BR112015025577B1 - Plataforma offshore flutuante - Google Patents

Abstract

PLATAFORMA OFFSHORE FLUTUANTE, COM PLACAS DE EXTENSÃO ACOPLADAS A PONTÃO, PARA MOVIMENTO DE ARFAGEM REDUZIDO É descrita uma plataforma offshore flutuante, com uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões da plataforma offshore e estendendo-se dos pontões. Quando a plataforma flutuante se move, as placas de extensão, acopladas ao pontão, separam a água e provocam arrasto da plataforma. A água movendo-se com as placas de extensão também aumenta a massa dinâmica. O arrasto e a massa dinâmica adicionados aumentam o período natural do movimento para longe do período de excitação de onda, para minimizar o movimento acionado pelas ondas, em comparação com uma plataforma sem as placas de extensão. As placas de extensão podem ser acopladas aos pontões, durante a fabricação no pátio, diretamente ou através de membros estruturais. As placas de extensão são geralmente localizadas inclusivamente entre as elevações de topo e de base dos pontões e, portanto, não reduzem significativamente espaço livre entre o leito do mar e o casco, no cais.

Description

[0001] Este pedido é um pedido internacional Não-Provisório US No. 13/922.361, depositado em 20 de junho de 2013, que reivindica o benefício do Pedido Provisório US No. 61/810.460, depositado em 10 de abril de 2013.

DECLARAÇÃO REFERENTE A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO FEDERALMENTE PATROCINADO

[0002] Não aplicável.

REFERÊNCIA A APÊNDICE

[0003] Não aplicável.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0004] A descrição refere-se a um método e um sistema para reduzir os movimentos verticais das plataformas flutuantes para perfuração e produção. Mais particularmente, a presente descrição refere-se a plataformas flutuantes usadas na exploração e produção de óleo e gás offshore e, mais particularmente, a uma plataforma flutuante semissubmersível, tendo placas de extensão fixamente acopladas a pontões que coletivamente funcionam para reduzir o movimento de arfagem (“heave”) da plataforma.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0005] Com a demanda significativamente crescente do suprimento de óleo e gás, exploração e produção offshore de reservatórios tornaram-se vitais para tal suprimento. Estes reservatórios usualmente requerem grandes sondas e variáveis cargas úteis, que resultam em grandes topsides (estruturas acima da linha d’água), tanto em tamanho como peso. Grandes e dispendiosas plataformas offshore de suporte são necessárias. Entretanto, o custo de tais plataformas pode ser diminuído construindo-se tal estrutura flutuante próximo da costa ou na costa e rebocando-se a estrutura para o local offshore pretendido.

[0006] Entre os tipos principais de plataformas offshore projetadas para águas profundas, incluindo a popular Spar, um tipo de plataforma é conhecido como uma plataforma semissubmersível. A estrutura é construída próximo da costa ou na costa, flutuada para o local offshore e parcialmente submersa usando-se tanques de lastro para prover estabilidade à estrutura. Submersíveis são tipicamente configurados com grandes estruturas de pontão boiantes (“buoyant”) embaixo da superfície de água e colunas mais delgadas passando através da superfície da água suportando um convés de topside em uma altura significante acima da superfície da água. As plataformas semissubmersíveis compõem grandes plataformas de custo eficaz para perfuração e produção de óleo e gás offshore. Entretanto, em razão da estrutura ter uma superfície flutuante relativamente grande, um desafio é restringir o movimento causado pela ação das ondas e vento, para prover uma desejada estabilidade para operações.

[0007] Placas de arfagem pode ser uma placa sólida ou um conjunto construído de uma pluralidade de placas, que formam uma caixa, para formar uma largura relativamente grande, comparada com sua espessura, como é geralmente entendido pelo termo “placa”. A placa de arfagem é montada na plataforma submersível, embaixo da superfície da água e embaixo pelo menos de uma parte das zonas de água influenciadas pelas ondas. A placa de arfagem aumenta a massa hidrodinâmica da plataforma offshore, em que a massa hidrodinâmica é uma medida da quantidade de um fluido movendo-se com um corpo que acelera no fluido e depende do formato do corpo e da direção de seu movimento. A placa de arfagem, nas mais baixas profundidades, provê resistência adicional ao movimento vertical e inclinante, que de outro modo ocorreria próximo da ou na superfície da água. Tipicamente, os projetistas são motivados a fixar a placa de arfagem em níveis mais profundos. Entretanto, a profundidade é inicialmente limitada porque a plataforma é construída próximo da ou na costa em profundidades rasas. Assim, alguns sistemas têm uma capacidade de diminuição para a placa de arfagem. A placa de arfagem pode ser abaixada a uma profundidade mais desejável após a plataforma estar em posição no local offshore pretendido. Exemplos de tais sistemas são ilustrados, por exemplo, na Pat. U.S. No. 6.652.192, Pat. U.S. No. 7.219.615 (como uma continuação da Pat. U.S. No. 7.156.040) e Pat. US No. 6.718.901, e são incorporados por referência aqui. Cada um destes sistemas descreve o abaixamento da placa de arfagem a uma profundidade abaixo da plataforma, após serem localizados no pretendido local offshore.

[0008] A Pat. U.S. No. 6.652.192 descreve uma plataforma de perfuração e produção offshore flutuante, com arfagem suprimida, tendo colunas verticais, treliças laterais conectando colunas adjacentes, uma placa horizontal submersa profundamente, suportada pela base das colunas por pernas de treliças verticais, e um convés topside suportado pelas colunas. As treliças laterais conectam colunas adjacentes próximo de sua extremidade inferior, para aumentar a integridade estrutural da plataforma. Durante o lançamento da plataforma e reboque em águas relativamente rasas, as pernas de treliça são alojadas em eixos dentro de cada coluna, e a placa é transportada logo abaixo das extremidades inferiores das colunas. Após a plataforma ter sido flutuada para o local de perfuração e produção em águas profundas, as pernas de treliça são abaixadas dos eixos de coluna para abaixar a placa a um calado profundo para reduzir o efeito das forças das ondas e para prover resistência a movimento de arfagem e vertical à plataforma. A água dos eixos de coluna é então removido para boiantemente levantar a plataforma, de modo que o convés fique na desejada elevação acima da superfície da água.

[0009] A Patente U.S. No. 7.219.615 descreve um navio semissubmersível, tendo um par de pontões verticalmente afastados, com flutuação variada. O pontão mais baixo é retido e uma proximidade quase vertical ao pontão superior, quando o navio está em trânsito. O pontão inferior é lastreado no local de posicionamento, levando o pontão para uma profundidade de cerca de 32 metros abaixo da primeira linha de referência do pontão. Como resultado, as características de estabilidade e movimento do navio são significativamente melhoradas.

[0010] Embora cada um destes sistemas ofereça soluções para uma plataforma estabilizada, tendo uma placa de arfagem abaixada, na prática a estrutura de suporte da placa de arfagem da plataforma pode sofrer desafios de rigidez. Por exemplo, a Patente U.S. No. 7.219.615 descreve pernas extensíveis. Devido à natureza extensível das pernas, nenhum reforço diagonal entre as pernas é mostrado, que seria capaz de resistir ao torcimento e dobra da estrutura de suporte estendida para a placa de arfagem, porque o reforço diagonal entre as pernas aparentemente interferiria com o prolongamento e retração das pernas através das guias. A Patente U.S. No. 6.652.192 ilustra treliças extensíveis dentro de colunas tendo reforço de cabo flexível diagonal instalado entre as treliças, após extensão das pernas. Devido a uma interferência entre os membros diagonais de treliça e coluna, é difícil projetar um receptáculo que possa envolver as pernas de treliça e o reforço diagonal rígido, para efetivos suporte e transferência de carga. A patente não descreve reforço rígido entre treliças pela mesma razão, isto é, o reforço rígido entre as treliças pareceria interferir com o prolongamento e retração das treliças. Outro exemplo inclui a Patente U.S. No. 6.178.901, que descreve pernas extensíveis, de modo que o posicionamento de uma plataforma de produção de óleo e gás offshore compreende colocar um convés de equipamento boiante em um pontão boiante, de modo que pernas alongadas do pontão, cada uma compreendendo uma boia boiante, se estendam movelmente através das respectivas aberturas do convés. Correntes estendendo-se dos guinchos sobre o convés são amarradas através de poleames dos pontões e conectadas de volta ao convés. As correntes são apertadas para prender o convés no pontão para movimento conjunto para um local offshore. As correntes são afrouxadas e o pontão e as boias de pernas lastreadas, de modo que o pontão e as boias de pernas afundem embaixo do convés flutuante. Um outro exemplo da concepção de calado estendido é visto na Publ. U.S. No. 20020041795.

