BR112016020106B1 - método de manuseio de um elemento submarino alongado transporte, instalação submarina, embarcação de superfície, tracionador submersível e elemento submarino alongado - Google Patents

Abstract

TRANSPORTE E INSTALAÇÃO DE ELEMENTOS SUBMARINOS ALONGADOS Trata-se de um método de manuseio de um elemento sub-marino alongado distinto (32) de comprimento determinado, tal como uma bobina de cano rígido. O método compreende encurtar um sistema de corda de tração (44) que atua em locais separados longitudinalmente (52) no elemento para aplicar forças compressivas longitudinalmente ao elemento. As forças compressivas flexionam o elemento ao longo de seu comprimento contra força de recuperação elástica para encurtar a extensão do elemento. Uma extremidade do elemento é ancorada em uma primeira ancoragem (34) antes ou depois do ele-mento ser flexionado. A outra extremidade do elemento é ancorada em uma segunda ancoragem (34), depois de o elemento ser flexionado e enquanto o elemento permanece flexionado. O método está apto a ser usado durante a instalação do elemento, em que as ancoragens estão ambas embaixo d'água, e durante o transporte do elemento, em que as ancoragens são plataformas de ancoragem de uma embarcação de superfície.

Description

[0001] A presente invenção refere-se ao transporte e à instalação de elementos submarinos alongados, especialmente canos rígidos para uso como conexões de ligação. De modo mais geral, o conceito inventivo inclui métodos e aparelhos para manuseio de elementos submarinos de extremidade dupla discretos de comprimento determinado tais como seções de tubulação ou outros elementos que são dobráveis de modo elástico. Os métodos e aparelhos da invenção são aptos também a conectar as duas extremidades opostas de tais elementos a respectivos locais predeterminados em uma instalação submarina ou em uma embarcação de transporte.

[0002] Uma produção típica de gás e óleo em águas profundas compreende numerosos elementos no fundo do mar, o que inclui poços satélites que alimentam de modo coletivo uma tubulação de exportação comum através de coletores ou outros elementos de conexão. Outros elementos de uma instalação submarina podem incluir PLETs, PLEMs e árvores. Muitos dos elementos precisam ser conectados a outros elementos da instalação por conexões de ligação. As conexões de ligação compreendem canos que carregam fluidos tais como fluidos de poço, água de injeção, produtos químicos de injeção e gás içado por riser entre diferentes linhas de fluxo.

[0003] As conexões de ligação são conhecidas na indústria de óleo e gás submarino como "bobinas" e "tramos". O último é um subconjunto do primeiro e é distinguido por seções intermediárias que sobem do fundo do mar para se conectar a conectores verticais preexistentes ou para reduzir atrito entre o cano e o fundo do mar em movimentos causados pela expansão e contração térmicas. As bobinas rígidas serão usadas para exemplificar a invenção na descrição a seguir, porém compreende-se que a invenção se refere, de modo geral, a elementos submarinos alongados que podem ser defletidos elasticamente para serem flexionados ao longo de seus comprimentos e cujas extremidades opostas devem ser conectadas aos respectivos locais predeterminados no fundo do mar.

[0004] Uma bobina pode compreender um cano flexível distinguido por um pequeno MBR (raio mínimo de flexão), que é tipicamente em torno de 5m. Nesse caso, a bobina pode ser instalada colocando-se o cano flexível de uma embarcação de superfície reel-lay (carretel). Contudo, uma solução de cano flexível é dispendiosa e, portanto, é reservada para bobinas que são tão compridas que não podem usar nada que não seja o cano rígido. Em outras palavras, há uma preferência pelo uso de cano rígido quando for possível usar, quando o comprimento de uma bobina e outros parâmetros da instalação submarina permitirem.

[0005] No contexto da invenção, "rígido" significa um cano que já é larga ou exclusivamente produzido a partir de um material duro, rígido, tal como um cano de aço rígido ou um cano de material compósito ligado.

[0006] A estrutura típica de tal cano compósito compreende uma camada termoplástica interna, em que é ligada uma camada de material de plástico compósito que compreende uma matriz tipicamente de resina termoplástica e fibras de reforço embutidas. Exemplos de resinas usadas em tais canos incluem polietileno, polipropileno e PEEK. Exemplos de fibras de reforço usadas em tais canos incluem fibras de vidro, fibras de carbono e fibras de aramida.

[0007] Aqueles indivíduos versados na técnica compreenderão claramente a distinção entre os termos "rígido" e "flexível", conforme usados em relação aos canos na indústria de óleo e gás submarinos. Os mesmos reconhecem também que um cano rígido não é isento de flexibilidade. Embora a deformação plástica de bobinas rígidas deva, em geral, ser evitada tanto durante instalação quanto em uso, a deformação elástica de tais bobinas ao observarem o MBR é esperada e, de fato, projetada. Por exemplo, bobinas precisam acomodar movimento devido ao carregamento ambiental, solos de baixa resistência, deslizamento de cano e expansão térmica que resultam de temperaturas de produto altas. As bobinas precisam também acomodar as tolerâncias de fabricação e instalação.

[0008] Para economizar nos custos, há um desejo de adotar bobinas rígidas mais longas para fazer o trabalho anteriormente realizado por soluções de cano flexível mais dispendioso. A gênese da invenção surge dos desafios de transportar e instalar bobinas longas de compósitos ligados ou de aço de pequena espessura de parede, que são distinguidas por um MBR que é substancialmente maior do que do cano flexível. Como um exemplo não limitador, o MBR de um aço rígido ou cano compósito ligado adequado para os propósitos da invenção pode ser em torno de 15 m em vez dos 5 m que são típicos do cano flexível. Se flexionado significativamente além de seu MBR, um cano de aço irá curvar, enquanto um cano compósito irá quebrar.

