BR112014006721B1 - dispositivo e método para tensionar correntes, particularmente pernas de ancoragem - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA TENSIONAR CORRENTES, PARTICULARMENTE SUPORTES DE AMARRAÇÃO Trata-se de um dispositivo (1) para tensionar correntes de âncora, particularmente suportes de amarração (2) de embarcações marítimas (3) e instalações, que compreende uma estrutura (5) que carrega conectores (10, 11, 13) para unir porções inferior e superior (2B, 2A) da corrente (2) a serem tensionadas. A estrutura (5) carrega adicionalmente um mecanismo de tensionamento (7) para puxar pelo menos uma porção da corrente (2A, 2B) na direção da outra porção da corrente (2A, 2B) enquanto o dispositivo (1) está submerso.

Description

[0001] A invenção refere-se a um dispositivo para tensionar correntes de âncora, particularmente pernas de ancoragem de embarcações marítimas, tais como FPSOs, e instalações, tais como plataformas de petróleo, que compreendem uma estrutura que transporta conectores para unir porções inferiores e superiores da corrente a ser tensionada. A invenção refere-se, adicionalmente, a um método de tensionamento de correntes de âncora.

[0002] No documento US 2006/060126, explica-se que "Unidades móveis de perfuração marítima (MODUs), plataformas de produção flutuantes (FPPs), SPARs, e embarcações similares são normalmente ancoradas em lugares offshore utilizando tanto cabos de ancoragem de catenária pré-estabelecidos como cabos de ancoragem de linha retesada pré-estabelecidos. A ancoragem é alcançada primeiramente através da anexação de uma pluralidade de cabos de ancoragem preparados à embarcação a ser ancorada e, depois disso, da aplicação de uma tensão predeterminada a cada um dos cabos de ancoragem. A partir daqui, a tensão necessária foi aplicada aos cabos de ancoragem utilizando guinchos montados na embarcação a ser ancorada"

[0003] O documento US 2006/060126 revela um aparelho de acoplamento fornecido na extremidade distal tanto de um cabo de ancoragem de catenária pré- estabelecido ou um cabo de ancoragem de linha retesada pré-estabelecido. Um fio ou pendente de corrente se estende da embarcação para ser ancorada através do aparelho de acoplamento. Uma extremidade distal do pendente é conectada à linha que se estende até um guincho montado em uma embarcação de manuseio de âncora. O guincho é utilizado para puxar o pendente através do aparelho de acoplamento até que uma tensão predeterminada seja exercida no cabo de ancoragem e no pendente. O aparelho de acoplamento é, então, atuado para acoplar seguramente o pendente ao cabo de ancoragem enquanto mantém a tensão predeterminada. Dessa maneira, a tensão necessária para ancorar a embarcação devidamente no local offshore é alcançada sem requerer o uso de guinchos de ancoragem na embarcação que está sendo ancorada.

[0004] É um objeto da presente invenção fornecer um dispositivo para tensionar correntes que não requeira um mecanismo de tensionamento de corrente, tal como um guincho, a bordo de qualquer embarcação de superfície e/ou que possa ser reutilizado, isto é, usado para tensionar mais de uma corrente.

[0005] Para esse fim, o dispositivo, de acordo com a invenção, é caracterizado pelo fato de a estrutura transportar adicionalmente um mecanismo de tensionamento para puxar pelo menos uma porção da corrente na direção da outra porção da corrente enquanto o dispositivo está submerso.

[0006] Assim, o dispositivo forma temporariamente uma ligação na corrente e nenhum guincho de tensionamento ou plataforma autoelevatória é requerido no navio a ser ancorado ou em uma embarcação de manuseio de âncora.

[0007] Em uma modalidade, ambos os conectores para as porções inferiores e superiores da corrente engatam de forma liberável a corrente durante fixação. Assim, o dispositivo de tensionamento pode ser removido da corrente tensionada e (re) utilizado para tensionar correntes adicionais.

[0008] Em uma modalidade adicional, pelo menos um dos conectores compreende um batente de corrente, por exemplo, a trava ou par de linguetas operadas por meio de uma mola e/ou um cilindro hidráulico.