[0011] Além disso, um calado profundo semissubmersível usualmente necessita ter mais do que um calado de 60 m para ter o movimento favorável para suportar as conexões ao leito do mar em estados de mar inóspitos. Com este calado profundo semissubmersível, a integração do topside no lado do cais e a transição do pátio de fabricação para o local de instalação tornam-se problemáticas, em vista da coluna ser demasiado elevada para estabilizar a plataforma durante o modo de transição. Muitos projetos resolvem esta dificuldade estendendo o calado, o que requer o significativo risco de operação de instalação offshore.

[0012] Permanece a necessidade de um diferente sistema e método para uma plataforma offshore flutuante, tendo uma melhorada estabilização da plataforma offshore.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] A descrição provê melhorado desempenho e reduz o movimento horizontal e/ou vertical de uma plataforma offshore flutuante, incluindo uma ou mais placas de extensão acopladas a um ou mais pontões da plataforma offshore e estendendo-se dos pontões, o que permite que a água em cada lado das placas de extensão reduza o movimento de arfagem da plataforma. As placas de extensão geralmente terão uma área de superfície combinada estendendo-se dos pontões de pelo menos 10% de uma área de superfície definida por uma área perimétrica interna dos pontões sem as placas de extensão. Quando a plataforma flutuante se move, as placas de extensão acopladas ao pontão separam a água e provocam arrasto sobre a plataforma na direção do movimento. O arrasto resulta em menor movimento da plataforma, sem a necessidade de estender as pernas da plataforma para obter uma redução equivalente de movimento. A água movendo-se com as placas de extensão também aumenta a massa dinâmica. Em algumas formas de realização, com pelo menos duas placas de extensão estendendo-se da mesma superfície do pontão, em diferentes locais, de modo que uma placa de extensão seja disposta adjacente à outra placa de extensão, a água é aprisionada entre as placas de extensão e cria ainda massa dinâmica para a plataforma reduzir a arfagem. A massa dinâmica adicionada aumenta o período natural do movimento longe do período de excitação das ondas, para minimizar o movimento acionado pelas ondas. Como resultado, o movimento da plataforma pode ser reduzido, em comparação com uma plataforma sem as placas de extensão. As placas de extensão podem ser acopladas aos pontões durante a fabricação no pátio diretamente ou através de membros estruturais. As placas de extensão geralmente ficam acima ou no mesmo nível da extensão e, portanto, não reduzem significativamente espaço livre entre o leito do mar e o casco, no cais.

[0014] A descrição provê uma plataforma offshore flutuante, compreendendo um casco flutuante compreendendo: pelo menos uma coluna estendendo-se verticalmente; e pelo menos um pontão acoplado à coluna estendendo-se verticalmente, que são configurados para serem dispostos pelo menos parcialmente embaixo de uma superfície de água, em que a plataforma offshore é disposta; e pelo menos uma placa de extensão, que se estende do e é fixamente acoplada ao pontão, em uma elevação que fica pelo menos parcialmente embaixo de uma superfície de água, em que a plataforma offshore é disposta durante operação, e configurados para reduzir o movimento de arfagem da plataforma pelo menos provocando separação de água horizontal, separação de água vertical ou uma combinação delas em torno da placa de extensão acoplada ao pontão, quando a plataforma se move na água. BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma placa de extensão.

[0016] A Figura 2 é uma vista lateral esquemática da plataforma offshore flutuante exemplar com a placa de extensão.

[0017] A Figura 3 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão, fixamente acopladas a uma parte de base de um ou mais pontões.

[0018] A Figura 4 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de topo de um ou mais pontões.

[0019] A Figura 5 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão, fixamente acopladas a uma parte de base e a uma parte de topo de um ou mais pontões.

[0020] A Figura 6A é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base e a uma parte de topo de um ou mais pontões, as placas de extensão tendo uma largura mais estreita, em comparação com uma largura das placas de extensão da Figura 5.

[0021] A Figura 6B é uma vista em perspectiva esquemática em seção transversal da forma de realização da Figura 6A.

[0022] A Figura 6C é uma vista lateral esquemática em seção transversal da forma de realização da Figura 6B.

[0023] A Figura 6D é uma vista esquemática em seção transversal de detalhe das placas de extensão acopladas a um pontão com separação de água e aprisionamento de água da Figura 6C.

[0024] A Figura 6E é uma vista esquemática em seção transversal de detalhe das placas de extensão com asas acopladas a um pontão com separação de água e aprisionamento de água, similar à forma de realização da Figura 6D.

[0025] A Figura 6F é uma vista de topo esquemática da forma de realização da Figura 6A.

[0026] A Figura 7 é um gráfico dos efeitos RAO de arfagem preditos sobre as formas de realização da plataforma offshore ilustradas nas Figuras 3 - 6A, com base em um período de arfagem de projeto típico.

[0027] A Figura 8 é um gráfico dos efeitos RAO de inclinação (“pitch”) preditos das formas de realização da plataforma offshore, ilustradas nas Figuras 3-6A, com base em um período de arfagem de projeto típico.

[0028] A Figura 9 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base e uma parte de topo de pelo menos dois pontões.

[0029] A Figura 10 é uma vista de topo esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões.

[0030] A Figura 11A é uma vista de topo esquemática de outras formas de realização exemplares de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões.

[0031] A Figura 11B é uma vista em perspectivada forma de realização da Figura 11A.

[0032] A Figura 12 é uma vista de topo esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões.

[0033] A Figura 13 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão acopladas externamente a um ou mais pontões.

[0034] A Figura 14A é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes de um pontão.

[0035] A Figura 14B é uma vista lateral esquemática em seção transversal de um pontão da forma de realização mostrada na Figura 14A.

[0036] A Figura 15 é uma vista lateral esquemática em segunda extremidade de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão.

[0037] A Figura 16 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão.

[0038] A Figura 17 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão.

[0039] A Figura 18 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0040] As Figuras descritas acima e a descrição feita de estruturas e funções específicas abaixo não são apresentadas para limitar o escopo do que a Requerente inventou ou do escopo das reivindicações anexas. Mais exatamente, as Figuras e descrição feita são providas para mostrar a qualquer pessoa versada na técnica como produzir e usar as invenções cuja proteção de patente é procurada. Aqueles versados na técnica observarão que nem todos os aspectos de uma forma de realização comercial das invenções são descritos ou mostrados para fins de clareza e entendimento. Pessoas versadas nesta técnica também observarão que o desenvolvimento de uma forma de realização comercial real, incorporando aspectos das presentes invenções, requererá numerosas decisões específicas de implementação, para atingir o objetivo final do inventor para a forma de realização comercial. Tais decisões específicas de implementação podem incluir e provavelmente não são limitadas à submissão a restrições relacionadas com o sistema, relacionadas com o negócio, relacionadas com o governo e outras, que podem variar por implementação específica, localização e ocasionalmente. Embora os esforços do inventor possam ser complexos e demorados em um sentido absoluto, tais esforços seriam, contudo, um empreendimento de rotina para aqueles de habilidade comum nesta técnica, tendo o benefício desta descrição. Deve ser entendido que as invenções descritas e mostradas aqui são susceptíveis de numerosas e várias modificações e formas alternativas. O uso de um termo singular, tal como mas não limitado a “um”, “uma”, não é pretendido como limitando o número de itens. Também o uso de termos relacionais, tais como, mas não limitado a “topo”, “base”, “esquerda”, “direita”, “superior”, “inferior”, “em baixo”, “em cima”, “lado” etc., são usados na descrição escrita para clareza em referência específica às Figuras e não são destinados a limitar o escopo da invenção ou as reivindicações anexas. Onde apropriado, alguns elementos foram rotulados com um caractere alfabético após um número, para referência a um membro específico do elemento numerado, para auxiliar na descrição das estruturas em relação às Figuras, porém não é limitante das reivindicações, a menos que especificamente citado. Quando se referindo genericamente a tais membros, o número sem a letra é usado. Além disso, tais designações não limitam o número de membros que podem ser usados para aquela função.