[0009] Um dos problemas atendidos pela invenção é que algumas seções de tubulação são muito curtas ou muito duras para bobinar em um carretel para serem práticas e ainda são longas demais para serem transportadas de modo convencional em uma configuração ereta.

[0010] Visto que bobinas rígidas têm tipicamente um comprimento que excede em muito seu diâmetro, as mesmas são suscetíveis à flexão sob o próprio peso e à curvatura ou quebra em locais de alta pressão antes de serem apropriadamente sustentadas no fundo do mar para uso. Consequentemente, as bobinas rígidas são comumente manuseada usando uma estrutura de sustentação, especificamente ao serem suspensas a partir de uma barra de içamento ou armação ou ao serem carregadas por uma armação de sustentação.

[0011] A viabilidade de usar estruturas de sustentação para bobinas rígidas é determinada pelo comprimento de tais bobinas. Uma estrutura de sustentação para uma bobina rígida longa é uma montagem particularmente volumosa, pesada e dispendiosa que pode ser grande demais para ser manuseada ou transportada sobre o convés de embarcações de instalação convencionais tais como barcaças. Além disso, o peso da montagem da bobina e sua estrutura de sustentação podem exceder a capacidade do guindaste de embarcações disponíveis. Essas são as razões pelas quais o cano flexível tende a ser preferencial para bobinas longas, apesar de seu alto preço.

[0012] Visto que a viabilidade de usar uma estrutura de sustentação, por sua vez, limita o comprimento de bobinas rígidas, propostas foram feitas para evitar o uso de uma estrutura de sustentação inteiramente. Por exemplo, uma bobina rígida pode ser suspensa a partir de uma embarcação de instalação e rebaixada na coluna de água em uma orientação substancialmente vertical e reta. Para alcançar isso, a bobina rígida pode ser fabricada na embarcação de instalação em um lugar de instalação e avançada verticalmente em direção ao fundo do mar. Alternativamente, a bobina rígida pode ser rebocada para o lugar de instalação pela embarcação de instalação, tanto em uma orientação vertical em que a água é profunda o suficiente ou em uma orientação horizontal antes de, opcionalmente, ser inclinada para uma orientação vertical. Contudo, uma operação de reboque é suscetível à perturbação climática e uma operação de inclinação arrisca supertensionar a bobina.

[0013] Para evitar uma exigência de tensão traseira, a extremidade inferior de uma bobina rígida pode ser conectada em um ângulo apropriado a um primeiro ponto fixo no fundo do mar. Então, a extremidade superior da bobina pode ser rebaixada e conectada a um segundo ponto fixo no fundo do mar. Alternativamente, toda a bobina pode ser colocada diretamente no fundo do mar antes de uma extremidade ser conectada a um primeiro ponto fixo no fundo do mar e a outra extremidade ser conectada a um segundo ponto fixo no fundo do mar. Se for um dos casos, o raio de curvatura da bobina muda durante o processo de instalação, que pressionar a bobina e, portanto, exige controle cuidadoso. Contudo, as soluções da técnica anterior não são idealmente eficazes para controlar a curvatura de cano.

[0014] Conforme será observado, a invenção explora a flexibilidade elástica de canos rígidos e fornece controle eficaz de curvatura de cano. Existe técnica anterior que é superficialmente similar em sua abordagem, mas é, na realidade, irrelevante para os propósitos da invenção.

[0015] Por exemplo, o documento US 2013/004240 descreve um método de iniciação para instalar uma linha submarina, que pode ser um cano flexível ou rígido, um cabo elétrico ou um umbilical. Uma embarcação de instalação fabrica um cano rígido ou desbobina um cano flexível, cabo ou umbilical a ser suspenso verticalmente abaixo da embarcação. A extremidade inferior da linha é rebaixada em direção ao fundo do mar conforme seções de cano rígido adicionais são adicionadas ou conforme cano flexível, cabo ou umbilical adicional é desbobinado. Antes de a extremidade inferior da linha alcançar o fundo do mar, um sistema de cabo de comprimento variável conectado a locais separados longitudinalmente próximos à extremidade inferior da linha atua em tensão para transmitir curvatura longitudinal na seção de fundo da, de outro modo, linha vertical. O cabo define uma corda, no sentido amplo de um segmento de linha que une dois pontos em uma curva.

[0016] Enquanto mantém o raio de flexão maior do que o MBR da linha em questão, a corda é encurtada encurtando-se o cabo para aumentar a curvatura da linha até que a extremidade inferior da linha seja orientada mais próxima à horizontal. Então, a extremidade inferior da linha é conectada a uma âncora que define um ponto fixo no fundo do mar. A flexão pode, então, ser colocada no fundo do mar para iniciar a colocação, na qual a flexão endireita sob tensão conforme a embarcação de instalação puxa a catenária. Portanto, o comprimento da corda é aumentado pesando-se o cabo.

[0017] Será evidente que a flexão da linha no documento n° US 2013/004240 ocorre acima do fundo do mar e exclusivamente em um plano vertical. O método é útil para conectar uma extremidade de uma linha a um ponto fixo no fundo do mar e, então, para iniciar uma linha de comprimento indeterminado. Visto que a flexão é liberada para continuar colocando, o documento n° US 2013/004240 não ensina como conectar uma segunda extremidade de um cano a um segundo ponto fixo no fundo do mar. No momento da instalação e enquanto a flexão ocorre, a linha do documento n° US 2013/004240 não é um elemento submarino alongado discreto de comprimento determinado. Além disso, à medida que a linha do documento n° US 2013/004240 tem duas extremidades, apenas uma dessas extremidades está embaixo d'água durante flexão.

