição elevada para a posição rebaixada.

[015] De acordo com outra realização da invenção, a primeira peça de acoplamento de umbilical e a segunda peça de acoplamento de umbilical são dotadas de membros de alinhamento correspondentes, que são configurados para entrar em contato entre si a fim de alinhar os membros de acoplamento da primeira peça de acoplamento de umbilical com os membros de acoplamento da segunda peça de acoplamento de umbilical quando a caixa de terminação e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino são deslocadas axialmente para frente em relação à unidade de conexão. Os membros de alinhamento garantirão que os membros de acoplamento da primeira peça de acoplamento de umbilical estarão alinhados adequadamente com os membros de acoplamento da segunda peça de acoplamento de umbilical quando os membros de acoplamento são colocados em engate entre si.

[016] De acordo com outra realização da invenção, a unidade de conexão é dotada de pelo menos um membro de travamento que é móvel entre uma posição de travamento, em que o membro de travamento impede que a caixa de terminação seja deslocada axialmente em relação à unidade de conexão, e uma posição de destravamento, em que o membro de travamento permite que a caixa de terminação seja deslocada axialmente em relação à unidade de conexão. Por meio desse membro de travamento, a caixa de terminação pode ser presa à unidade de conexão em uma posição fixa e impedida de deslizar em relação à unidade de conexão durante o rebaixamento da unidade de conexão em contato com a unidade de assentamento.

[017] As vantagens adicionais, assim como os recursos vantajosos, do sistema de conexão da presente invenção serão aparentes a partir da seguinte descrição e das reivindicações dependentes.

Breve Descrição dos Desenhos [018] Em referência aos desenhos anexos, uma descrição específica das realizações preferenciais da invenção citada como exemplos segue abaixo. Nos desenhos: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma caixa de terminação montada na seção de extremidade de um umbilical submarino, - A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma unidade de conexão incluída em um sistema de conexão de acordo com uma realização da presente invenção, - A Figura 3 é uma vista em perspectiva da caixa de terminação da Figura 1 montada na unidade de conexão da Figura 2, - A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma unidade de assentamento incluída em um sistema de conexão de acordo com uma realização da presente invenção, - As Figuras 5a a 5g ilustram etapas diferentes em um processo de conexão da seção de extremidade de um umbilical submarino a um equipamento submarino por meio da unidade de conexão e unidade de assentamento das Figuras 2 a 4, - A Figura 6 é uma vista em plano parcialmente cortada de cima de um umbilical submarino conectado a um equipamento submarino por meio da unidade de conexão e unidade de assentamento das Figuras 2 a 4, - A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma unidade de assentamento de um tipo alternativo, - A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma seção de extremidade de um umbilical submarino conectado a um equipamento submarino por meio de uma unidade de conexão e caixa de terminação dos tipos ilustrados nas Figuras 1 a 3 e uma unidade de assentamento do tipo ilustrado na Figura 7, e - A Figura 9 é uma vista em plano parcialmente cortada de cima de um umbilical submarino conectado a um equipamento submarino por meio de uma unidade de conexão e uma caixa de terminação dos tipos ilustrados nas Figuras 1 a 3 e uma unidade de assentamento do tipo ilustrado na Figura 7.

Descrição Detalhada das Realizações Preferenciais da Invenção [019] Um sistema de conexão 10 de acordo com duas realizações diferentes da presente invenção é ilustrado nas Figuras 1 a 9. O sistema de conexão 10 deve ser usado para conectar um primeiro umbilical submarino 1 a um equipamento submarino (não mostrado) em ou próximo ao leito marinho, em que o primeiro umbilical submarino 1 e o dito equipamento submarino compreendem diversos condutos de fluido 3, 4, conforme ilustrado nas Figuras 6 e 9. Por meio do sistema de conexão 10, cada conduto de fluido 3 do umbilical submarino 1 é conectado a um conduto de fluido correspondente 4 do equipamento submarino. O dito equipamento submarino pode ser um segundo umbilical submarino ou um conjunto de terminações de umbilical.