[0041] Uma plataforma offshore flutuante é descrita com uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões da plataforma offshore e estendendo-se dos pontões. Quando a plataforma flutuante move-se verticalmente, as placas de extensão acopladas no pontão separam a água e provocam o arrasto da plataforma. A água movendo-se verticalmente com as placas de extensão também aumenta a massa dinâmica. O arrasto e a massa dinâmica aumentam o período natural do movimento vertical para longe do período de excitação das ondas, para minimizar o movimento acionado pelas ondas, em comparação com uma plataforma sem as placas de extensão. As placas de extensão podem ser acopladas aos pontões durante a fabricação no pátio, diretamente ou através de membros de estrutura. As placas de extensão geralmente são localizadas inclusivamente entre as elevações de topo e de base dos pontões e, portanto, não reduzem espaço livre entre o leito do mar e a extensão do casco no cais.

[0042] A Figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma placa de extensão. A Fig. 2 é uma vista lateral esquemática da plataforma offshore flutuante exemplar com a placa de extensão. A Figura 3 é uma vista em seção transversal em perspectiva esquemática da plataforma offshore flutuante com a placa de extensão disposta em uma área aberta entre os pontões, colunas ou uma combinação deles. A Figura 4 é uma vista em seção transversal de topo esquemática da plataforma flutuante com uma placa de extensão. A Figura 5 é uma vista em seção transversal lateral esquemática da plataforma flutuante com a placa de extensão. As figuras serão descritas em conjunto entre si.

[0043] Uma plataforma offshore flutuante exemplar 2 geralmente inclui um topside 4 (também referenciado como um convés), que suporta equipamento, instalações e operações para a plataforma offshore. O topside 4 é acoplado a uma pluralidade de colunas 6, geralmente pelo menos três e com frequência quatro colunas. As colunas 6 têm uma altura de coluna Hc com uma parte que fica abaixo do nível d’água 16, para estabelecer uma altura de calado HD. As colunas podem ser pelo menos parcialmente boiantes e podem ser ajustáveis em sua flutuabilidade. As colunas 6 podem ser acopladas com os pontões 8, geralmente com dois pontões dispostos em ângulos entre si e acoplados à mesma coluna (e indiretamente acoplados entre si). Alternativamente, os pontões podem ser diretamente acoplados entre si, para formar uma base de pontão e as colunas acopladas à base de pontão. Geralmente, os pontões 8 são projetados para serem dispostos em operação em um plano substancialmente horizontal 68. Em algumas formas de realização, a coluna 6 pode incluir uma base de coluna 12, que se estende como um alargamento de uma ou mais de outras partes da coluna 6. Os pontões têm uma altura HP. A base de coluna 12 pode ter uma diferente altura dos pontões.

[0044] As colunas 6 (com as bases de coluna 12, se presentes) e os pontões 8 podem ser referenciados aqui como um casco 20. Uma abertura de casco interna 22 é formada entre os pontões da base de pontão e quaisquer partes expostas internas das colunas acopladas com os pontões, tendo uma área de superfície definida por uma área perimétrica interna dos pontões sem as placas de extensão. A abertura de casco 22 é geralmente usada para posicionar tubos de subida no leito do mar (não mostrado) e outros membros de subsuperfície.

[0045] A descrição provê uma ou mais placas de extensão 10, que são acopladas aos pontões. As placas de extensão podem ser acopladas de qualquer maneira adequada como acoplamento é definido aqui, incluindo, por exemplo, e sem limitação, soldagem, aparafusamento e outras fixações, e podem incluir o uso de uma estrutura ou outros componentes para acoplar as extensões aos pontões. Uma placa de extensão 10 é geralmente uma placa como o termo é normalmente usado no campo, isto é, tendo uma grande área quadrada, comparada com uma pequena espessura, e é geralmente uma estrutura não-boiante. A placa de extensão 10 desta forma de realização é geralmente orientada horizontalmente e localizada entre as elevações de topo e base, inclusive, dos pontões dentro da abertura de casco 22 do casco 20. A placa de extensão pode ter outros formatos geométricos que possam ser apropriados para a plataforma offshore, incluindo, sem limitação, retangular, triangular e quadrado, e assim em diante.

[0046] Em pelo menos uma forma de realização, a placa de extensão 10 é acoplada na ou acima da base 24 do casco 20 da plataforma offshore 2, isto é, a placa de extensão geralmente pode ser posicionada em uma elevação que é inclusivamente entre o topo e a base de um pontão. A placa de extensão 10 pode ser instalada durante o processo de fabricação da plataforma offshore no pátio de fabricação. Assim, a placa de extensão e a estrutura não necessariamente diminui a folga da base durante o reboque úmido ou integração no cais no topside 4.

[0047] A placa de extensão 10, da forma de realização ilustrada, ajuda a adicionar arrasto do volume de água movendo-se através da placa de extensão, durante movimento vertical da plataforma. A separação da água dissipa a energia para gerar arrasto durante o movimento da plataforma. O arrasto ajuda a reduzir o movimento de arfagem induzido da plataforma através do amortecimento, tal como em tufões no Golfo do Mexico e outros estados de mar severos. A adição da placa de extensão provê um melhor movimento de arfagem, aumentando o período natural de um movimento de arfagem maior do que um calado profundo convencional semissubmersível. Além disso, o tamanho da placa ou placas de extensão ajuda a sintonizar a fase das cargas de onda no casco 20, para reduzir as cargas totais de onda em um período de arfagem crítico, quando a energia das ondas é máxima. O tamanho e configurações particulares podem ser modelados e/ou experimentalmente determinadas por aqueles de habilidade comum na técnica, dados os ensinamentos e orientação providos aqui. Por exemplo, uma placa de extensão demasiado pequena reduz a área de superfície disponível para a separação da água e massa adicionada, e pode resultar em reduzida eficácia da placa de extensão.

[0048] As folhas de desenhos com as Figuras 3 - 6A ilustram várias outras formas de realização exemplares de uma ou mais placas de extensão acopladas a um ou mais pontões.

[0049] A Figura 3 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base de um ou mais pontões. A plataforma offshore 2A, mostrada na Figura 3, inclui as colunas 6 e os pontões 8,como foi descrito acima. A uma ou mais placas de extensão 10 são acopladas a uma parte de base dos pontões, em torno da periferia interna dos pontões e colunas contíguas. A forma de realização inclui um único nível de placas de extensão acopladas à parte de base dos pontões nas superfícies internas dos pontões. Outras formas de realização descritas abaixo acoplam a placa de extensão a uma parte de topo do pontão e/ou nas superfícies externas do pontão.

[0050] A Figura 4 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de topo de um ou mais pontões. A plataforma offshore 2B desta forma de realização é similar à forma de realização mostrada na Figura 3, porém com a uma ou mais placas de extensão 10 acopladas a uma parte de topo do um ou mais pontões 8. As expressões “parte de base” e “parte de topo” são destinadas a ser largamente interpretadas de modo que a parte de base fique mais baixa do que metade da altura Hp, mostrada na Figura 2, do pontão, e a parte de topo fique mais elevada do que a metade da altura do pontão. As partes de base e as partes de topo podem incluir as superfícies de base e de topo dos pontões também.