[0018] Os ensinamentos do documento n° US 2013/004240 não é útil para instalar bobinas, que são geralmente mais curtas do que linhas de fluxo e podem facilmente ser deslocadas no fundo do mar por um guindaste, ou de modo mais geral, para instalar seções de cano que são mais curtas do que a profundidade da água ou em que ambas as extremidades estão embaixo d'água. Nem tão pouco o documento n° US 2013/004240 propõe qualquer solução para o problema de transportar uma bobina rígida longa para o lugar de colocação: o mesmo ou transporta um cano flexível, cabo ou umbilical para o lugar de colocação ou o mesmo fabrica um cano rígido no lugar de colocação.

[0019] O documento n° US 3955599 revela aparelhos para finalizar uma linha de fluxo submarina em uma estrutura offshore ao fornecer uma flexão ereta na linha de fluxo de aço, portanto, atua também em um plano vertical. Para este propósito, um dispositivo de flexão de cano compreende uma manga segmentada montada sobre a linha de fluxo. Os segmentos adjacentes da manga são conectados de modo giratório entre si, enquanto segmentos de extremidade da manga são conectados entre si por um cilindro e pistão. A retração do pistão para dentro do cilindro flexiona a manga segmentada e, portanto, flexiona a linha de fluxo de modo uniforme dentro da manga. A linha de fluxo é flexionada além de seu MBR e, portanto, além de seu limite de elasticidade para efetuar deformação plástica permanente, mas sem flambagem em vista da sustentação da manga.

[0020] A manga segmentada do documento n° US 3955599 é muito complexa e não tem utilidade para flexionar uma seção de cano longo apropriadamente dentro de seu limite elástico ou, de fato, para fazer uma flexão mais do que alguns metros. Nem é o ensinamento do documento n° US 3955599 de qualquer utilidade para conectar respectivas extremidades de uma bobina ao primeiro e ao segundo pontos fixos no fundo do mar. Novamente, o documento n° US 3955599 não propõe qualquer solução para o problema de transportar uma bobina rígida longa para o lugar de colocação.

[0021] O documento n° US 8123437, documento n° US 8562255 e documento n° WO 03/012327 descrevem várias disposições de restrição de flexão para restringir a flexão para cima de um cano do fundo do mar em direção a uma embarcação de superfície. Em todos os três casos, os restritores são para o uso no leito do mar, e para flexão em um plano vertical. Tais dispositivos não têm utilidade na conexão de um cano entre um par de pontos fixos no fundo do mar.

[0022] O documento n° US 2009/0214298 se refere a uma instalação submarina em que uma tubulação é presa em ambas as extremidades por respectivos pontos de ancoragem, e um meio de flutuação é fornecido entre os pontos de ancoragem para flexionar a tubulação no plano vertical para içar a mesma para longe das curvas do fundo do mar. O documento n° US 2006/0067792 usa, de modo similar, flutuação para flexionar uma tubulação no plano vertical para afastar um recurso do fundo do mar. Em cada caso o propósito de flexionar a tubulação é, portanto, não o de auxiliar na instalação e, de fato, o meio de flutuação impede instalação até certo ponto visto que a tubulação é flexionada in situ contra a força de flutuação para conexão aos pontos de ancoragem.

[0023] O documento n° US 5192166 descreve um método para deformar uma tubulação instalada in situ para ser compatível com contornos do fundo do mar usando-se carregamento de peso em locais- chave no cano para alcançar flexão de frio controlado. Visto que o método se refere à flexão de uma tubulação após instalação, não há utilidade em habilitar a conexão de uma tubulação de comprimento determinado entre um par de pontos fixos no fundo do mar.

[0024] É contra esses antecedentes que a presente invenção foi desenvolvida.

[0025] Em sentido amplo, o conceito inventivo envolve controle permanente ou temporário de um momento de flexão de um elemento submarino alongado controlando-se seu raio de curvatura. O controle de curvatura é alcançado controlando-se o comprimento de um ou mais elementos de corda de tração que transmitem forças compressivas longitudinalmente a locais separados longitudinalmente no elemento.

[0026] A partir de um aspecto, a invenção encontra expressão em um método de manuseio de um elemento submarino alongado discreto de comprimento determinado para transporte ou instalação. O método da invenção compreende: encurtar um sistema de corda de tração que atua em locais separados longitudinalmente no elemento para aplicar forças compressivas longitudinalmente ao elemento, sendo que as forças flexionam o elemento ao longo de seu comprimento entre ditos locais contra força de recuperação elástica para encurtar uma extensão do elemento; ancorar uma primeira extremidade do elemento em uma primeira ancoragem antes ou depois da dita flexão do elemento; e depois da dita flexão do elemento e enquanto o elemento permanece flexionado, ancorar a segunda extremidade do elemento em uma segunda ancoragem.

[0027] Preferencialmente, a primeira extremidade do elemento é ancorada na primeira ancoragem, então, o elemento é flexionado e, então, a segunda extremidade do elemento flexionado é ancorada na segunda ancoragem.

[0028] O sistema de corda de tração pode ser deixado no lugar e sob tensão depois de ancorar a segunda extremidade do elemento flexionado na segunda ancoragem. Alternativamente, o sistema de corda de tração pode, em vez disso, ser distensionado e substituído por um membro de sustentação de tração depois de ancorar a segunda extremidade do elemento flexionado na segunda ancoragem.

[0029] Pelo menos um dos locais separados longitudinalmente pode ser substancialmente integrado a uma extremidade do elemento. Contudo, esse local é preferencialmente mais próximo a uma extremidade adjacente do elemento do que a um ponto médio longitudinal do elemento. Contudo, é também possível que pelo menos um dos locais separados longitudinalmente seja em um conector de extremidade do elemento.

[0030] O sistema de corda de tração é adequadamente conectado ao elemento nos locais separados longitudinalmente. Contudo, é possível, em vez disso, que o sistema de corda de tração seja conectado ao elemento em um dos locais separados longitudinalmente e também seja conectado à primeira ancoragem antes de o elemento ser flexionado. Nesse caso, os outros dentre os locais separados longitudinalmente no elemento está na primeira extremidade em que o elemento é ancorado à primeira ancoragem.

