BR102015014546B1 - Dispositivo de ancoragem de dutos - Google Patents

Abstract

dispositivo de ancoragem de dutos a presente invenção está relacionada a um dispositivo de ancoragem de dutos compreendendo uma base de assentamento (1), adaptada para ser assentada sobre o solo, um elemento de apoio (2), adaptado para apoiar um duto, e um sistema elevatório adaptado para elevar o elemento de apoio (2), em que o sistema elevatório compreende pelo menos dois elementos inclinados (3a, 3b) adaptados para deslizarem sobre a base de assentamento (1), em que o elemento de apoio (2) contata os pelo menos dois elementos inclinados (3a,3b ), em que, quando os elementos inclinados (3a,3b) são aproximados ou afastados, o elemento de apoio (2) é movimentado verticalmente.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção está relacionada a equipamentos para operações de calçamento de dutos rígidos. Mais especificamente, a invenção está relacionada a equipamentos para o calçamento de dutos rígidos sobre o leito marinho, em que seja necessário reduzir os trechos em balanço.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Após cada campanha de inspeção de dutos rígidos são geradas diversas recomendações técnicas, dentre elas, a necessidade de reduzir os trechos em balanço, ou vãos livres, de dutos submarinos para valores aceitáveis conforme recomendações de normas vigentes.

[0003] Para tal, o procedimento mais utilizado atualmente é o calçamento, que tem o objetivo de dividir o trecho suspenso em vãos menores, os quais seriam aceitáveis pelas normas.

[0004] Assim, é conhecida do estado da técnica uma grandevariedade de opções de calçamento para dutos rígidos. Uma dessas técnicas é o calçamento de dutos com poitas de concreto, adotada quando o vão entre o duto e o solo marítimo é superior a um metro. Para o correto calçamento com poita de concreto, o duto deve ser inicialmente içado, com o auxílio de uma ferramenta conhecida como Lifting Tool. A poita de concreto é então instalada abaixo do duto, e, por fim, o duto é ancorado sobre a poita.

[0005] No entanto, esse processo de calçamento demanda elevado tempo de embarcação para sua instalação, com a utilização de um ROV (veículo submarino operado remotamente), o que torna o procedimento muito oneroso. Em adição, o procedimento é dependente de condições de mar brando (swell menor que 2m) e da disponibilidade de embarcações com sistema de compensação de heave ativo (heave compensator - HC), além de expor o duto rígido a esforços adicionais, uma vez que é necessário fazer o içamento do mesmo, o que, em regiões de bancos de areia, pode causar o recalque do duto rígido.

[0006] Assim, muitas limitações são observadas nesse método de calçamento, uma vez que este é dependente da disponibilidade operacional do HC, em que por vezes a operacionalidade do mesmo é limitada devido às condições do mar, o que eleva o chamado stand-by weather, reduzindo a produtividade da embarcação em estações do ano com mar mais severo.

[0007] Adicionalmente, tal técnica é considerada intrusiva, uma vez que faz surgir esforços elevados no duto no ponto de içamento. Assim, dependendo da esbelteza do duto em balanço, após seu içamento, o vão livre pode ter seu comprimento aumentado.

[0008] Por fim, essa prática apresenta riscos de içamento súbito do duto rígido em caso de perda de posição da embarcação nos instantes de posicionamento da Lifting Tool sobre o duto e do bloco de concreto sob o duto, podendo causar avarias graves culminando em vazamento de hidrocarboneto.

[0009] O estado da técnica também apresenta outras soluções para o calçamento de dutos rígidos, como revelado pelo documento WO2014091474A1 em que é descrito um dispositivo para elevação e suporte de dutos para fluidos, para operações de manutenção, que compreende uma tipoia para suportar um segmento de duto a ser levantado. A tipoia proposta pelo documento WO2014091474A1 compreende ainda uma porção de cinta flexível, em contato com o lado inferior do segmento de duto, e uma corrente que se estende verticalmente a partir de cada uma das extremidades das porções de cinta até um elemento pelo qual a força de elevação é exercida.