[020] O sistema de conexão 10 compreende uma caixa de terminação 20, que é fixa a uma seção de extremidade do primeiro umbilical submarino 1. A seção de extremidade do primeiro umbilical submarino 1 é destinada a ser fixa à caixa de terminação 20 durante e após a conexão do primeiro umbilical submarino 1 ao equipamento submarino. A caixa de terminação 20 tem uma extremidade frontal 21 e uma extremidade traseira oposta 22, em que o primeiro umbilical submarino 1 estende-se através de uma abertura na extremidade traseira 22 da caixa de terminação. A caixa de terminação 20 é dotada de uma escotilha de acesso 24, que pode ser aberta a fim de permitir acesso ao interior da caixa de terminação a partir do exterior.

[021] Uma primeira peça de acoplamento de umbilical 30 é montada na caixa de terminação 20 na extremidade frontal 21 da mesma. Essa peça de acoplamento de umbilical 30 compreende uma placa de acoplamento 31 e diversos primeiros membros de acoplamento 32 (consulte as Figuras 1, 6 e 9) montados na placa de acoplamento. Cada primeiro membro de acoplamento 32 é conectado a uma extremidade de um dos ditos condutos de fluido 3 do primeiro umbilical submarino 1.

[022] O sistema de conexão 10 compreende uma unidade de conexão 40. A caixa de terminação 20 é montada de modo deslizante na unidade de conexão 40 de modo que seja axialmente deslocável em relação à unidade de conexão 40, mas impedida de girar em relação à unidade de conexão 40. A unidade de conexão 40 compreende uma armação-base 41 dotada de um canal de deslizamento em formato de U 42, em que a caixa de terminação 20 é recebida de modo deslizante nesse canal de deslizamento 42. A armação-base 41 é dotada de pelo menos dois pinos de conexão 43 que se estendem para o canal de deslizamento 42 em lados opostos do canal de deslizamento, em que cada pino de conexão 43 é recebido em um sulco de conexão longitudinal 23 fornecido na caixa de terminação 20 para, assim, prender a caixa de terminação ao canal de deslizamento 42 enquanto permite que a caixa de terminação deslize na direção longitudinal do canal de deslizamento. Um primeiro sulco de conexão 23 é disposto em um primeiro lado da caixa de terminação 20 e configurado para receber um primeiro pino de conexão (não mostrado), enquanto um segundo sulco de conexão (não mostrado) é disposto oposto ao primeiro sulco de conexão 23 no lado oposto da caixa de terminação 20 e configurado para receber um segundo pino de conexão 43. No exemplo ilustrado, a caixa de terminação 20 tem uma peça frontal cilíndrica 25 que é recebida de modo deslizante em um colar em formato de anel 44 na armação-base 41 fornecida em uma extremidade frontal do canal de deslizamento 42. Assim, a extremidade frontal da caixa de terminação 20 é presa de modo deslizante à armação-base 41 por meio do dito colar 44. A caixa de terminação 20 pode, certamente, ser montada de modo deslizante na armação-base 41 da unidade de conexão 40 de qualquer outra maneira adequada. Como uma alternativa ao colar em formato de anel, a parte frontal da caixa de terminação 20 pode ser presa ao canal de deslizamento 42 da mesma maneira que a parte traseira da caixa de terminação, isto é, por meio de dois pinos de conexão que se estendem para o canal de deslizamento 42 em lados opostos do canal de deslizamento, em que cada pino de conexão é recebido em um sulco de conexão longitudinal fornecido na parte frontal da caixa de terminação 20 para, assim, prender a parte frontal da caixa de terminação ao canal de deslizamento 42 enquanto permite que a caixa de terminação deslize na direção longitudinal do canal de deslizamento.