[0051] A Figura 5 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base e uma parte de topo de um ou mais pontões. A plataforma offshore 2C desta forma de realização ilustra uma ou mais placas de extensão tanto na parte de topo 8A como na parte de base 8B. O uso de múltiplas placas de extensão em diferentes níveis é descrito em mais detalhes abaixo.

[0052] A Figura 6A é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base e uma parte de topo de um ou mais pontões. A plataforma offshore 2D desta forma de realização é similar à forma de realização mostrada na Figura 5 com a uma ou mais placas de extensão 10A, 10B tendo uma largura mais estreita do que as placas de extensão ilustradas na Figura 5. Por exemplo, a área de superfície combinada das placas de extensão da plataforma 2D de uma vista de topo poderia ser igual a cerca de 10% da área quadrada da abertura de casco 22 entre os pontões sem as placas de extensão. Por comparação, a área de superfície combinada das placas de extensão da plataforma 2C de uma vista de topo poderia igualar cerca de 35% da área quadrada da abertura de casco 22 entre os pontões, sem as placas de extensão. Outras percentagens podem ser usadas para ajustar desempenho da plataforma offshore para o ambiente particular em que a plataforma é projetada e as percentagens são exemplares. Geralmente acredita-se que a maior parte das melhorias de desempenho das placas de extensão pode ser comercialmente conseguida com uma área quadrada das placas de extensão, como visto por uma vista de topo entre 10% e 40% inclusivamente da área quadrada da abertura de casco 22, como calculado sem as placas de extensão, e qualquer percentagem entre elas, tais como 15%, 20%, 25%, 30%, 35% e 11%,12%, 13%, 14% e assim em diante.

[0053] A Figura 6B é uma vista em perspectiva esquemática seccional transversal da forma de realização da Figura 6A. A Figura 6C é uma vista em perspectiva esquemática em seção transversal da Figura 6B. A Figura 6D é uma vista esquemática em seção transversal detalhada das placas de extensão acopladas a um pontão com separação de água e aprisionamento de água da Figura 6C. A Figura 6E é uma vista esquemática em seção transversal detalhada das placas de extensão com asas, acoplada a um pontão com separação de água e aprisionamento de água, similar à forma de realização da Figura 6D. A Figura 6F é uma vista de topo esquemática da forma de realização da Figura 6A. As figuras serão descritas e conjunto entre si e o conjunto coletivo das figuras da forma de realização das Figuras 6A-6F pode ser genericamente referenciado como Figura 6. Embora qualquer uma das Figuras 3 - 5 acima pudessem ser explicadas em detalhes, a forma de realização mostrada nas Figuras 6A - 6F será descrita mais detalhadamente para fins ilustrativos. Será entendido por aqueles de habilidade comum na técnica que os princípios descritos na forma de realização das Figuras 6A - 6F podem ser também aplicados às formas de realização mostradas nas Figuras 3 a 5.

[0054] A plataforma offshore 2D das Figuras 6A - 6F, com uma pluralidade de colunas 6 e uma pluralidade de pontões 8 acoplados às colunas, formem um perímetro interno do casco tendo uma abertura de casco 22. Para a forma de realização particular descrita, um ou mais placas de extensão 10A são fixamente acopladas a uma parte de topo 8A de um ou mais pontões 8. Similarmente, uma ou mais placas de extensão 10B são fixamente acopladas a uma parte de base 8B de mais pontões 8. Na forma de realização ilustrada, todos os pontões 8 têm cada um uma primeira extremidade de topo e de base 10A, 10B. Entretanto, a invenção não é, assim, limitada e diferentes pontões podem ter diferentes placas de extensão e mesmo em alguns casos nenhuma placa de extensão, dependendo das exigências de projeto particulares para o meio-ambiente operacional da plataforma offshore.

[0055] Um importante aspecto da presente invenção é a capacidade das placas de extensão provocarem separação de água 38A, 38B, mostrado na Figura 6D, visto que as placas de extensão oscilam com a plataforma offshore, em resposta ao movimento das ondas. A separação de água 38A, 38B circunda cada uma das placas de extensão que são, por exemplo, horizontalmente dispostas a partir da superfície de pontão vertical 8C do pontão 8. Quando uma pluralidade de placas de extensão é usada em diferentes níveis, cada primeira extremidade pode provocar separação de água. Por exemplo, a primeira extremidade 10A pode provocar separação de água 38A e a primeira extremidade 10B em um nível inferior do da primeira extremidade 10A pode provocar separação de água 38B. Esta separação de água cria um arrasto na plataforma offshore 2D e eficazmente atua como uma força de amortecimento para restringir o movimento que de outro modo ocorreria pela ação das ondas em uma plataforma offshore sem as placas de extensão.

[0056] Além disso, o uso das placas de extensão em diferentes níveis, tais como acima ou abaixo de outra placa de extensão, cria uma zona de aprisionamento de água 40, ilustrada na Figura 6D. Uma parte da água da zona de aprisionamento de água 40 pode não necessariamente ser separada como mostrado na separação de água 38A, 38B. Entretanto, a água da zona de aprisionamento de água 40 é essencialmente limitada entre as placas de extensão 10A, 10B e eficazmente adiciona massa à estrutura da plataforma offshore 2D. A água não é fixamente acoplada ou fixamente limitada e, assim, é considerada massa dinâmica. Assim, como ilustrado na Figura 6D, os dois princípios da eficácia das placas de extensão são: primeiro, a separação de água em torno da borda da placa de extensão e, em segundo lugar, quando as placas de extensão são posicionadas em diferentes níveis, o aprisionamento dinâmico da água acrescenta massa à estrutura global. O primeiro modo cria arrasto e o segundo modo cria massa.

[0057] Como mostrado na Figura 6E, as placas de extensão podem incluir asas que são dispostas em um ângulo com as placas de extensão. Por exemplo, as placas de extensão 10B poderiam ter uma asa 64 formada no formato de um “L” com a placa de extensão. Alternativamente e com limitação, a placa de extensão 10A poderia ter uma asa 66 formada no formato de um “T” com a placa de extensão. Várias combinações de uma asa ou asas são previstas, tais como, sem limitação, uma asa em uma ou outra das placas de extensão e a outra placa de extensão, se presente, não tendo asa, cada placa de extensão tendo uma asa “T”; cada placa de extensão tendo uma asa em “L”; a placa de extensão 10A tendo uma asa em “L” e a placa de extensão 10B tendo uma asa em “T”, e outras variações e combinações. As assas auxiliam no aprisionamento da água nas placas de extensão quando as placas de extensão se movem na água. As asas 64, 66 ajudam a adicionar arrasto e massa d’água às placas de extensão 10A, 10B. As asas podem ser de diferentes comprimentos como na Figura 6E e diferentes comprimentos ao longo do comprimento das placas de extensão, tal como mostrado nas Figuras 6F, 11A, 11B.

[0058] O tamanho da uma ou mais placas de extensão pode determinar a eficácia da separação de água e da massa dinâmica. Para fins ilustrativos, pode ser usada a relação da área quadrada da uma ou mais placas de extensão, quando vistas de uma vista de topo, em comparação com a área quadrada da abertura de casco 22, sem as placas de extensão. Quando múltiplos níveis de placa de extensão são usados, somente um nível de placas de extensão, por exemplo, de uma vista de topo pode ser usado para calcular a relação da área da superfície das placas de extensão para a área da abertura de casco. Na forma de realização mostrada na Figura 6F, a área quadrada de cada uma das placas de extensão seria seu respectivo comprimento Lp x a largura Wp para as placas de extensão e torno do perímetro dos pontões da vista de topo. Na forma de realização exemplar da plataforma offshore 2D, o número de placas de extensão é quatro (4) para calcular a área de superfície, e excluiria quaisquer placas de extensão abaixo das placas de extensão ilustradas da vista de topo. A área quadrada dentro do casco da abertura de casco 22 é igual a LH x WH, conforme medido entre os pontões sem as placas de extensão. A relação da área de placa de extensão para a área de abertura de casco pode variar entre 10% a 40%, como descrito acima, e qualquer percentagem entre elas. Além disso, se a plataforma offshore tiver menos ou mais colunas do que as quatro colunas ilustradas nas Figuras 6A-6F, o formato da abertura de casco 22 poderia variar e a área quadrada dentro do casco entre os pontões seria calculada como aplicável à estrutura particular.