[0010] O documento US20120263541A1 é direcionado a um dispositivo submarino para suportar dutos/conjuntos de dutos que estão ligados a instalações submarinas. A estrutura tem um elemento de suporte geralmente horizontal para suportar o duto. O membro de suporte horizontal é acoplado de modo móvel a um elemento de suporte geralmente vertical em uma ou ambas as extremidades do mesmo, em que o membro de suporte vertical é ancorado a um elemento base. Assim, o elemento de suporte vertical é adaptado para mover verticalmente o elemento de suporte horizontal, elevando e abaixando o duto.

[0011] O documento US4218044A é direcionado a um dispositivo para elevação de dutos que compreende uma tipoia destacável constituída por uma parte superior e uma parte inferior, em que a parte superior carrega um “carrinho” automotor. A parte inferior da tipoia é articulada por ligações com sapatas de apoio também articuladas entre si por links. As sapatas são dispostas simetricamente em relação ao eixo longitudinal do duto e são movidas por cilindros hidráulicos, as extremidades de cada cilindro ligam a parte inferior do suporte com cada uma das sapatas por meio de articulações. As partes da tipoia são interligadas por saliências e ranhuras instaladas, respectivamente, nas partes superior e inferior da tipoia.

[0012] Assim, fica claro que o estado da técnica apresenta dispositivos de funcionamento complexo e muito suscetíveis a falhas. Deste modo, o estado da técnica carece de um dispositivo de ancoragem para dutos que seja de simples instalação e manuseio, sem que seja necessário elevar o duto para a instalação do dispositivo de apoio. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] A presente invenção tem por objetivo principal prover um dispositivo de ancoragem de dutos que seja fácil de instalar e não exija a utilização de equipamentos adicionais para tal, além de um ROV convencional.

[0014] Assim, de forma a alcançar tal objetivo, a presente invenção provê um dispositivo de ancoragem de dutos compreendendo uma base de assentamento, adaptada para ser assentada sobre o solo, um elemento de apoio, adaptado para apoiar um duto, e um sistema elevatório adaptado para elevar o elemento de apoio, em que o sistema elevatório compreende pelo menos dois elementos inclinados adaptados para deslizarem sobre a base de assentamento, em que o elemento de apoio contata os pelo menos dois elementos inclinados, em que, quando os elementos inclinados são aproximados ou afastados, o elemento de apoio é movimentado verticalmente.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0015] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência, representando as modalidades da presente invenção.

[0016] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de ancoragem de dutos de acordo com uma configuração opcional da presente invenção.

[0017] A figura 1A ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de ancoragem de dutos de acordo com uma segunda configuração opcional da presente invenção.

[0018] A figura 2 ilustra uma vista frontal do dispositivo deancoragem de dutos da figura 1.

[0019] A figura 3 ilustra uma vista lateral do dispositivo deancoragem de dutos da figura 1.

[0020] A figura 4 ilustra uma vista superior do dispositivo de ancoragem de dutos da figura 1.

[0021] A figura 5 ilustra uma configuração da presente invenção em que chapas planas anti-recalque estão posicionadas verticalmente. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0022] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.

[0023] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de ancoragem de dutos, de acordo com uma configuração opcional da presente invenção, em que o mesmo compreende uma base de assentamento, adaptada para ser assentada sobre o solo marinho, e um elemento de apoio 2, adaptado para apoiar um duto. Opcionalmente, a base de assentamento 1 compreende uma estrutura do tipo grelha, e o elemento de apoio 2 compreende uma estrutura de vigas, preferencialmente em U, com uma superfície plana 21 em sua porção superior, em que a superfície plana 21 pode ser fabricada em um material polimérico.

[0024] A figura 1A ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de ancoragem de dutos de acordo com uma segunda configuração opcional da presente invenção, em que o elemento de apoio 2 é formado apenas por uma estrutura de treliças. Entretanto, qualquer tipo de estrutura pode ser adotada para a formação do elemento de apoio 2, como uma estrutura de vigas.

[0025] Opcionalmente, o elemento de apoio 2 é inteira ou parcialmente fabricado em um material anticorrosivo, preferencialmente um polímero. Ainda, entre o elemento de apoio 2 e o duto rígido pode ser instalado um suporte anti-atrito para impedir o contato direto entre duto e elemento de apoio 2, reduzindo a concentração de tensão nesse ponto.