[023] A primeira peça de acoplamento de umbilical 30 é conectável a uma segunda peça de acoplamento de umbilical 70, que compreende uma placa de acoplamento 71 e diversos segundos membros de acoplamento 72 (consulte as Figuras 4, 6 e 9) montadas na placa de acoplamento. Cada segundo membro de acoplamento 72 é conectado a uma extremidade de um dos ditos condutos de fluido 4 do equipamento submarino e é configurado para engate com um dos ditos primeiros membros de acoplamento 32 quando a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical 30, 70 são conectadas entre si. Quando um primeiro membro de acoplamento 32 está em engate com um segundo membro de acoplamento correspondente 72, o conduto de fluido 3 conectado ao primeiro membro de acoplamento 32 está em comunicação de fluido com o conduto de fluido 4 conectado ao segundo membro de acoplamento 72. No exemplo ilustrado, os primeiros membros de acoplamento 32 são membros de acoplamento do tipo fêmea e os segundos membros de acoplamento 72 são membros de acoplamento do tipo macho correspondentes, em que cada membro de acoplamento do tipo macho 72 é projetado para encaixe em um membro de acoplamento do tipo fêmea correspondente 32. Como uma alternativa, os primeiros membros de acoplamento 32 poderíam ser membros de acoplamento do tipo macho e os segundos membros de acoplamento 72, membros de acoplamento do tipo fêmea correspondentes. Como uma alternativa adicional, os primeiros membros de acoplamento 32 assim como os segundos membros de acoplamento 72 poderíam consistir em uma mistura de membros de acoplamento do tipo macho e do tipo fêmea.

[024] O sistema de conexão 10 também compreende uma unidade de assentamento 60, 60’, que tem uma posição fixa em relação à segunda peça de acoplamento de umbilical 70. Na realização ilustrada nas Figuras 4 a 6, a segunda peça de acoplamento de umbilical 70 é montada em uma estrutura de retenção 11 que é integrada na unidade de assentamento 60. Na realização ilustrada nas Figuras 7 a 9, a segunda peça de acoplamento de umbilical 70 é montada em uma estrutura de retenção 11' que é separada da unidade de assentamento 60' e que tem uma posição fixa em relação à unidade de assentamento 60’.

[025] A unidade de conexão 40 é conectável à unidade de assentamento 60, 60' sendo rebaixada para baixo na unidade de assentamento de modo a ser sustentada contra a mesma. Portanto, a unidade de assentamento 60, 60’ constitui uma plataforma de assentamento para a unidade de conexão 40. Na realização ilustrada, a unidade de assentamento 60, 60' é ditada de duas sedes 61, 62 que são configuradas para receber a armação-base 41 da unidade de conexão 40. Essas sedes 61, 62 têm aberturas direcionadas para cima e são mutuamente alinhadas, isto é, dispostas de tal forma que os eixos geométricos centrais das sedes sejam coincidentes, de modo a permitir que a armação-base 41 da unidade de conexão 40 estenda-se de modo retilíneo através das sedes 61, 62. A unidade de conexão 40 é dotada de membros-guia 45 configurados para cooperar com os membros-guia correspondentes 65 na unidade de assentamento 60, 60’ de modo a guiar a unidade de conexão 40 para uma posição correta em relação à unidade de assentamento 60, 60’ quando a unidade de conexão 40 é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. Na realização ilustrada, os ditos membros-guia na unidade de conexão 40 compreendem dois pinos-guia ocos 45, que se estendem a partir da armação-base 41 em direções opostas, em que cada um desses pinos-guia 45 é configurado para entrar em engate com um membro-guia correspondente sob a forma de um sulco-guia aberto para cima 65 fornecido na unidade de assentamento 60, 60’ quando a unidade de conexão 40 é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento. No exemplo ilustrado, um primeiro sulco-guia 65 é disposto em uma primeira parede lateral 68 da unidade de assentamento e um segundo sulco-guia 65 é disposto em uma segunda parede lateral oposta 69 da unidade de assentamento.