[0059] A Figura 7 é um gráfico dos efeitos RAO de arfagem preditos sobre as formas de realização da plataforma offshore ilustradas nas Figuras 3-6A, que são estabilizados pela placa de extensão, com base em um período de arfagem de projeto típico. O eixo-X é o tempo em segundos de um período de arfagem e o período natural da plataforma offshore 2, sem a placa de extensão 10 e com a placa de extensão. O eixo-Y representa o operador da amplitude de resposta (RAO), um termo conhecido na técnica de projetos de navios, para responder ao movimento de um navio em proporção a uma altura de onda. Para fins ilustrativos do desempenho do modelo predito, mostrado nas Figuras 7 e 8, a área quadrada das placas de extensão das plataformas exemplares, quando vistas pelo topo, era de 37% da abertura de casco 22, com exceção da plataforma mostrada na Figura 6A, em que a área de superfície da placa de extensão era de 10% da abertura de casco 22. Efetivamente, a placa de extensão aumenta o período da plataforma offshore e a ressonância de tal período, de modo que a plataforma offshore é mais estabilizada e seu movimento é amortecido no período de projeto. Assim, o movimento da plataforma offshore não é feito em correlação direta com a onda passando pela plataforma offshore.

[0060] A curva 46 com losangos ilustra um RAO de arfagem relativamente baixo para a plataforma offshore 2D ilustrada na Figura 6A, em comparação com valores típicos para uma plataforma similar sem as placas de extensão. A plataforma offshore 2D inclui um duplo nível de placas de extensão, isto é, placas de extensão 10A fixadas a uma parte de topo dos pontões e placas de extensão 10B fixadas à parte de base dos pontões. A área de superfície das placas de extensão do modelo exemplar que gerou a curva é de 10% da área de superfície da abertura de casco 22, sem as placas de extensão, quando vistas pela vista de topo.

[0061] A curva 48 com círculos ilustra o RAO de arfagem para a plataforma offshore 2C ilustrada na Figura 5. A formas de realização da plataforma offshore 2C é similar à plataforma offshore 2D ilustrada na Figura 6A com dois níveis de placas de extensão nas partes de topo e de base dos pontões, porém com placas de extensão mais largas, estendendo-se para dentro a partir dos pontões. A curva 48 foi gerada com base nas placas de extensão tendo uma área quadrada de 37% da área quadrada da abertura de casco. A curva 48 ilustra que a área quadrada aumentada das placas de extensão muda o RAO de arfagem para um período de arfagem maior e reduz a resposta modal da arfagem às ondas. Entretanto, o meio-ambiente aumenta a resposta das ondas através da faixa de frequência de 10 a 22 segundos. O período de arfagem muda de 21 para 24.

[0062] A curva 50 com estrelas ilustra o RAO de arfagem para a plataforma offshore 2B ilustrada na Figura 4. A plataforma offshore 2B tem um único nível de placas de extensão localizado em direção à parte de topo dos pontões. A área de superfície das placas de extensão para este modelo exemplar é de 37% da área quadrada da abertura de casco 22. A curva 50 ilustra que o RAO de arfagem é deslocado para a direita, em comparação com a forma de realização ilustrada na Figura 6A, para um maior período de arfagem e reduz a resposta modal de arfagem às ondas. Entretanto, o meio-ambiente aumenta a resposta às ondas através da faixa de frequência de 10 a 22 segundos. O período de arfagem muda de 21 para 22 segundos.

[0063] A curva 52 com quadrados ilustra o RAO de arfagem para a plataforma offshore 2A ilustrada na Figura 3. A plataforma offshore 2A tem a única camada de placas de extensão acoplada a uma parte de base dos pontões. No modelo exemplar, a área quadrada das placas de extensão era de 37%, em comparação com a área quadrada da abertura de casco 22. A curva 52 ilustra que o RAO de arfagem é deslocado para a direita da curva 50 para um maior período de arfagem e reduz a resposta modal de arfagem às ondas. Entretanto, o meio-ambiente aumenta a resposta das ondas através da faixa de frequência de 10 para 22 segundos. O período de arfagem muda de 21 para 22.

[0064] A Figura 8 é um gráfico dos efeitos de RAO de a inclinação preditos sobre as formas de realização de plataforma offshore ilustradas nas Figuras 3 - 6A, com base em um período de arfagem de projeto típico. A inclinação difere da arfagem pelo fato de que a inclinação é o movimento angular para longe de uma linha vertical da plataforma offshore, em resposta à ação da onda, em comparação com a arfagem que é medida do movimento vertical ao longo do eixo geométrico vertical da plataforma offshore, em resposta à ação das ondas. A curva 56 com losangos ilustra um RAO de inclinação relativamente baixa para a plataforma offshore 2D ilustrada na Figura 6A, em comparação com uma plataforma offshore típica sem as placas de extensão. A curva 58 com círculos ilustra o RAO de inclinação para a plataforma offshore 2C ilustrada na Figura 6. A curva 60 com estrelas ilustra o RAO de inclinação para a plataforma offshore 2B ilustrada na Figura 4. A curva 62 com quadrados ilustra o RAO de passo para a plataforma offshore 2A ilustrada na Figura 3.

[0065] O RAO de inclinação consistentemente atinge o pico para todas as curvas em um período em torno de 15 segundos. Entretanto, o RAO de mais baixa inclinação foi na curva 56 para a forma de realização da plataforma offshore 2D da Figura 6A. O RAO de mais elevada inclinação foi na curva 62 para a forma de realização da plataforma offshore 2A da Figura 3. As formas de realização restantes tiveram curvas para os valores RAO de inclinação que ocorreram entre as curvas 56 e 62.

[0066] A Figura 9 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a uma parte de base e uma parte de topo de pelo menos dois pontões. Uma plataforma offshore 2E tem um arranjo alternativo de placas de extensão 10A, 10B. As placas de extensão 10A, 10B podem ser acopladas a uma pluralidade de pontões, tais como no canto, de modo que dois pontões poderiam ser acoplados à mesma placa de extensão. Dois níveis de placas de extensão 10A e 10B são ilustrados. A placa de extensão 10B é mais baixa do que a placa de extensão 10A e é acoplada a uma parte de base dos pontões 8. A placa de extensão 10A é acoplada a uma parte de topo dos pontões 8. Outras formas de realização incluiriam um único nível de placas de extensão e várias combinações de placas de extensão com as placas de extensão mostradas ou descritas em outras formas de realização aqui. Além disso, a área quadrada das placas de extensão poderia ser calculada com base no formato geométrico das placas de extensão de uma vista de topo.

[0067] A Figura 10 é uma vista de topo esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões. Uma plataforma offshore 2 tem um arranjo alternativo de placas de extensão 10A, 10B. As placas de extensão 10A, 10B podem ser acopladas a uma pluralidade de pontões e colunas 6, tais como nas bases das colunas 12 das colunas. Além disso, as placas de extensão 10A, 10B podem ser acopladas entre um pontão e a coluna em ambos os lados da coluna, como mostrado. Alternativamente, as placas de extensão podem ser acopladas somente em um lado da coluna. Dois níveis das placas de extensão 10A e 10B são ilustrados. A placa de extensão 10B é mais baixa do que a placa de extensão 10A e é acoplada a uma parte de base dos pontões 8. A placa de extensão 10A é acoplada a uma parte de topo dos pontões 8. Outras formas de realização poderiam incluir um único nível de placas de extensão e várias combinações de placas de extensão com as placas de extensão mostradas ou descritas em outras formas de realização aqui. Além disso, a área quadrada das placas de extensão poderia ser calculada com base no formato geométrico das placas de extensão de uma vista de topo como examinado ou mostrado nas outras Figuras aqui.