[0026] De modo a proporcionar uma facilidade de instalação, o dispositivo de ancoragem de dutos compreende um sistema elevatório, para elevação do elemento de apoio 2, em que o sistema elevatório é compreendido pela base de assentamento 1 e é formado por pelo menos dois elementos inclinados 3a,3b adaptados para deslizarem sobre a base de assentamento 1, de modo a se afastarem e se aproximarem mutuamente. Para que o efeito elevatório seja obtido, o elemento de apoio 2 contata o pelo menos dois elementos inclinados 3a, 3b, de modo que quando os elementos inclinados 3a, 3b são aproximados/afastados, o elemento de apoio 2 é projetado verticalmente para cima/para baixo.

[0027] Note-se que na configuração opcional apresentada, quando os elementos inclinados 3a, 3b são aproximados, o elemento de apoio 2 é projetado verticalmente para cima. Por sua vez, quando os elementos inclinados 3a, 3b são afastados, o elemento de apoio 2 é projetado verticalmente para baixo.

[0028] A figura 2 ilustra uma vista frontal do dispositivo de ancoragem de dutos da figura 1, em que é possível melhor observar o sistema elevatório. Na configuração particular ilustrada, os elementos inclinados 3a, 3b compreendem o mesmo ângulo de inclinação, de modo que ao se aproximarem proporcionam a elevação do elemento de apoio 2 sem alterar sua inclinação. Consequentemente, ao se afastarem, os elementos inclinados 3a, 3b proporcionam a descensão do elemento de apoio 2 também sem alterar sua inclinação.

[0029] Opcionalmente, o elemento de apoio 2 compreende pelo menos dois elementos inclinados auxiliares 22a, 22b, de forma que cada elemento inclinado auxiliar 22a, 22b contate de modo deslizante um elemento inclinado 3a, 3b apoiado sobre a base 1.

[0030] A presente invenção também provê meios para movimentar horizontalmente, de modo deslizante, os pelo menos dois elementos inclinados 3a, 3b, de modo que pelo menos um primeiro elemento inclinado 3a seja afastado e/ou aproximado de pelo menos um segundo elemento inclinado 3b. Opcionalmente, como meios para movimentar horizontalmente os pelo menos dois elementos inclinados 3a,3b, é adotado um fuso 5 conectado a uma primeira rosca 31a do pelo menos um primeiro elemento inclinado 3a e a uma segunda rosca 32b do pelo menos um segundo elemento inclinado 3b, em que a primeira rosca 31a e a segunda rosca 31b são inversas, desse modo, ao se girar o fuso 5 em um sentido, o pelo menos um primeiro elemento inclinado 3a é afastado do pelo menos um segundo elemento inclinado 3b, enquanto, ao se girar o fuso 5 no sentido oposto o pelo menos um primeiro elemento inclinado 3a é aproximado do pelo menos um segundo elemento inclinado 3b. Nessa configuração opcional, o fuso 5 pode compreender um manipulo 52 em uma de suas extremidades para facilitar o seu giro.

[0031] A figura 3 ilustra uma vista lateral do dispositivo de ancoragem de dutos da figura 1, em que é possível observar que o mesmo compreende uma barra de suporte de fuso 52, para facilitar o acionamento do fuso 5, estabilizando-o.

[0032] Depois de confirmada a efetividade do calçamento do duto, ou seja, após confirmar que o elemento de apoio 2 está na altura necessária para apoiar o duto, o fuso 5 é travado através de um manipulo travador 53 para evitar que possíveis vibrações o faça girar e consequentemente desfazer o calçamento.

[0033] A figura 4 ilustra uma vista superior do dispositivo de ancoragem de dutos da figura 1, em que é possível observar que a base de assentamento 1 compreende uma grande área de apoio. Em outras palavras, a estrutura da base compreende uma placa inteiriça que se apoia sobre o solo marinho. A placa inteiriça, em detrimento de uma estrutura vazada, faz com que o recalque seja reduzido. Aqui, entende-se por recalque a perda de areia (ou substrato) abaixo do dispositivo de ancoragem de dutos, devido a movimentos da maré.