[026] A unidade de conexão 40 compreende uma forquilha de instalação 46, que é montada de modo pivotante na armação-base 41 e em que a armação-base é destinada a ser suspensa quando a unidade de conexão 40 é rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento 60, 60’. Na realização ilustrada, a forquilha de instalação 46 compreende um primeiro braço 47, que é conectado de modo pivotante na armação-base 41 através de uma primeira junta 48, e um segundo braço 49, que é conectado de modo pivotante à armação-base 41 através de uma segunda junta 50. A forquilha de instalação 46 é pivotante em relação à armação-base 41 em torno de um eixo geométrico de pivô 51 (consulte a Figura 5d) formado pelas ditas primeira e segunda juntas 48, 50. Os pinos-guia mencionados acima 45 são concêntricos com esse eixo geométrico de pivô 51. Uma alça de elevação 52 é fornecida na forquilha de instalação 46 em uma extremidade superior da mesma. Um cabo de elevação é fixável à alça de elevação 52 de modo a permitir que a unidade de conexão 40 seja rebaixada a partir de uma embarcação de superfície através desse cabo de elevação.

[027] O sistema de conexão 10 compreende um dispositivo de travamento para travar de modo liberável a unidade de conexão 40 à unidade de assentamento 60, 60’ quando a unidade de conexão tiver sido conectada adequadamente à unidade de assentamento. No exemplo ilustrado, esse dispositivo de travamento compreende dois membros de travamento 57 (consulte as Figuras 2, 3 e 5e) fornecidos na forquilha de instalação 46. Cada um desses membros de travamento 57 é configurado para entrar em engate com um membro de travamento correspondente 67 (consulte as Figuras 5a e 5e) na unidade de assentamento 60, 60’ quando os membros-guia 45 na unidade de conexão 40 estão em engate com os membros-guia correspondentes 65 na unidade de assentamento e a forquilha de instalação 46 é pivotada em relação à armação-base 41 de uma posição elevada para uma posição rebaixada. Quando os membros de travamento 57 na forquilha de instalação 46 estão em engate com os membros de travamento 67 na unidade de assentamento 60, 60’, os membros de travamento 57, 67 impedem que a unidade de conexão 40 seja desconectada da unidade de assentamento 60, 60’. No exemplo ilustrado, os membros de travamento 57 na forquilha de instalação 46 têm formato de gancho e são fornecidos na extremidade inferior do respectivo braço 47, 49 da forquilha de instalação, enquanto os membros de travamento 67 na unidade de assentamento 60, 60’ têm formato de pino e são fornecidos na respectiva parede lateral 68, 69 da unidade de assentamento abaixo dos sulcos-guia 65. Um primeiro membro de travamento em formato de pino 67 (consulte a Figura 5e) é disposto na primeira parede lateral 68 da unidade de assentamento e configurado para receber um primeiro membro de travamento em formato de gancho 57 fornecido na extremidade inferior do primeiro braço 47 da forquilha de instalação, enquanto um segundo membro de travamento em formato de pino 67 (consulte a Figura 5a) é disposto na segunda parede lateral 69 da unidade de assentamento e configurado para receber um segundo membro de travamento em formato de gancho (não mostrado) fornecido na extremidade inferior do segundo braço 49 da forquilha de instalação.

[028] O sistema de conexão 10 compreende uma unidade de atuação 80 (consulte a Figura 5f) para deslocar a caixa de terminação 20 e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino 1 axialmente para frente em relação à unidade de conexão 40 de modo a colocar a primeira peça de acoplamento de umbilical 30 em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical 70 e, assim, colocar os primeiros membros de acoplamento 32 em engate com os segundos membros de acoplamento correspondentes 72.

[029] Nas realizações ilustradas, a unidade de atuação 80 é configurada para atuar entre a estrutura de retenção 11, 11’ e a caixa de terminação 20, a fim de puxar a caixa de terminação 20 e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino 1 axialmente para frente em relação à armação-base 41 da unidade de conexão 40 de modo a colocar a primeira peça de acoplamento de umbilical 30 em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical 70. No exemplo ilustrado, a unidade de atuação 80 é um dispositivo de curso sob a forma de um cilindro hidráulico, que compreende uma peça de cilindro 81, um pistão recebido de modo deslocável dentro da peça de cilindro e uma haste de pistão 82 fixada ao pistão. A peça de cilindro 81 é, de preferência, fixável de modo separável a um retentor 12 na estrutura de retenção 11, 11’ e a haste de pistão 82 fixável de modo separável à caixa de terminação 20. No exemplo ilustrado, a extremidade externa da haste de pistão 82 é fixada à caixa de terminação 20 sendo presa a uma fixação 13 fornecida na placa de acoplamento 31 da primeira peça de acoplamento de umbilical 30. O retentor 12 e a fixação 13 são de preferência projetados para permitir que a unidade de atuação 80 seja montada no retentor 12 e na fixação 13 sendo rebaixada verticalmente para baixo em engate com o retentor 12 e a fixação 13.