[0031] O sistema de corda de tração pode ser conectado ao elemento ou à primeira ancoragem embaixo d'água ou acima da água.

[0032] Em uma opção principal, as primeira e segunda ancoragens podem ser localizadas acima da água, por exemplo, como plataformas de ancoragem em uma embarcação de superfície para transportar o elemento alongado. Nesse caso, a primeira extremidade ancorada do elemento pode ser pendurada da primeira ancoragem e o elemento pode, então, ser flexionado antes de a segunda extremidade do elemento flexionado ser ancorada e pendurada a partir da segunda ancoragem. Para alcançar isso, o elemento é adequadamente puxado em direção à embarcação de superfície durante ou depois da flexão para içar a segunda extremidade em direção à segunda ancoragem.

[0033] O elemento flexionado pode ser transportado para um lugar de instalação carregado pela embarcação de superfície, com o elemento ancorado em sua primeira e sua segunda extremidades às ancoragens. Então, no lugar de instalação, o elemento pode ser removido das ancoragens antes de ser rebaixado em direção ao fundo do mar. Por exemplo, o elemento pode ser removido de uma dentre as ancoragens e pode, então, ser girado em torno da outra ancoragem antes de ser liberado da outra ancoragem e rebaixado em direção ao fundo do mar. O sistema de corda de tração pode ser ajustado para modificar um raio de flexão do elemento antes, durante ou depois de rebaixar o elemento em direção ao fundo do mar.

[0034] Em outra opção principal, as primeira e segunda ancoragens podem ser localizadas embaixo d'água em uma instalação submarina. Nesse caso, pelo menos parte do elemento pode ser pousada no fundo do mar antes de ancorar a segunda extremidade do elemento na segunda ancoragem. De fato, é possível pousar pelo menos parte do elemento no fundo do mar antes de ancorar a primeira extremidade do elemento na primeira ancoragem.

[0035] O sistema de corda de tração pode ser ajustado para modificar um raio de flexão do elemento depois de ancorar a primeira extremidade do elemento na primeira ancoragem e antes de ancorar a segunda extremidade do elemento na segunda ancoragem. O elemento é preferencialmente flexionado em um plano substancialmente horizontal quando instalado embaixo d'água.

[0036] A primeira extremidade do elemento é preferencialmente ancorada na primeira ancoragem e, então, o elemento pode ser oscilado em torno da primeira ancoragem antes de ancorar a segunda extremidade do elemento na segunda ancoragem. O elemento é adequadamente oscilado em torno de um eixo geométrico vertical.

[0037] A segunda extremidade do elemento é adequadamente suspensa por meio de um cabo pendurado a partir de uma embarcação de superfície antes de a segunda extremidade do elemento ser ancorada na segunda ancoragem. É possível também suspender a segunda extremidade do elemento a partir de tal cabo antes de ancorar a primeira extremidade do elemento na primeira ancoragem. Por exemplo, o elemento pode ser pendurado em uma orientação substancialmente vertical enquanto é rebaixado, com sua primeira extremidade para baixo a ser pousada na primeira ancoragem. Isso pode facilitar uma solução de instalação de conexão e articulação.

[0038] O método da invenção pode compreender pilotar um veículo subaquático tal como um ROV até o elemento, adequadamente até um local entre os locais separados longitudinalmente do elemento. Tal veículo, ou um equipamento alojador ("skid") ou uma ferramenta montada em tal veículo, pode carregar componentes de tração do sistema de corda de tração. Nesse caso, pelo menos um dentre os componentes de tração pode ser anexado ao elemento e outro componente de tração pode ser anexado em outro lugar ao elemento ou à primeira ancoragem. Então, os componentes de tração podem ser retraídos em direção ao veículo, equipamento alojador ou ferramenta para encurtar o sistema de corda de tração e para transmitir uma flexão desejada ao elemento.

[0039] Dentro do conceito inventivo, a invenção pode ser também expressa como uma instalação submarina que compreende: um elemento submarino alongado discreto que é flexionado ao longo de seu comprimento contra força de recuperação elástica; uma primeira ancoragem submarina em que uma primeira extremidade do elemento flexionado é ancorada; e uma segunda ancoragem submarina em que uma segunda extremidade do elemento flexionado é ancorada; em que as ancoragens e uma restrição de tração mantêm o elemento submarino flexionado contra a força de recuperação elástica.

[0040] De modo similar, uma expressão relacionada do conceito inventivo é uma embarcação de superfície que carrega um elemento submarino alongado discreto que é flexionado ao longo de seu comprimento contra força de recuperação elástica, sendo que a embarcação tem uma primeira ancoragem em que uma primeira extremidade do elemento flexionado é ancorada, e uma segunda ancoragem em que uma segunda extremidade do elemento flexionado é ancorada, em que as ancoragens e uma restrição de tração mantêm o elemento submarino flexionado contra a força de recuperação elástica.

[0041] Tanto em uma instalação submarina ou uma embarcação, a restrição de tração pode compreender um sistema de corda de tração que é conectado para atuar em locais separados longitudinalmente no elemento para aplicar forças compressivas longitudinalmente ao elemento que flexionam o elemento.

[0042] O conceito inventivo se estende a um tracionador submersível para uso no método da invenção como parte de um sistema de corda de tração. O tracionador é incorporado como um veículo subaquático ou como um equipamento alojador ou uma ferramenta que pode ser montado a um veículo subaquático. O tracionador compreende: uma estrutura; primeiro e segundo elementos de tração dispostos para se estenderem em direções opostas a partir da estrutura; e um acionamento de tensão que é operável para retrair os elementos de tração em direção à estrutura. O acionamento de tensão pode compreender pelo menos um guincho que atua em cabos que servem como elementos de tração e, preferencialmente, compreende primeiro e segundo guinchos, sendo que cada guincho atua em um respectivo cabo dentre os cabos. Alternativamente, o acionamento de tensão pode compreender pelo menos um adaptador que atua nos elementos de tração, que poderia, em vez disso, ser elementos rígidos tais como tirantes.