[0068] A Figura 11A é uma vista de topo esquemática de outras formas de realização exemplares de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões. A Figura 11B é uma vista em perspectiva da forma de realização da Figura 11A. As figuras serão descritas em conjunto entre si. Uma plataforma offshore 2 tem várias formas de realização alternativas de placas de extensão ilustradas para as várias colunas 6, que podem ser usadas em múltiplas colunas ou todas colunas da plataforma offshore ou em combinação entre si em torno das várias colunas, ou em combinação com outras formas de realização descritas ou mostradas nas outras Figuras aqui.

[0069] Em uma forma de realização mostrada em torno da coluna 6A, um pontão 8a inclui uma extensão de pontão 14A. A extensão de pontão 14A pode ser uma extensão direta do pontão 8A com a coluna 6A acoplada ao pontão e/ou extensão de pontão, ou a extensão de pontão 14A pode ser acoplada como uma extensão indireta do pontão 8A com a coluna 6A separando o pontão 8A e a extensão de pontão 14A. Um arranjo similar pode ser formado pela extensão de pontão 14B relativo ao pontão 8B. Os pontões 8A e 8B são dispostos em um ângulo não-zero entre si. Uma placa de extensão 10S pode ser acoplada a um pontão 8B e a extensão de pontão 14A disposta em um ângulo com o pontão 8B. Uma placa de extensão 10T pode ser acoplada entre as extensões de pontão 14A e 14B (e indiretamente acoplada aos pontões). Uma placa de extensão 10U pode ser acoplada a um pontão 8A e à extensão de pontão 14B. Como descrito em outras formas de realização, múltiplas camadas em diferentes elevações podem ser acopladas em modo semelhante.

[0070] Como outra forma de realização mostrada em torno da coluna 6B, uma placa de extensão 10V pode ser acoplada em torno da coluna 6B e ser acoplada aos pontões 8A e 8C. O tamanho da placa de extensão (e outras placas de extensão das várias formas de realização aqui) pode vantajosamente beneficiar-se de um suporte de placa 76 para endurecer a placa de extensão. Outras formas de realização podem não usar um suporte de placa. Se duas partes de extensão forem usadas em diferentes elevações, o suporte de placa 76 pode ser acoplado entre as placas de extensão.

[0071] A Figura 12 é uma vista de topo esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas a um ou mais pontões. A Figura 12 é similar em alguns aspectos à forma de realização mostrada na Figura 10, sem a base de coluna 12. Uma placa de extensão 10Y pode ser acoplada a uma coluna 6 e um pontão 8B. Uma placa de extensão 10Z pode ser acoplada à coluna 6 e a um pontão 8D. Como descrito em outras formas de realização, múltiplas camadas de placas em diferentes elevações podem ser acopladas de modo semelhante. Outras formas de realização poderiam incluir um único nível de placas de extensão e várias combinações de placas de extensão mostradas ou descritas ou mostradas em outras Figuras aqui. Além disso, a área quadrada das placas de extensão poderia ser calculada com base no formato geométrico das placas de extensão por uma vista de topo.

[0072] A Figura 13 é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão acopladas externamente a partir de um ou mais pontões. A plataforma offshore 2F mostra uma ou mais placas de extensão 10H, 10J acopladas a um ou mais dos pontões 8 externamente dos pontões. As placas de extensão podem ter áreas de superfície similares, como foi descrito acima em relação à área quadrada da abertura de casco 22. As placas de extensão poderiam ser acopladas a uma parte de topo, uma parte de base, ou ambas. Além disso, algumas placas de extensão podem ser localizadas internamente em alguns dos pontões, enquanto outras placas de extensão poderiam ser localizadas externamente em alguns dos pontões. O termo “internamente” é em direção a um centro do casco relativo ao pontão da respectiva placa de extensão, e “externamente” é para longe do centro do casco relativo ao pontão da respectiva placa de referência. As diferentes combinações podem ser modeladas para determinar uma apropriada colocação para fornecer condições em que a plataforma offshore possa ser usada.

[0073] A Figura 14A é uma vista em perspectiva esquemática de outra forma de realização exemplar de uma plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes de um pontão. A Figura 14B é uma vista lateral esquemática seccional transversal de um pontão da forma de realização mostrada na Figura 14A. As figuras serão descritas em conjunto entre si. A plataforma offshore 2E inclui várias placas de extensão posicionadas em torno de um ou mais dos pontões em segmentos não-contínuos ao longo dos pontões. Algumas placas de extensão podem ser acopladas à parte de base dos pontões, tais como placa de extensão 10G. Outras placas de extensão, tais como placas de extensão 10F, 10D, podem ser acopladas à parte de topo dos pontões. Algumas placas de extensão podem ser acopladas externamente aos pontões, tais como as placas de extensão 10E, 10F, e outras placas de extensão podem ser acopladas internamente aos pontões, tal como a placa de extensão 10D. Algumas placas de extensão têm um correspondente duplo nível de placas de extensão, tais como placa de extensão 10F, 10G, e outras placas de extensão podem ter um único nível, tais como placa de extensão 10D, sem correspondente placa de extensão abaixo ou acima de tal placa de extensão.

[0074] Além disso, alguns pontões podem ser assimétricos com outros pontões do casco, como ilustrado na Figura 14B. Um pontão poderia ter um duplo nível de placas de extensão em um lado e um único nível de placas de extensão no outro lado, porém outro pontão poderia ter duplos níveis de placas de extensão em ambos os lados ou um único nível de placas de extensão em ambos os lados. A área de superfície total das placas de extensão ilustradas na Figura 14A, quando vista por uma vista de topo, pode ser dentro da faixa examinada acima como uma proporção da área quadrada da abertura de casco 22.

[0075] A Figura 15 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão. O pontão 8 inclui uma ou mais placas de extensão 10 dispostas em um ângulo ortogonal a um plano horizontal 68 ou um plano vertical 70. Na forma de realização exemplar mostrada, as placas de extensão horizontais 10A, 10B, 10F, 10G estendem-se paralelas ao plano horizontal 68 e perpendicular ao plano vertical 70. As placas de extensão verticais 10N, 10P, 10Q, 10R estendem-se perpendiculares ao plano horizontal 68 e paralelas ao plano vertical 70. As placas de extensão podem ser usadas em combinação com as outras formas de realização, tais como somente placas horizontais, somente placas verticais, placas angulares, com asas e outras variações descritas aqui, ou uma combinação delas. As placas de extensão formam uma largura perpendicular ao plano horizontal 68 ou plano vertical 70, dependendo da orientação das placas de extensão particulares. As placas de extensão horizontais 10A e 10B formam larguras horizontais 74A e 74B, respectivamente, que são paralelas ao plano horizontal 68. Similarmente, as placas de extensão horizontais 10F e 10G formam larguras horizontais 74F e 74G, respectivamente, que são paralelas ao plano horizontal 68. As placas de extensão verticais 10P e 10Q formam larguras verticais 72P e 72Q, respectivamente, que são paralelas ao plano vertical 70. Similarmente, as placas de extensão verticais 10R e 10N formam larguras verticais 72R e 72N, respectivamente, que são paralelas ao plano vertical 70. As larguras multiplicadas pelo comprimento da respectiva placa produzem a área quadrada para a respectiva placa quando vista de planos ortogonais, tais como o plano horizontal 68 e plano vertical 70. Similar às dimensões descritas acima, as placas de extensão horizontais podem ter uma área de superfície que é 10% a 40%, inclusivamente, e qualquer percentagem entre elas, da área quadrada de uma abertura de casco descrita acima. Para múltiplos níveis de placas de extensão horizontais, a área quadrada das placas de extensão, quando vistas de uma vista de topo, pode ser considerada, de modo que um nível das placas de extensão é calculado para a área quadrada. As placas de extensão verticais podem também ter uma área de superfície que é 10% a 40%, inclusivamente, e qualquer percentagem entre elas, como descrito acima, da área quadrada de uma abertura de casco. Para múltiplos níveis de placas de extensão verticais, a área quadrada das placas de extensão verticais, quando vista de uma posição externa em direção ao pontão 8, pode ser considerada, de modo que um nível das placas de extensão é calculado para a área quadrada. Por exemplo, no cálculo da área quadrada ao longo da superfície de topo do pontão 8 da Figura 15, a área quadrada da placa de extensão 10N poderia ser considerada para a faixa de 10% a 40% exclusive da área quadrada da placa de extensão 10P, quando vista de uma posição externa em direção ao pontão.