[0034] Opcionalmente, também com o intuito de reduzir o recalque causado pela maré, a presente invenção provê chapas planas 4 anti- recalque conectadas de modo pivotante às laterais da base de assentamento 1. A figura 5 ilustra uma configuração em que essas chapas planas 4 anti-recalque estão posicionadas verticalmente. Essa configuração pode ser adotada para transporte e posicionamento do dispositivo no solo marinho, para então serem liberadas e apoiadas sobre ele.

[0035] Opcionalmente, de modo a guiar o deslizamento dos pelo menos dois elemento inclinados 3a, 3b, podem ser providos elementos guias 12 fixados à base de assentamento 1. Esses elementos podem ser chapas de aço retilíneas, como ilustrado, ou trilhos, ou qualquer outro elemento guia conhecido.

[0036] Opcionalmente, caso o dispositivo seja fabricado em material metálico, ânodos 7 são instalados para proteção catódica do equipamento.

[0037] Opcionalmente, o dispositivo compreende olhais 6 de suspensão, pelos quais é suspenso para ser levado até o ponto de instalação.

[0038] Portanto, a presente invenção provê um dispositivo de ancoragem de dutos que possui elevada resistência mecânica e baixo peso, quando comparado ao sistema de poita de concreto, o que viabiliza sua movimentação no solo marinho por um ROV, dispensando a utilização do guindaste nos movimentos no solo marinho. Devido a sua leveza, o dispositivo é simplesmente posicionado sob o duto, e elevado até a altura necessária para se efetivar seu calçamento.

[0039] Assim, o dispositivo de ancoragem de dutos da presente invenção não necessita da disponibilidade operacional de um compensador ativo de heave e por pode ser instalado mesmo com condições marítimas mais severas, reduzindo o stand-by weather e aumentando produtividade da embarcação.

[0040] Em adição, essa é uma técnica não intrusiva, pois não exerce esforços adicionais no duto por não ser necessário fazer o içamento do mesmo. Assim, o vão livre não corre o risco de ter seu comprimento aumentado.

[0041] Outra vantagem do dispositivo ora revelado é a ausência de circuitos hidráulicos ou elétricos, o que confere simplicidade e robustez ao equipamento.

Claims (12)

1. Dispositivo de ancoragem de dutos compreendendo uma base de assentamento (1), adaptada para ser assentada sobre o solo, um elemento de apoio (2), adaptado para apoiar um duto, e um sistema elevatório adaptado para elevar o elemento de apoio (2), o dispositivo sendo caracterizado por o sistema elevatório compreender pelo menos dois elementos inclinados (3a, 3b) adaptados para deslizarem sobre a base de assentamento (1), em que o elemento de apoio (2) contata os pelo menos dois elementos inclinados (3a, 3b), em que, quando os elementos inclinados (3a, 3b) são aproximados ou afastados, o elemento de apoio (2) é movimentado verticalmente.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de apoio (2) compreender pelo menos dois elementos inclinados auxiliares (22a, 22b), em que cada elemento inclinado auxiliar (22a, 22b) contata de modo deslizante um elemento inclinado (3a, 3b) apoiado sobre a base (1).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender meios para movimentar horizontalmente, de modo deslizante, os pelo menos dois elementos inclinados (3a, 3b).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por meios para movimentar os pelo menos dois elementos inclinados (3a, 3b) compreender um fuso (5) conectado a uma primeira rosca (31a) de um primeiro elemento inclinado (3a) e a uma segunda rosca (31b) de um segundo elemento inclinado (3b), em que a primeira rosca (31a) e a segunda rosca (31b) são inversas, em que, o fuso (5) compreende um manipulo (52) em uma de suas extremidades.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender uma barra de suporte de fuso (52) sobre a qual o fuso (5) é suportado.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a base de assentamento (1) compreender uma placa inteiriça (11).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender chapas planas anti-recalque (4) conectadas de modo pivotante às laterais da base de assentamento (1).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a base de assentamento (1) compreender elementos guias (12) adaptados para guiar o deslizamento dos pelo menos dois elemento inclinados (3a, 3b).

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender olhais (6) de suspensão.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender pelo menos um anodo (7) de proteção catódica.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o elemento de apoio (2) compreender uma superfície plana (21).

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por pelo menos um de:- o elemento de apoio (2) ser fabricado em um material anticorrosive; e- o elemento de apoio (2) compreender um elemento anticorrosive em sua porção superior.

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