[0009] Apesar de o mecanismo de tensionamento poder assumir muitas formas, tais como um guincho combinado com pelo menos um batente de corrente, é preferível que o mecanismo de tensionamento compreenda um ou mais, por exemplo, duas plataforma autoelevatórias de modo paralelo tais como cilindros hidráulicos, um primeiro batente de corrente fixado em relação a uma extremidade da(s) plataforma autoelevatória(s) e um segundo batente de corrente fixado em relação para a outra extremidade da(s) plataforma autoelevatória(s). Tal mecanismo pode ser mantido compacto e configurado para exercer uma força de puxar que está em linha com as porções inferiores e superiores da corrente.

[0010] Em uma modalidade, a estrutura transporta um mecanismo de manuseio de corrente, particularmente uma coroa de barbotin associada com meio condutor, para guiar a corrente puxada para dentro para fora do mecanismo de tensionamento e preferivelmente para gerar uma pré-tensão na corrente pelo menos entre os mecanismos de tensionamento e manuseio.

[0011] Em uma modalidade adicional, a estrutura transporta um cortador, tal como uma serra de lâmina ou fio de diamante, para separar corrente puxada para dentro da porção tensionada da corrente, um mecanismo para alinhar e interconectar as extremidades das porções inferiores e superiores da corrente, e, preferivelmente, um pacote de potência e controles. Assim, todas as ferramentas de tensionamento, manuseio de corrente, corte de corrente e interconectar as porções inferiores e superiores da corrente são integradas em um único dispositivo submersível e reutilizável.

[0012] Em uma modalidade, a extremidade de uma das porções da corrente compreende uma ligação que pode ser aberta, por exemplo, uma manilha D. Em outra modalidade, as extremidades da corrente são interconectadas por um permanente, por exemplo, uma ligação soldada.

[0013] Em uma modalidade mais detalhada, o mecanismo de alinhamento compreende uma subestrutura móvel e um meio para interconectar as extremidades inferior e superior da corrente, por exemplo, um cilindro hidráulico para fechar o pino de uma manilha D. Assim, depois de cortar, as extremidades da corrente podem ser movidas entre si, alinhadas para facilitar a interconexão das extremidades e interconectadas.

[0014] A invenção refere-se, adicionalmente, a um método para tensionar uma corrente de âncora, particularmente um perna de ancoragem de uma embarcação marítima ou instalação, que compreende as etapas de conectar de forma removível porções inferiores e superiores da corrente a um dispositivo de tensionamento, preferivelmente um dispositivo as conforme descrito acima, sendo que o dispositivo de tensionamento forma, assim, temporariamente uma ligação na corrente e tenciona as porções da corrente com o dispositivo de tensionamento enquanto o mesmo está submerso.

[0015] Em uma modalidade, a corrente é tensionada mediante o tracionamento das porções da corrente entre si.

[0016] A título de completude, a atenção é levada para a seguinte parte principal.

[0017] O documento GB 1 457 711 refere-se a um aparelho de reboque de corrente que compreende pares de linguetas opostas (números 10 e 17 nas Figuras do documento GB 1 457 711), relativamente móveis ao longo de uma passagem guia seccional cruciforme (6) para uma corrente (7) e alternativamente operável para engatar a corrente respectivamente ao reboque e reter a corrente. As primeiras linguetas (17) são pivotadas em relação a uma estrutura fixa (1), as segundas linguetas (10) são pivotadas em relação a uma chapa (26) articulada em relação a uma forquilha (9) passível realizar um movimento alternativo ao longo de guias (8) que se estendem de modo paralelo e longitudinalmente ao longo da passagem de guia de corrente (6), sendo o movimento alternativo é efetuado pelos aríetes hidráulicos (14). Na extremidade do curso da forquilha, as linguetas 17 são aplicadas à corrente para sustentá-la o mesmo ao passo que as linguetas 10 são retiradas e os aríetes de forquilha são retraídos, prontos para o próximo curso de reboque.

[0018] O documento US 2002/0084449 refere-se a um dispositivo para virar e gastar uma corrente por meio de um cilindro hidráulico (5) que por meio de dispositivos de agarrar (2) engata a corrente (11, 12) e suspende ou abaixa a corrente uma dada distância.

[0019] Um dispositivo similar é conhecido do documento WO 2011/091995.

[0020] O documento WO 2008/024527 refere-se a um dispositivo de tensionamento em uma embarcação de manuseio de âncora, que é empregada para aplicar tensão de ancoragem para uma corrente precursora, aplicando, dessa forma, tensão de ancoragem a um cabo de ancoragem preso entre a corrente precursora e uma estrutura flutuante.