[0076] Como explicado acima na discussão referente à Figura 6D, as placas de extensão criam separação de água através das placas quando a estrutura se move e, portanto, arrasta-se no movimento. Além disso, quando as placas estão no mesmo lado do pontão, a zona entre as placas cria uma zona de aprisionamento de água e eficazmente acrescenta massa dinâmica à estrutura da plataforma offshore 2. Nesta forma de realização, uma análise das placas de extensão horizontal 10A e 10B mostra que a combinação das larguras horizontais 74A e 74B, respectivamente, cria arrasto no plano vertical 70 e, portanto, resiste ao movimento vertical da plataforma offshore 2. Também a combinação das larguras horizontais 74A e 74B das placas de extensão 10A e 10B, respectivamente, cria uma zona de aprisionamento de água vertical 40V, que cria massa dinâmica vertical na estrutura e, portanto, resiste ao movimento vertical e a massa adicionada também aumenta o período modal de arfagem e, assim, reduz a resposta de excitação de onda da plataforma offshore. As placas de extensão 10F e 10G podem provocar resultados similares.

[0077] Uma análise das placas de extensão verticais 10N e 10P mostra que a combinação das larguras verticais 72N e 72P, respectivamente, cria arrasto no plano horizontal 68 e, portanto, resiste ao movimento horizontal da plataforma offshore 2. Também a combinação das larguras horizontais 72N e 72P das placas de extensão 10N e 10P, respectivamente, cria uma zona de aprisionamento de água horizontal 40H, que cria massa dinâmica horizontal na estrutura e, portanto, resiste ao movimento horizontal da plataforma offshore. As placas de extensão 10Q e 10R podem causar resultados similares. As placas de extensão verticais podem ser de largura menor do que as placas de extensão horizontais.

[0078] A Figura 16 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão. A Figura 16 pode ser descrita em uma maneira similar como na Figura 15, com a diferença primária de pelo menos um dos lados tendo uma única placa de extensão. Por exemplo, a placa de extensão 10A poderia ser disposta em uma superfície lateral do pontão 8, a placa de extensão 10N poderia ser disposta em uma superfície de topo do pontão 8, com as placas de extensão 10F e 10R sendo similarmente dispostas em sua respectiva superfície de pontão. Assim, nas superfícies tendo uma única placa de extensão, a placa de extensão provocaria arrasto na direção ortogonal na largura da placa de extensão, porém não necessariamente causaria uma zona de aprisionamento de água sem uma placa de extensão adjacente na superfície. Entretanto, uma única placa contribuirá para a massa adicionada dinâmica.

[0079] A Figura 17 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante, tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão. A Figura 7 pode ser descrita em uma maneira similar como na Figura 15, com a diferença principal de pelo menos um dos lados tendo uma única placa de extensão, como na Figura 16. Por exemplo, a placa de extensão 10B poderia ser disposta em uma superfície lateral do pontão 8, a placa de extensão 10P poderia ser disposta em uma superfície de topo do pontão 8, com as placas de extensão 10F e 10R sendo similarmente dispostas em suas respectivas superfícies de pontão. Assim, nas superfícies tendo uma única placa de extensão, a placa de extensão causaria arrasto na direção ortogonal à largura do da placa de extensão, porém não necessariamente causaria uma zona de aprisionamento de água sem uma placa de extensão na superfície. Entretanto, uma única placa contribuirá para a massa adicionada dinâmica.

[0080] A Figura 18 é uma vista lateral esquemática em seção transversal de outra forma de realização exemplar de um pontão da plataforma offshore flutuante tendo uma ou mais placas de extensão fixamente acopladas ao longo de uma ou mais partes do pontão. O pontão 8 inclui uma ou mais placas de extensão 10 dispostas em um ângulo a um plano horizontal 68, ou um plano vertical 70, ou ambos os planos. Na forma de realização exemplar mostrada, as placas de extensão 10K, 10L, 10M, 10N estendem-se em um ângulo a ambos os planos próximos do pontão. As placas de extensão angulares podem ser usadas em combinação com as outras formas de realização descritas aqui, tais como em combinação com formas de realização tendo placas de extensão horizontais, placas de extensão verticais ou uma combinação delas. Além disso, as placas de extensão angulares podem ser dispostas em qualquer origem e direção e podem ser simétricas ou assimétricas em relação a outras placas de extensão. As placas de extensão angulares formam uma largura eficaz perpendicular ao plano horizontal 68 e plano vertical 70. Por exemplo, a placa de extensão 10K forma uma largura eficaz vertical 72K, perpendicular ao plano horizontal 68 e uma largura eficaz horizontal 74K perpendicular ao plano vertical 70. Igualmente, a placa de extensão 10L forma uma largura horizontal eficaz 74L, perpendicular ao plano vertical 70 e uma largura eficaz vertical 72L, perpendicular ao plano horizontal 68. A placa de extensão 10M forma uma largura eficaz horizontal 74M, perpendicular ao plano vertical 70 e uma largura vertical eficaz 72M, perpendicular ao plano horizontal 68. A placa de extensão 10N forma uma largura vertical eficaz 72N, perpendicular ao plano horizontal 68 e uma largura eficaz horizontal 74K, perpendicular ao plano vertical 70. As larguras eficazes, multiplicadas pelo comprimento da respectiva placa, produzem a área quadrada eficaz para a respectiva placa quando vista de um plano ortogonal, tal como o plano horizontal 68 e o plano vertical 70. As larguras eficazes podem ser usadas para calcular a área de superfície das placas na faixa de 10% a 40% e qualquer percentagem entre elas, quando vistas paralelas ao longo do plano horizontal do lado de fora do pontão 8 e quando vistas paralelas ao longo do plano vertical de uma vista de topo, similar aos cálculos descritos com referência à Figura 15.

[0081] Como explicado acima na discussão referente à Figura 6D, as placas de extensão criam separação de água através das placas, quando a estrutura se move e, portanto, arrasta-se no movimento. Além disso, quando as placas estão no mesmo lado do pontão, a zona entre as placas cria uma zona de aprisionamento de água e eficazmente adiciona massa dinâmica à estrutura da plataforma offshore 2. Nesta forma de realização, uma análise das placas de extensão 10K e 10N mostra que a combinação das larguras efetivas 72K e 72N das placas de extensão 10K e 10N, respectivamente, cria arrasto no plano horizontal 68 e, portanto, resiste ao movimento horizontal da plataforma offshore 2. A combinação das larguras efetivas horizontais 74K e 74N das placas de extensão 10K e 10N, respectivamente, cria arrasto no plano vertical 70 e, portanto, resiste ao movimento vertical da plataforma offshore 2. Também a combinação das larguras efetivas horizontais 74K e 74N das placas de extensão 10K e 10N, respectivamente, cria uma zona de aprisionamento d’água vertical 40V, que cria massa dinâmica vertical na estrutura e, portanto, resiste ao movimento vertical da plataforma offshore. As placas de extensão 10L e 10M podem causar resultados similares.