[030] A primeira peça de acoplamento de umbilical 30 e a segunda peça de acoplamento de umbilical 70 são dotadas de membros de alinhamento correspondentes 34, 74, que são configurados para entrar em contato entre si para alinhar os membros de acoplamento 32 da primeira peça de acoplamento de umbilical 30 com os membros de acoplamento correspondentes 72 da segunda peça de acoplamento de umbilical 70 quando a caixa de terminação 20 e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino 1 são deslocadas axialmente para frente em relação à unidade de conexão 40 por meio da unidade de atuação 80. No exemplo ilustrado, a segunda peça de acoplamento de umbilical 70 é dotada de dois membros de alinhamento do tipo macho 74, que são presos à placa de acoplamento 71 da segunda peça de acoplamento de umbilical e que são projetados para encaixe em membros de alinhamento do tipo fêmea correspondentes 34 dispostos na placa de acoplamento 31 da primeira peça de acoplamento de umbilical 30.

[031] A unidade de conexão 40 compreende um dispositivo de travamento para travar de modo liberável a caixa de terminação 20 à armação-base 41 da unidade de conexão 40. No exemplo ilustrado, esse dispositivo de travamento compreende dois membros de travamento 53 (consulte a Figura 2) montados de forma móvel à armação-base 41 da unidade de conexão em lados opostos do canal de deslizamento 42. Um primeiro recesso de travamento 54 (consulte a Figura 1) é disposto em um primeiro lado da caixa de terminação 20 e configurado para receber um primeiro membro de travamento (não mostrado), enquanto um segundo recesso de travamento (não mostrado) é disposto oposto ao primeiro recesso de travamento 54 no lado oposto da caixa de terminação 20 e configurado para receber um segundo membro de travamento 53 (consulte a Figura 2). Cada membro de travamento 53 é móvel entre uma posição de travamento, em que o membro de travamento 53 é recebido no recesso de travamento associado 54 e, assim, impede que a caixa de terminação 20 mova-se axialmente em relação à armação-base 41 da unidade de conexão, até uma posição de destravamento retraída, em que o membro de travamento 53 está fora de engate com o recesso de travamento associado 54 e, assim, permite que a caixa de terminação 20 mova-se axialmente em relação à armação-base 41 da unidade de conexão. Cada membro de travamento 53 é conectado a um manipulo 55, que pode ser manipulado por um ROV (ROV = Veículo Operado Remotamente) a fim de mover o membro de travamento 53 da posição de travamento para a posição de destravamento. No exemplo ilustrado, os membros de travamento 53 são dispostos nas juntas mencionadas acima 48, 50 e os manípulos 55 são dispostos nos espaços internos dos pinos-guia ocos 45.

[032] O sistema de conexão 10 também compreende um dispositivo de travamento para prender a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical 30, 70 entre si quando tiverem sido conectadas adequadamente entre si. No exemplo ilustrado, esse dispositivo de travamento compreende dois membros de travamento 36 (consulte as Figuras 1 e 3), em que cada um dos quais é disposto atrás da placa de acoplamento 31 a primeira peça de acoplamento de umbilical 30 e é configurado para engate em um recesso de travamento 75 (consulte a Figura 5d) fornecido na extremidade externa de um dos membros de alinhamento do tipo macho mencionados acima 74 quando a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical 30, 70 estão conectadas entre si.