[0021] O documento US 6.112.691 refere-se a um dispositivo amortecedor para ancoragem do barco, do tipo que compreende pelo menos dois elementos rígidos (1, 2), para uma extremidade de cada pode ser assegurada uma corda ou corrente de ancoragem, sendo que os ditos elementos são capazes de mover-se coaxialmente em oposição um ao outro contra a ação de um corpo elástico (3) que compreende pelo menos um membro (10) construído de um material deformável elasticamente. O dispositivo amortecedor reduz esforços que resultam de movimento de rolamento do barco. O tensionar das correntes ou cordas não é revelado em ou derivável do documento US 6.112.691. Tampouco é o amortecedor adequado para tensionar correntes.

[0022] O documento DE 20 2007 004 526 U1 refere-se a um absorvedor que tem um propósito similar àquele do dispositivo amortecedor no documento US 6.112.691 e permitindo montagem rápida em cabos de aço, cordas e linhas. Correntes não são mencionadas, nem o absorvedor é adequado para uso em correntes.

[0023] A invenção será, agora, explicada em mais detalhes com referência aos desenhos que, esquematicamente, mostram modalidades do dispositivo e do método de acordo com a presente invenção.

[0024] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade de uma ferramenta de tensionamento submarina para uma perna de ancoragem.

[0025] A Figura 2 é uma vista lateral de uma segunda modalidade de uma ferramenta de tensionamento submarina para uma perna de ancoragem.

[0026] As Figuras 3A a 3C são vistas frontais da segunda modalidade que mostram três etapas do tensionamento de uma perna de ancoragem.

[0027] A Figura 4 é uma vista em perspectiva da segunda modalidade que mostra o corte de porção puxada para dentro de uma corrente.

[0028] As Figuras 5A e 5B são vistas em perspectiva da segunda modalidade que mostram a interconexão das porções tensionadas da corrente.

[0029] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da segunda modalidade, logo depois do desengate de um cabo de ancoragem tensionado.

[0030] Elementos que são idênticos ou que estão desempenhando substancialmente a mesma função são denotados pelo mesmo número.

[0031] A Figura 1 mostra uma primeira modalidade de uma ferramenta de tensionamento submarina 1 (STT) para tensionar as pernas de ancoragem 2, por exemplo, de uma embarcação flutuante de descarregamento, armazenamento e produção 3 (FPSO). A perna de ancoragem compreende uma corrente de cima ou pendente 2A anexada à embarcação 3 por meio de uma junta rotativa 4 e uma corrente de instalação inferior 2B presa no leito do mar por meio de um chapa de fixação ou estaca de ancoragem (não mostrada, mas conhecida por si própria).

[0032] A STT 1 compreende uma estrutura 5 que transporta, na sua extremidade superior, um batente de corrente 6 para o pendente 2A e um mecanismo de tensionamento 7, que contém, neste exemplo, dois cilindros hidráulicos em modo paralelo 8 cujas extremidades inferiores são fixadas à extremidade inferior da estrutura 5 e as extremidades superiores dos mesmos são interconectadas por uma forquilha 9 que é montada de modo deslizável dentro da estrutura 5. Um batente de corrente 10 é fixado à estrutura 5 abaixo dos cilindros hidráulicos e um batente de corrente adicional 11 é montado na forquilha. A corrente de instalação 2B é presa por esses dois batentes de corrente 10, 11 (cf. Figuras 3A a 3B). Neste exemplo, cada batente de corrente 6, 10, 11 compreende um par de garras montadas de maneira pivotante 10A, 11A operadas por cilindros hidráulicos 10B, 11B. Detalhes e a operação desse mecanismo de tensionamento são mostrados e serão explicados com referência às Figuras 3A a 3C.

[0033] Na Figura 1, a perna de ancoragem foi tensionada e completada por meio de uma manilha D 12, e a ferramenta de tensionamento submarina 1 está próxima de ser removida. Em geral, é preferível que a estrutura tenha sessão transversal em formato de U para facilitar a condução das porções superior e inferior da corrente através da STT e para permitir remoção da STT da corrente tensionada e completada.