[0043] Finalmente, o conceito inventivo engloba um elemento submarino alongado flexível de modo elástico equipado com um sistema de corda de tração conectado a locais separados longitudinalmente no elemento para flexão do elemento ao longo de seu comprimento entre ditos locais contra força de recuperação elástica. Como em outras expressões do conceito inventivo, o sistema de corda de tração compreende primeiro e segundo elementos de tração que se estendem em direções opostas a partir de uma estrutura; e um acionamento de tensão que é operável para retrair os elementos de tração em direção à estrutura.

[0044] Em modalidades específicas, a invenção pode ser expressa em termos de métodos para controlar o raio de curvatura de uma seção de tubulação dura, mas dobrável de modo elástico durante transporte e instalação submarinos. Por exemplo, durante instalação de tal seção de tubulação, o método pode compreender: a) conectar as extremidades de um sistema de cano de comprimento variável nas respectivas extremidades de uma seção de tubulação, ou próximas às mesmas; b) rebaixar a seção de tubulação para baixo d’água, antes ou preferencialmente depois de a); c) colocar uma primeira extremidade da seção de tubulação no fundo do mar ou conectar a mesma a um primeiro ponto fixo próximo ao fundo do mar; d) colocar uma segunda extremidade da seção de tubulação no fundo do mar ou sustentar a mesma acima do fundo do mar, preferencialmente depois de c); e) mudar um comprimento de corda do sistema de cano de comprimento variável para flexionar a seção de tubulação para qualquer raio de curvatura maior do que seu MBR; e f) modificar de modo controlável o comprimento de corda pelo sistema de cano de comprimento variável para conectar a segunda extremidade da seção de tubulação para um segundo ponto fixo próximo ao fundo do mar, com assistência de um dispositivo de manuseio tal como um guindaste, guincho ou ROV.

[0045] Opcionalmente, a etapa d) pode ser omitida e fundida com a etapa f), de modo que a etapa f), então, envolva modificar de modo controlável o comprimento de corda pelo sistema de cano de comprimento variável antes de colocar a segunda extremidade da seção de tubulação no fundo do mar ou conectar essa segunda extremidade a um segundo ponto fixo próximo ao fundo do mar.

[0046] Uma opção adicional, se necessário, é adicionar uma etapa g), a saber, para substituir o sistema de cano de comprimento variável por meio de um cabo fixo para manter flexão permanente. Uma alternativa adicional àquela etapa opcional g) é deixar o sistema de cano de comprimento variável no lugar e sob tensão pelo tempo em que a curvatura da seção de tubulação deve ser mantida.

[0047] Durante transporte de uma seção de tubulação dura, mas dobrável elasticamente que usa uma embarcação de transporte, o método pode compreender: a) conectar as extremidades de um sistema de cano de comprimento variável nas respectivas primeira e segunda extremidades da seção de tubulação, ou próximas às mesmas; b) suspender a seção de tubulação de uma primeira estrutura de ancoragem no casco da embarcação de transporte, na ou próxima à primeira extremidade; c) mudar um comprimento de corda do sistema de cano de comprimento variável para flexionar a seção de tubulação embaixo d'água para qualquer raio de curvatura maior do que seu MBR, de tal modo que o comprimento de corda permaneça menor do que o espaçamento entre a primeira estrutura pendurada e uma segunda estrutura de ancoragem também localizadas no casco da embarcação de transporte; e d) conectar a seção de tubulação à segunda estrutura de ancoragem na ou próxima à segunda extremidade.

[0048] Em uma modalidade específica, um aparelho submersível para variar de modo controlável a curvatura de uma seção de tubulação dura, mas dobrável elasticamente pode compreender: e) equipamento alojador que pode ser acoplado a um ROV ou que é autoflutuante; f) lo menos dois guinchos montados no equipamento alojador, operáveis simultânea ou independentemente; pelo menos dois cabos respectivamente bobinados nos guinchos; e como uma adição opcional, uma interface giratória para de modo imóvel, mas preferencialmente de modo liberável conectar cada cabo a uma seção de tubulação, sendo que essa interface pode compreender manilhas, braçadeiras ou ganchos meramente como exemplos.

[0049] Em relação a isso, é conhecido um equipamento alojador ROV a ser fornecido com um único guincho para puxar uma extremidade de tubulação em direção à outra extremidade de tubulação para conexão subsequente. Um exemplo é revelado no documento n° US 5593249. Contudo, tal disposição seria complicada demais para os propósitos da presente invenção, visto que exigiria que o equipamento alojador ou o ROV fossem presos à tubulação.

[0050] A fim de que a invenção possa ser mais prontamente compreendida, uma referência será feita agora, a título de exemplo, aos desenhos anexos, em que:

[0051] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma bobina que foi ancorada em sua primeira extremidade pousando-se previamente em uma primeira estrutura submarina e que é agora sustentada em uma segunda extremidade oposta por um guindaste de uma embarcação de instalação de acordo com a invenção;

[0052] A Figura 2 é uma vista plana da bobina da Figura 1 ancorada em sua primeira extremidade à primeira estrutura submarina, sendo que essa vista mostra mais claramente um ROV equipado com equipamento alojador de acordo com a invenção que sustenta um sistema de cano de comprimento variável conectado a locais separados longitudinalmente na bobina;

[0053] A Figura 3 é uma vista em perspectiva da bobina da Figura 2 agora curvada em um plano horizontal em virtude da compressão aplicada à bobina por tensão no sistema de cano de comprimento variável, sendo que a segunda extremidade é guiada pelo guindaste da embarcação de instalação para se aproximar do pouso em uma segunda estrutura submarina;