[033] As diferentes etapas em um processo de conexão de um primeiro umbilical submarino 1 a um equipamento submarino por meio de um sistema de conexão 10 do tipo descrito acima são ilustradas nas Figuras 5a a 5g. A Figura 5d é uma vista plana de cima com a armação-base 41 e a forquilha de instalação 46 da unidade de conexão 40 e da caixa de terminação 20 mostradas nas posições de acordo com a Figura 5c. A Figura 5e é uma vista em perspectiva com a armação-base 41 e a forquilha de instalação 46 da unidade de conexão 40 e da caixa de terminação 20 mostradas nas posições de acordo com a Figura 5f, mas com a primeira parede lateral 68 da unidade de assentamento 60 removida para fins de clareza.

[034] O primeiro umbilical submarino 1 é montado em uma caixa de terminação 20 e a caixa de terminação é, por sua vez, montada em uma unidade de conexão 40 antes de a unidade de conexão ser rebaixada no mar, enquanto uma unidade de assentamento 60 é montada em uma posição fixa em relação ao equipamento submarino em ou próximo ao leito marítimo. A unidade de conexão 40 é rebaixada no mar, por exemplo, a partir de uma embarcação de superfície, enquanto suspensa em um gancho de guindaste de um dispositivo de içamento através de um primeiro cabo de elevação 5 fixado à alça de elevação 52 na forquilha de instalação 46 (consulte a Figura 5a). Quando a unidade de conexão 40 está aproximando-se da unidade de assentamento 60, a unidade de conexão 40 e a caixa de terminação 20 são mantidas em um afastamento para frente por meio de um segundo cabo de elevação (não mostrado), que é fixado ao primeiro umbilical submarino 1 a uma distância da caixa de terminação 20. Os membros de travamento 53 estão na posição de travamento durante o rebaixamento da unidade de conexão 40 e, assim, impedem que a caixa de terminação 20 deslize em relação à armação-base 41 da unidade de conexão 40. A unidade de conexão 40 é rebaixada ainda mais para baixo até que os membros-guia 45 na unidade de conexão 40 entrem em engate com os membros-guia correspondentes 65 na unidade de assentamento 60, conforme ilustrado na Figura 5b. Portanto, a armação-base 41 da unidade de conexão 40 é pivotada em torno do eixo geométrico de pivô 51 juntamente com a caixa de terminação 20 até a armação-base 41 ser recebida nas sedes 61, 62 da unidade de assentamento 60, conforme ilustrado na Figura 5c. A armação-base 41 da unidade de conexão 40 agora repousa na unidade de assentamento 60 com a placa de acoplamento 31 da primeira peça de acoplamento de umbilical 30 posicionada em frente e a uma distância da placa de acoplamento 71 da segunda peça de acoplamento de umbilical 70. A forquilha de instalação 46 é então pivotada para trás de modo a entrar em repouso contra os membros de parada 56 dispostos em lados opostos da armação-base 41, conforme ilustrado na Figura 5e. Quando a forquilha de instalação 46 é rebaixada, os membros de travamento 57 nos braços 47, 49 da forquilha de instalação entram em engate com os membros de travamento correspondentes 67 na unidade de assentamento 60 e a unidade de conexão 40 é, assim, presa à unidade de assentamento. Portanto, os cabos de elevação 5 podem ser liberados da forquilha de instalação 46 e do primeiro umbilical submarino 1 e a unidade de atuação 80 é montada no retentor mencionado acima 12 e a fixação 13 por meio de um ROV. O ROV é também feito para mover os membros de travamento 53 da posição de travamento para a posição de destravamento. A unidade de atuação 80 é então atuada para puxar a caixa de terminação 20 para frente em relação à unidade de conexão 40 a fim de mover a placa de acoplamento 31 da primeira peça de acoplamento de umbilical 30 em direção à placa de acoplamento 71 da segunda peça de acoplamento de umbilical 70 da posição ilustrada na Figura 5f para a posição ilustrada na Figura 5g. Os primeiros membros de acoplamento 32 são, assim, colocados em engate com os segundos membros de acoplamento 72. Os membros de travamento 36 são então atuados para prender a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical 30, 70 entre si. Portanto, a unidade de atuação 80 é liberada do retentor 12 e da fixação 13 sendo elevada verticalmente para cima e a unidade de atuação pode ser então recuperada à embarcação de superfície.