[0082] Similarmente, uma análise das placas de extensão 10K e 10L mostra que a combinação das larguras efetivas horizontais 74K e 74L das placas de extensão 10K e 10L, respectivamente, cria arrasto no plano vertical 70 e, portanto, resiste ao movimento vertical da plataforma offshore 2. A combinação das larguras verticais efetivas 72K e 72L das placas de extensão 10K e 10L, respectivamente, cria arrasto no plano horizontal 68 e, portanto, resiste ao movimento vertical da plataforma offshore 2. Também a combinação das larguras verticais efetivas 72K e 72L das placas de extensão 10K e 10, respectivamente, cria uma zona de aprisionamento d’água horizontal 40H, que cria massa dinâmica horizontal na estrutura e, portanto, resiste ao movimento horizontal da plataforma offshore. As placas de extensão 10N e 10M podem provocar resultados similares.

[0083] Outras formas de realização utilizando um ou mais aspectos das invenções descritas acima podem ser imaginadas sem desvio do espírito da invenção da Requerente. Por exemplo, é possível terem-se diferentes estruturas e armações de suporte para a extensão, a extensão pode ser dividida em partes que podem ou não ser contíguas, a extensão pode ser localizada em diferentes elevações abaixo da superfície d’água quando em uso, o espaçamento do vão pode ser de diferentes proporções e distâncias, o projeto de plataforma offshore flutuante pode variar, o número de colunas e pontões e seu formato e tamanho podem variar e outras variações mantendo-se com o escopo de utilização de uma ou mais placas de extensão, para estabilizar a plataforma offshore flutuante.

[0084] Além disso, os vários métodos e formas de realização descritos aqui podem ser incluídos em combinação entre si, para produzir variações dos métodos e formas de realização descritos. A discussão de elementos singulares pode incluir diversos elementos e vice-versa. Referências a pelo menos um item, seguido por uma referência para o item, podem incluir um ou mais itens. Também vários aspectos das formas de realização poderiam ser usados em conjunto entre si, para realizar os objetivos pretendidos da descrição. A menos que o contexto requeira de outro modo, a palavra “compreendem”, ou variações tais como “compreende” ou “compreendendo”, devem ser entendidas implicar na inclusão de pelo menos o elemento ou etapa ou grupo de elementos citados ou etapas ou seus equivalentes, e não a exclusão de uma maior quantidade numérica ou qualquer outro elemento ou etapa ou grupo de elementos ou etapas ou seus equivalentes. O dispositivo ou sistema pode ser usado em numerosas direções e orientações. O termo “acoplado”, “acoplando”, “acoplador” e termos iguais são usados largamente aqui e podem incluir qualquer método ou dispositivo para prender, ligar, unir, fixar, juntar, acrescentar, inserir nele, formando sobre ele ou dentro dele, comunicando, ou de outro modo associando, por exemplo, mecânica, magnética, elétrica, química, operável, direta ou indiretamente, com elementos intermediários, uma ou mais peças dos membros em conjunto e podem ainda incluir, sem limitação, integralmente formando um membro funcional com outro em um modo unitário. O acoplamento pode ocorrer em qualquer direção, incluindo rotacionalmente.

[0085] A ordem de etapas pode ocorrer em uma variedade de sequências, a menos que de outro modo especificamente limitado. As várias etapas descritas aqui podem ser combinadas com outras etapas, interlineadas com as citadas etapas e/ou divididas em múltiplas etapas. Similarmente, os elementos foram descritos funcionalmente e podem ser corporificados como componentes separados ou podem ser combinados em componentes tendo múltiplas funções.

[0086] A invenção foi descrita no contexto de várias formas de realização exemplares. Modificações e alterações evidentes às formas de realização descritas são disponíveis para aqueles de habilidade comum na técnica, dada a descrição contida aqui. O escopo da invenção aqui ou seus equivalentes é somente limitado pelo escopo das reivindicações, em conformidade com as leis de patentes.

Claims (14)

1. Plataforma offshore flutuante (2), compreendendo: um casco (20) flutuante, compreendendo: pelo menos três colunas (6) estendendo-se verticalmente; e pelo menos um pontão (8) acoplado à pelo menos uma das colunas (6) estendendo-se verticalmente, em que o pelo menos um pontão é configurado para ser disposto pelo menos parcialmente embaixo de uma superfície de água, na qual a plataforma offshore (2) é disposta; um topside (4) acoplado a pelo menos uma das colunas e espaçado verticalmente acima do pelo menos um pontão; e caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos duas placas de extensão (10) rígidas cada se estendendo substancialmente horizontalmente a partir do pelo menos um pontão (8), uma das placas de extensão sendo disposta acima da outra das placas de extensão, cada placa de extensão estando em uma elevação que fica abaixo de uma superfície de água na qual a plataforma offshore é disposta durante operação, formando um aprisionamento de água submersa (40) entre as placas de extensão, em que cada placa de extensão tem um primeiro lado fixamente acoplado ao pontão e pelo menos um lado periférico livre, os lados periféricos livres das placas de extensão adjacentes definindo uma abertura lateral de passagem de água do lado de fora do aprisionamento de água submersa, em que as placas de extensão são configuradas para reduzir o movimento de arfagem na plataforma, pelo menos provocando separação (38) de água horizontal, separação (38) de água vertical ou uma combinação delas, em torno das placas de extensão acopladas ao pontão, quando a plataforma se move na água, e em que as pelo menos duas placas de extensão são não-móveis em relação ao pontão.

2. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) são configuradas para aumentar uma resposta de período de arfagem da plataforma offshore a uma onda marinha, tendo um período de arfagem comparado com uma resposta de período de arfagem de uma plataforma offshore sem as placas de extensão (10).

3. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) são acopladas inclusivamente entre a base do pontão e o topo do pontão.

4. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) compreendem pelo menos uma placa de extensão acoplada a uma parte de base do pontão (8).

5. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) são acopladas externamente a partir do pontão (8), internamente a partir do pontão (8) ou uma combinação deles.

6. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) compreendem pelo menos uma placa de extensão acoplada a uma parte de topo do pontão (8).

7. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) são acopladas externamente a partir do pontão (8), internamente a partir do pontão (8) ou uma combinação deles.

8. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda as pelo menos duas placas de extensão (10) acopladas a uma parte de base e uma parte de topo do pontão (8).

9. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) são acopladas externamente a partir do pontão (8), internamente a partir do pontão (8) ou uma combinação deles.

10. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas de extensão (10) compreendem pelo menos uma placa de extensão acoplada entre pelo menos dois dos pontões (8).

11. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as pelo menos duas placas de extensão (10) compreendem pelo menos uma placa de extensão tendo uma área de superfície estendendo-se dos pontões (8) de pelo menos 10% de uma área de superfície definida por um perímetro interno dos pontões (8) sem a placa de extensão (10).

12. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um pontão compreende um primeiro pontão (8) acoplado à coluna (6) e um segundo pontão (8) acoplado à coluna (6), e as pelo menos duas placas de extensão (10) são acopladas externamente a partir do primeiro pontão (8), em torno da coluna, e ao segundo pontão (8).

13. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a coluna (6) é maior do que o pontão (8) e as pelo menos duas placas de extensão (10) são acopladas externamente entre o pontão (8) e a coluna (6).

14. Plataforma offshore (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um pontão (8) compreende um primeiro e um segundo pontão (8), o primeiro pontão (8) compreendendo uma extensão (14) de pontão, e o segundo pontão (8) sendo acoplado ao primeiro pontão (8) em um ângulo não-zero, e em que as pelo menos duas placas de extensão (10) são acopladas entre a extensão (14) de pontão do primeiro pontão (8) e o segundo pontão (8).

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