[0034] A Figura 2 mostra uma segunda modalidade da ferramenta de tensionamento submarina 1 de acordo com a presente invenção. Ao invés de um batente de corrente como um conector para o pendente 2A, a segunda modalidade é fornecida com um pino operado hidraulicamente 13. Adicionalmente, compreende, em adição aos elementos descritos acima, um mecanismo de manuseio de corrente, um cortador, e um mecanismo de alinhamento.

[0035] O mecanismo de manuseio de corrente compreende uma então chamada "coroa de barbotin" 14 (Figuras 2 e 4) posicionada acima da forquilha 9 e fornecida com um motor hidráulico 15. A coroa de barbotin guia a corrente puxada para dentro para fora do mecanismo de tensionamento 7 e gera uma pré-tensão na corrente entre o mecanismo de tensionamento e manuseio para fornecer melhor controle sobre a posição das ligações da corrente puxada para dentro.

[0036] O cortador (Figura 4) compreende uma serra de lâmina 16 operada por um cilindro hidráulico 17 posicionado entre a forquilha 9 e a coroa de barbotin 14. O cortador simplifica separando a corrente puxada para dentro da porção tensionada da corrente de instalação 2B.

[0037] O mecanismo de alinhamento (Figuras 5A e 5B) compreende uma subestrutura 18 para acomodar a ligação da extremidade do pendente 2A e é móvel na estrutura 5 por meio de cilindros hidráulicos 19. Neste exemplo, a ligação da extremidade de novo é uma manilha D 12, e a subestrutura 18 é fornecida com um cilindro hidráulico 20 para fechar a manilha D.

[0038] Um cabo de ancoragem é tensionado conforme a seguir. A ferramenta de tensionamento submarina 1 (STT) é posicionada em uma estrutura fixa em um deque de uma embarcação de manuseio de âncora (AHV). As extremidades da corrente de cima e a corrente de instalação são trazidas a bordo da AHV. A corrente de cima é assegurada à estrutura por meio de um pino operado hidraulicamente 13 e de uma manilha D 12 é posicionada na subestrutura 18 com o seu pino de fechamento alinhado com o cilindro hidráulico 20 para fechamento da manilha D. A corrente de instalação 2B é levada através dos batentes de corrente 10, 11, debaixo da subestrutura 18 e acima da coroa de barbotin 14.

[0039] Uma vez que as porções de corrente 2A, 2B são presas na STT 1, a STT 1 é selecionada, por exemplo, por meio de uma estrutura-A com os seus fios de instalação fixados aos olhais de içamento na estrutura 5. Uma corda de recuperação com uma boia anexada à mesma (não mostrada) é conectada à ligação de extremidade da corrente da instalação 2B. A porção puxada para dentro da corrente de instalação será suspendida dessa boia e recuperada depois de a ancoragem do cabo ter sido completada. A STT é baixada ao mar e à sua posição de começo de tensionamento da mesma, por exemplo, a uma distância de 100 metros da embarcação 3 a ser ancorada.

[0040] No começo do tensionamento real, os batentes de corrente inferior e superior 10, 11 são fechados (Figura 3A) e um torque predeterminado é exercido na coroa de barbotin 14, o que resulta em um pré-tensionamento da corrente 2B e assume qualquer afrouxamento. Os cilindros de tensionamento 8 são movidos para fora (Figura 3B) e o batente inferior de corrente 10 é impelido a abrir-se pela corrente movendo-se para cima. As ligações puxadas para dentro movem-se ao longo da coroa de barbotin 14 para o lado de fora da estrutura 5. Quando, por exemplo, duas ligações de corrente são puxadas para dentro (Figura 3C) os cilindros 8 são retornados à sua posição inicial (Figura 3A) e o ciclo é repetido.

[0041] Se a tensão requerida no cabo de ancoragem 2 é alcançada, os cilindros 8 são mais uma vez retornados para sua posição inicial (Figura 3A) e o cortador 16 é ativado e movido para cima para cortar a corrente (Figura 4). Depois que a corrente de instalação 2B for cortada, a porção puxada para dentro será removida da STT por meio da coroa de barbotin para eventualmente estar pendente sob a boia a uma distância da STT. A subestrutura de manuseio de corrente 18 é movida para dentro e a manilha D 12 é colocada em alinhamento com a ligação da extremidade da corrente de instalação 2B (Figuras 5A e 5B). O cilindro hidráulico 20 para fechar a manilha D 12 é movido para fora, empurrando, assim, o pino de manilha D através da corrente e conectando o mesmo ao outro lado da manilha D.