[035] Certamente, a invenção não é, de qualquer forma restrita às realizações descritas acima. Pelo contrário, muitas possibilidades para modificações das mesmas serão percebidas por uma pessoa com habilidade comum na técnica sem afastamento da ideia básica da invenção, tal como definido nas reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims (15)

1. SISTEMA DE CONEXÃO PARA CONEXÃO SUBMARINA de um primeiro umbilical submarino (1) a um equipamento submarino sob a forma de um segundo umbilical submarino ou um conjunto de terminações de umbilical, em que o primeiro umbilical submarino (1) e o dito equipamento submarino compreendem diversos condutos de fluido (3, 4), em que o sistema de conexão (TO) compreende: - uma caixa de terminação (20) fixada a uma seção de extremidade do primeiro umbilical submarino (1), em que a caixa de terminação (20) tem uma extremidade frontal (21) e uma extremidade traseira oposta (22), em que o primeiro umbilical submarino (1) estende-se através de uma abertura na extremidade traseira (22) da caixa de terminação; - uma primeira peça de acoplamento de umbilical (30) montada na caixa de terminação (20) na extremidade frontal (21) da mesma, em que essa peça de acoplamento (30) compreende diversos primeiros membros de acoplamento (32), sendo que cada um deles é conectado a um dos ditos condutos de fluido (3) do primeiro umbilical submarino (1); e - uma segunda peça de acoplamento de umbilical (70) que é conectável à primeira peça de acoplamento de umbilical (30) e compreende diversos segundos membros de acoplamento (72), sendo que cada um deles é conectado a um dos ditos condutos de fluido (4) do dito equipamento submarino e é configurado para engatar um dos ditos primeiros membros de acoplamento (32) quando a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical (30, 70) estiverem conectadas entre si; caracterizado pelo fato de que: - o sistema de conexão (10) compreende uma unidade de conexão (40), em que a caixa de terminação (20) é montada de modo deslizante à unidade de conexão (40) de modo a ser deslocável axialmente em relação à unidade de conexão; - sendo que o sistema de conexão (10) compreende uma unidade de assentamento (60; 60’), que tem uma posição fixa em relação à segunda peça de acoplamento de umbilical (70); - sendo que a unidade de conexão (40) é conectável à unidade de assentamento (60; 60') sendo rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento, em que a unidade de conexão (40) é dotada de membros-guia (45) configurados para cooperar com os membros-guia correspondentes (65) na unidade de assentamento (60; 60’) de modo a guiar a unidade de conexão (40) para uma posição correta em relação à unidade de assentamento (60; 60') quando a unidade de conexão (40) for rebaixada para baixo em contato com a unidade de assentamento (60; 60’); e - sendo que o sistema de conexão (10) compreende uma unidade de atuação (80) para deslocar a caixa de terminação (20) e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino (1) axialmente para frente em relação à unidade de conexão (40) de modo a colocar a primeira peça de acoplamento de umbilical (30) em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical (70).

2. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de conexão (40) compreende uma armação-base (41) dotada de um canal de deslizamento em formato de U (42), em que a caixa de terminação (20) é recebida de modo deslizante nesse canal de deslizamento (42).

3. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a armação-base (41) compreende um colar em formato de anel (44) que é fornecido em uma extremidade frontal do canal de deslizamento (42) e circunda uma peça frontal cilíndrica (25) da caixa de terminação (20).

4. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a armação-base (41) é dotada de pelo menos dois pinos de conexão (43) que se estendem para o canal de deslizamento (42) em lados opostos do canal de deslizamento, em que cada pino de conexão (43) é recebido em um sulco de conexão longitudinal (23) fornecido na caixa de terminação (20) para, assim, prender a caixa de terminação ao canal de deslizamento (42) enquanto permite-se que a caixa de terminação deslize na direção longitudinal do canal de deslizamento.

5. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a unidade de conexão (40) compreende uma forquilha de instalação (46), que é montada de modo pivotante na armação-base (41), e em que a armação-base destina-se a ser suspensa quando a unidade de conexão (40) for rebaixada para baixo para contato com a unidade de assentamento (60; 60’).

6. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a forquilha de instalação (46) compreende um primeiro braço (47), que é conectado de modo pivotante à armação-base (41) através de uma primeira junta (48), e um segundo braço (49) que é conectado de modo pivotante à armação-base (41) através de uma segunda junta (50), em que a forquilha de instalação (46) e a armação-base (41) são pivotantes entre si em torno de um eixo geométrico de pivô (51) formado pela primeira e pela segunda juntas (48, 50).

7. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os ditos membros-guia na unidade de conexão (40) compreendem dois pinos-guia (45), que se estendem a partir da armação-base (41) em direções opostas e que são concêntricos com o dito eixo geométrico de pivô (51), em que cada um desses pinos-guia (45) é configurado para entrar em engate com um membro-guia correspondente sob a forma de um sulco-guia (65) fornecido na unidade de assentamento (60; 60’) quando a unidade de conexão (40) é rebaixada para baixo para contato com a unidade de assentamento (60; 60’).

8. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a forquilha de instalação (46) é dotada de pelo menos um membro de travamento (57) que é configurado para entrar em engate com um membro de travamento correspondente (67) na unidade de assentamento (60) quando os membros-guia (45) na unidade de conexão (40) estão em engate com os membros-guia correspondentes (65) na unidade de assentamento (60), e a forquilha de instalação (46) é pivotada em relação à armação-base (41) a partir de uma posição elevada até uma posição rebaixada, em que esses membros de travamento (57, 67), quando estão em engate entre si, impedem que a unidade de conexão (40) seja desconectada da unidade de assentamento (60).

9. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a caixa de terminação (20) é dotada de uma escotilha de acesso (24), que pode ser aberta a fim de permitir o acesso ao interior da caixa de terminação (20) a partir do exterior.

10. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de atuação (80) é configurada para puxar a caixa de terminação (20) e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino (1) axialmente para frente em relação à unidade de conexão (40) de modo a colocar a primeira peça de acoplamento de umbilical (30) em contato com a segunda peça de acoplamento de umbilical (70).

11. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de atuação (80) é um dispositivo de curso sob a forma de um cilindro hidráulico.

12. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a primeira peça de acoplamento de umbilical (30) e a segunda peça de acoplamento de umbilical (70) são dotadas de membros de alinhamento correspondentes (34, 74), que são configurados de modo a entrarem em contato entre si para alinhar os membros de acoplamento (32) da primeira peça de acoplamento de umbilical (30) com os membros de acoplamento (72) da segunda peça de acoplamento de umbilical (70) quando a caixa de terminação (20) e a seção de extremidade do primeiro umbilical submarino (1) são deslocáveis axialmente para frente em relação à unidade de conexão (40).

13. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma dentre a primeira peça de acoplamento de umbilical (30) e a segunda peça de acoplamento de umbilical (70) é dotada de pelo menos um membro de alinhamento do tipo macho (74), que é projetado para encaixe em um membro de alinhamento do tipo fêmea correspondente (34) disposto na outra peça de acoplamento de umbilical.

14. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o sistema de conexão (10) compreende pelo menos um membro de travamento (36) para prender a primeira e a segunda peças de acoplamento de umbilical (30, 70) entre si quando foram conectadas adequadamente entre si.

15. SISTEMA DE CONEXÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a unidade de conexão (40) é dotada de pelo menos um membro de travamento (53) que é móvel entre uma posição de travamento, em que o membro de travamento (53) impede que a caixa de terminação (20) seja deslocada axialmente em relação à unidade de conexão (40), e uma posição de destravamento, em que o membro de travamento (53) permite que a caixa de terminação (20) seja deslocada axialmente em relação à unidade de conexão (40).