[0054] A Figura 4 é uma vista em perspectivas explodida de um ROV e equipamento alojador de acordo com a invenção que mostra o sistema de cano de comprimento variável incorporado no equipamento alojador;

[0055] As Figuras 5a, 5b e 5c são vistas planas esquemáticas que mostram pontos de anexação opcionais na bobina para o sistema de cano de comprimento variável da invenção;

[0056] A Figura 6 é uma vista lateral esquemática de uma bobina conforme mostrado na Figura 1 pendurada verticalmente no mar, anexada a uma primeira extremidade de uma primeira plataforma de ancoragem de uma embarcação de instalação para mostrar como o princípio da invenção pode ser aplicado também para o transporte de uma bobina;

[0057] A Figura 7 é uma vista lateral esquemática que corresponde à Figura 6, mas agora mostra a bobina em uma configuração curva a também anexada a uma segunda extremidade de uma segunda plataforma de ancoragem da embarcação de instalação, para pendurar entre as primeira e segunda plataformas de sustentação como uma catenária; e

[0058] A Figura 8 corresponde à Figura 3, mas mostra uma variante opcional na qual uma extremidade do sistema de cano de comprimento variável é anexada à primeira estrutura submarina.

[0059] Em referência primeiramente à Figura 1, a mesma mostra esquematicamente uma instalação submarina 10 que compreende primeira e segunda estruturas submarinas 12, 14, respectivamente, posicionadas em locais separados no fundo do mar 16.

[0060] Nesse exemplo, as estruturas submarinas 12, 14 sustentam respectivos receptáculos de conector fêmea com abertura para cima 18. Os receptáculos de conector 18 são dispostos para acoplar a respectivas extremidades de uma bobina horizontalmente orientada 20, conforme será descrito abaixo.

[0061] Uma extremidade livre da bobina 20 é sustentada por meio de um cabo 22 pendurado a partir de uma embarcação de instalação 24 na superfície 26. Aqui, o cabo 22 é pendurado a partir de um guindaste 28 da embarcação 24 apesar de que um guincho de abandono e recuperação (A&R) 30 da embarcação 24 poderia ser usado.

[0062] No exemplo simplificado mostrado na Figura 1, a bobina 20 compreende um cano 32 de material compósito rígido, mas flexível elasticamente com conectores de extremidade 34 de aço em cada extremidade. Quando os conectores de extremidade 34 são acoplados aos receptáculos de conector 18, a bobina 20 atravessar a extensão entre as estruturas submarinas 12, 14 e fornecerão comunicação de fluido entre as mesmas.

[0063] O cano 32 da bobina 20 é normalmente reto quando relaxado conforme mostrado na Figura 1, apesar de o mesmo poder ter uma ligeira curvatura na prática devido ao próprio peso ou outras cargas.

[0064] Outros formatos de bobina são, evidentemente, possíveis para se adaptar ao projeto de uma instalação submarina particular, por exemplo, incluir formações de tramo ereto.

[0065] Cada conector de extremidade 34 da bobina 20 compreende uma formação de conexão macho 36 que é disposta para ser recebida em um dos respectivos receptáculos de conector 18 das estruturas submarinas 12, 14. Com esse propósito, as formações de conexão 36 dos conectores de extremidade 34 se estendem para baixo para permitir que os mesmos sejam pousados nos receptáculos de conector 18 à medida que a bobina 20 é rebaixada pelo guindaste 28 em um movimento de acoplamento.

[0066] Nesse exemplo, a bobina 20 compreende adicionalmente acessórios de correção de flutuação 38 revestidos em torno do cano 32. Os acessórios de correção de flutuação 38 podem compreender flutuadores ou lastro, dependendo do peso do material de cano na água e do teor de fluido do cano 32 em serviço, em particular óleo ou gás. Por exemplo, um cano de material compósito é flutuante quando vazio e é afogado para instalação. Se flutuadores são usados, os mesmos são tipicamente de espuma estática incompressível.

[0067] Os acessórios de correção de flutuação 38 são projetados para transmitir flutuação ligeiramente negativa para a bobina 20 e, portanto, para aperfeiçoar o peso aparente experimentado por meio do cabo 22 quando a bobina 20 é submersa; os mesmos também equilibram a bobina 20 à medida que o cano é flexionado em um plano horizontal, conforme será descrito.

[0068] Na Figura 1, a formação de conexão 36 em uma primeira extremidade da bobina 20 já foi pousada no receptáculo de conector 18 da primeira estrutura submarina 12. Desse modo, a primeira estrutura submarina 12 fornece uma âncora ou ponto de apoio que define um eixo geométrico giratório vertical 40 em torno do qual a bobina 20 pode ser girada para se acoplar à segunda extremidade oposta da bobina 20 com a segunda estrutura submarina 14.

[0069] O cabo 22 é mostrado na Figura 1 sustentando a segunda extremidade da bobina 20 em uma orientação geralmente horizontal enquanto a primeira estrutura submarina 12 sustenta a primeira extremidade da bobina 20. Ao mover o guindaste 28 ou a embarcação 24 se efetua a translação do cabo 22 através do fundo do mar 16 para girar a bobina 20 em torno do eixo geométrico giratório vertical 40 enquanto a bobina 20 permanece em um plano geralmente horizontal. Um ROV pode também, ou alternativamente, puxar o cabo 22 ou a bobina 20 para oscilar a segunda extremidade da bobina 20 através do fundo do mar e, particularmente, efetuar o posicionamento preciso daquela segunda extremidade para acoplamento à segunda estrutura submarina 14.

[0070] À medida que a bobina 20 gira nessa direção, a formação de conexão 36 na segunda extremidade da bobina 20 descreve um arco cujo raio é centrado no eixo geométrico giratório vertical 40. Esse eixo geométrico giratório vertical 40 se estende ao longo da formação de conexão 36 na primeira extremidade da bobina 20, e é centrado dentro do receptáculo de conector 18 da primeira estrutura submarina 12.