[0042] Quando a conexão é completada, os cilindros 8 no mecanismo de tensionamento 7 são movidos um pouco mais para fora de modo que o batente de corrente fixado 10 possa ser aberto. Então, os cilindros 8 são movidos para dentro de novo, um pouco além da posição inicial mostrada na Figura 3A para obter qualquer afrouxamento fora da corrente de manilha D. Nesse momento com a corrente completa 2 tensionada, o batente de corrente superior 11 é aberto, removendo, assim, a carga do dispositivo de tensionamento. Finalmente, o pino de conexão superior 13 é aberto e a STT é assentada abaixo da perna de ancoragem 2 e usada subsequentemente para tensionar e completar pernas de ancoragem adicionais.

[0043] Com esse dispositivo, todas as ferramentas de tensionamento, manuseio de corrente, corte de corrente e interconexão das correntes pendente e de instalação são integradas em um único dispositivo submersível e reutilizável.

[0044] A invenção não se restringe às modalidades acima descritas, que podem variar de inúmeras maneiras no escopo das reivindicações.

Claims (15)

1. Dispositivo (1) para tensionar correntes de âncora, particularmente pernas de ancoragem (2) de instalações e embarcações offshore (3), compreendendo uma estrutura (5) que carrega conectores (10, 11, 13) para unir porções inferior e superior (2B, 2A) da corrente (2) a ser tensionada, e caracterizado pelo fato de que a estrutura (5) carrega adicionalmente um mecanismo de tensionamento (7) para puxar pelo menos uma porção da corrente (2A, 2B) na direção da outra porção da corrente (2A, 2B) enquanto o dispositivo (1) está submerso.

2. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os conectores (10, 11, 13) para as porções inferior e superior (2B, 2A) da corrente (2) ambos se engatam de forma liberável à corrente (2).

3. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos conectores (10, 11, 13) compreende um batente de corrente.

4. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de tensionamento (7) compreende um ou mais plataforma autoelevatórias (8), um primeiro batente de corrente (10) fixado em relação a uma extremidade da(s) plataforma autoelevatória(s) e um segundo batente de corrente fixado em relação à outra extremidade do(s) plataforma autoelevatória(s) (11).

5. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a estrutura (5) carrega um mecanismo de manuseio de corrente (14) para guiar a corrente puxada para dentro (2B) para longe do mecanismo de tensionamento (7) e gerar preferivelmente uma pré-tensão na corrente (2B) pelo menos entre os mecanismos de manuseio e tensionamento (14; 7).

6. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a estrutura (5) carrega um cortador (16, 17) para separar a corrente puxada para dentro da porção tensionada da corrente, um mecanismo (18, 19) para alinhar e interconectar as extremidades das porções inferior e superior (2B, 2A) da corrente (2), e, preferivelmente, um pacote de potência e controles.

7. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de alinhamento compreende uma subestrutura móvel (18) para alinhar as extremidades das porções (2A, 2B) da corrente (2).

8. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a extremidade de uma das porções (2A, 2B) da corrente (2) compreende uma ligação que pode ser aberta (12).

9. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de ser removível da corrente tensionada (2) mediante desengate dos conectores (10, 11, 13), sendo que a estrutura (5) possui preferivelmente uma sessão transversal substancialmente em formato de U.

10. Método de tensionamento de uma corrente de âncora, particularmente um perna de ancoragem (2) de uma instalação ou embarcação offshore (3), caracterizado por compreender as etapas de:conectar de forma liberável porções inferior e superior (2B, 2A) da corrente (2) a um dispositivo de tensionamento (1), sendo que o dispositivo de tensionamento (1), assim, forma temporariamente uma ligação na corrente (2), etensionar as porções (2A, 2B) da corrente (2) com o dispositivo de tensionamento (1) enquanto o mesmo (1) é submerso.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a corrente (2) é tensionada ao puxar as porções (2A, 2B) da corrente (2) na direção uma da outra.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma tensionada é aplicada à porção puxada para dentro da corrente (2B).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que uma porção puxada para dentro da corrente é cortada da corrente (2B).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que porções (2a, 2B) da corrente (2) são interconectadas enquanto mantidas no dispositivo (1).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (1) é removido da corrente tensionada (2) e subsequentemente usado para tensionar uma corrente adicional (2)

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