[0071] Quando a bobina 20 é reta conforme mostrado na Figura 1, a distância entre as formações de conexão 36 dos conectores de extremidade 34 - que corresponde ao raio do arco descrito pela formação de conexão 36 na segunda extremidade da bobina 20 - excede a distância entre os receptáculos de conector 18 das estruturas submarinas 12, 14.

[0072] Consequentemente, a ser acoplado também com a segunda estrutura submarina 14 quando girada em alinhamento adequado, a bobina 20 deve ser flexionada em um plano geralmente horizontal até que o raio de arco encurte até a extensão em que a distância entre as formações de conexão 36 seja compatível com a distância entre os receptáculos de conector 18. Em outras palavras, a bobina 20 é flexionada elasticamente para reduzir sua extensão.

[0073] Os recursos mostrados esquematicamente na Figura 1 com o propósito de flexionar a bobina 20 são mostrados em mais detalhes nas Figuras 2 e 3, nas quais numerais semelhantes são usados para partes semelhantes. Especificamente, um sistema de tracionador 42 de acordo com a invenção compreende um dispositivo tracionador submersível 44 incorporado aqui em um equipamento alojador 46 montado a um ROV 48. O dispositivo de tracionador 44 carrega cabos de tracionador 50 que se estendem do dispositivo de tracionador 44 em direções opostas. Os cabos de tracionador 50 terminam em suas extremidades externas em mangas de braçadeira separadas longitudinalmente 52 no cano 32 da bobina 20, em que fechos operáveis por ROV submarinos conhecidos podem ser operados para conectar os cabos de tracionador 50 às mangas de braçadeira 52. Então, um sistema de acionamento de cabo no equipamento alojador 46, que será descrito com referência à Figura 4, é operável para retrair e, portanto, para tensionar os cabos de tracionador 50.

[0074] A interface entre cada manga de braçadeira 52 e o cano 32 da bobina 20 assegura que as mangas de braçadeira 52 pressionem o cano 32 de modo firme e, desse modo, não deslizem em direção uma a outra ao longo do cano 32 sob cargas aplicadas através dos cabos de tracionador 50. Consequentemente, a tensão aplicada aos cabos de tracionador 50 pelo sistema de acionamento de cabo no equipamento alojador 46 aplica compressão longitudinal ao cano 32, que causa a flexão do cano 32 contra sua força de restauração elástica conforme melhor mostrado na Figura 3. Especificamente, o lado interno do cano 32 relativo à flexão é colocado sobre compressão e o lado externo do cano 32 relativo à flexão é colocado sob tensão, sendo que o eixo geométrico longitudinal central do cano 32 é um eixo geométrico neutro que não experimenta pressão ou esforço longitudinal.

[0075] Será evidente a partir da Figura 3 que o cano flexionado 32 é semelhante a um bastão de arco e que, coletivamente, os cabos de tracionador 50 que se estendem do dispositivo tracionador 44 são semelhantes a uma corda de arco.

[0076] Em preparação para flexão do cano 32 da bobina 20, o ROV 48 é fluído para uma posição ao lado do cano 32 aproximadamente meio caminho entre as mangas de braçadeira 52. Os cabos de tracionador 50 são implantados e estendidos do equipamento alojador 46 a ser anexado embaixo d'água até as mangas de braçadeira 52, e para tais propósitos um ROV de apoio 54 é mostrado na Figura 2.

[0077] A Figura 2 mostra os cabos de tracionador 50 conectados às mangas de braçadeira 52, mas inicialmente ociosos. No momento, os cabos de tracionador 50 primeiro ficam sob tensão e, portanto, endireitam, o cano 32 é reto e fica paralelo aos cabos de tracionador 50. As linhas tracejadas na Figura 2 mostram o cano 32 da bobina 20 começando a defletir em um plano horizontal depois de os cabos de tracionador 50 ficarem sob tensão e, então, a retração dos cabos de tracionador 50 para dentro do dispositivo tracionador 44 continua.

[0078] A flexão do cano 32 da bobina 20 inicia e continua em um plano previsível determinado pelo ligeiro deslocamento lateral dos cabos de tracionador 50 e seus pontos de anexação nas mangas de braçadeira 52 a partir do eixo geométrico longitudinal central do cano 32. Ambos os cabos de tracionador 50 são substancialmente alinhados e dispostos para o mesmo lado do cano 32, que se torna o lado interno da flexão em desenvolvimento. Os cabos de tracionador 50, então, ficam substancialmente no mesmo plano que o cano flexionado 32.

[0079] A Figura 3 mostra o cano 32 da bobina 20 flexionado elasticamente para reduzir sua extensão, de modo que a distância entre as formações de conexão 36 dos conectores de extremidade 34 é compatível com a distância entre os receptáculos de conector 18 das primeira e segunda estruturas submarinas 12, 14. Isso permite que a formação de conexão 36 na segunda extremidade da bobina 20 seja acoplada também à segunda estrutura submarina 14 quando a bobina 20 é girada em torno do eixo geométrico giratório vertical 40 em alinhamento adequado.

[0080] Visto que a segunda extremidade da bobina 20 é sustentada por meio do cabo 22 do guindaste 28 pendurado a partir da embarcação de instalação 24, mover o guindaste 28 ou a embarcação 24 afeta a translação do cabo 22 através do fundo do mar 16. Isso oscila a bobina 20 em torno do eixo geométrico giratório vertical 40 até que a formação de conexão 36 na segunda extremidade da bobina 20 se alinhe com o receptáculo de conector 18 da segunda estrutura submarina 14. A formação de conexão 36 pode, então, ser rebaixada para dentro do receptáculo de conector 18 para completar o engate e estabelecer comunicação de fluido entre as primeira e segunda estruturas submarinas 12, 14 através do cano 32 da bobina 20.

[0081] A vista superampliada da Figura 4 mostra o equipamento alojador 46 explodido a partir da parte de baixo do ROV 48 para mostrar o interior do equipamento alojador 46. Nesse exemplo, o equipamento alojador 46 compreende uma armação oca 56 que é de formato geralmente retangular em vista plana para ser compatível com a forma do plano do ROV 48. A armação 56 sustenta e contém um sistema de acionamento de cabo que compreende um par de guinchos 58, sendo cada uma das bobinas para um respectivo cabo dentre os cabos de tracionador 50. Os cabos de tracionador 50 saem da armação 56 em oposição e alinhamento através de respectivas aberturas 60 em paredes laterais opostas 62 da armação 56.

[0082] Uma parede de extremidade 64 da armação 56 que é ortogonal às paredes laterais opostas 62 carrega um amortecedor resiliente alongado 66. O amortecedor 66 se estende geralmente paralelo aos cabos de tracionador tensionados 50 e o cano 32 da bobina 20 no mesmo plano horizontal que os cabos de tracionador 50 e o cano 32. O amortecedor 66 protege o equipamento alojador 46 encostando-se contra o cano 32, tanto quando o ROV 48 é pilotado para uma posição entre as mangas de braçadeira 52 quanto no momento em que os cabos de tracionador 50 ficam pela primeira vez sob tensão antes de o cano 32 ser flexionado.

[0083] Para localizar o equipamento alojador 46 relativo ao cano 32 nesse estágio inicial e particularmente para manter o equipamento alojador 46 no mesmo plano horizontal que os cabos de tracionador 50 e o cano 32, a face externa do amortecedor 66 tem uma reentrância longitudinal tipo sulco rasa 68 que se estende ao longo de todo comprimento do amortecedor 66. A reentrância torna o amortecedor 66 côncavo para fora em vista lateral para sentar contra a curvatura convexa do cano 32. Isso permite localização segura do ROV 48 relativa ao cano 32 para garantir que o cano 32 começara a flexionar previsivelmente e conforme desejado quando os cabos de tracionador 50 são tensionados e retraídos sobre os guinchos 58 no equipamento alojador 46. Com retração continuada dos cabos de tracionador tensionados 50, os cabos de tracionador 50 começarão a puxar o equipamento alojador 46 para longe a partir do ápice central de desenvolvimento do cano 32 conforme mostrado na Figura 3.

[0084] Agora, em relação às Figuras 5a a 5c dos desenhos, essas vistas planas esquemáticas mostram diferentes posições em que cabos de tracionador 50 que se estendem do dispositivo tracionador 44 podem ser anexados à bobina 20.

[0085] Para facilitar a comparação, a Figura 5a mostra a disposição descrita acima, em que os cabos de tracionador 50 são conectados às mangas de braçadeira 52. As mangas de braçadeira 52 são posicionadas do lado interno das extremidades do cano 32 que constitui a maior parte do comprimento da bobina 20. Essa disposição reflete no fato de que um cabo tracionador 50 pode ser anexado ao cano 32 e também de que o ponto de anexação é preferencialmente posicionado do lado interno de uma extremidade de bobina 20, apesar de mais perto daquela extremidade da bobina 20 do que do ponto médio longitudinal 70 da bobina 20. Isso gera controle adequado da posição e orientação das extremidades da bobina 20, mas sem que os cabos de tracionador 50 obstruam as extremidades da bobina 20.

[0086] A Figura 5b mostra uma abordagem diferente, que é conectar os cabos de tracionador 50 aos conectores de extremidade 34 da bobina 20. Se o risco que os cabos de tracionador 50 pudessem obstruir as extremidades da bobina 20 é tolerável, conectar os cabos de tracionador 50 na ou muito próximos às extremidades da bobina 20 aperfeiçoa o controle da posição e orientação daquelas extremidades. Além disso, essa conexão minimiza as cargas de tração que devem surgir pelos cabos de tracionador 50 para transmitir um determinado grau de curvatura ao cano 32 da bobina 20.

[0087] A Figura 5b mostra também um cabo auxiliar 72 que se estende entre locais separados longitudinalmente na bobina 20, nesse exemplo entre as mangas de braçadeira 52. O cabo auxiliar 72 é um exemplo de um membro de sustentação de tração permanente que permite que o dispositivo tracionador 44 e os cabos de tracionador 50 sejam removidos enquanto se mantém a flexão no cano 32.

[0088] A Figura 5c mostra que é possível combinar as abordagens das Figuras 5a e 5b. Nessa opção, um dos cabos de tracionador 50 é conectado a uma manga de braçadeira 52 interna a uma extremidade da bobina 20 e o outro dos cabos de tracionador 50 é conectado a um conector de extremidade 34 na outra extremidade da bobina 20. Desse modo, o cabo tracionador 50 conectado à manga de braçadeira 52 deixa a extremidade adjacente da bobina 20 desobstruída enquanto o cabo tracionador 50 conectado ao conector de extremidade 34 aperfeiçoa o controle da posição e orientação do conector de extremidade 34.

[0089] As mangas de braçadeira 52 no cano 32 ao qual cabos de tracionador 50 são não conectados podem vantajosamente ser omitidas, apesar de as mesmas serem mostradas nas Figuras 5b e 5c como forma de comparação.

[0090] Agora, em relação às Figuras 6 e 7, esses desenhos mostram como o princípio da invenção pode também ser aplicado ao transporte de um elemento submarino alongado tal como uma bobina. Como esse propósito, as Figuras 6 e 7 mostram uma variante da embarcação de instalação 24 em que plataformas de ancoragem 74 se projetam lateralmente a partir do casco da embarcação 24 em locais de proa e popa longitudinalmente separados.

[0091] Na Figura 6, uma extremidade da bobina 20 é mostrada pendurada por seu conector de extremidade 34 a partir da plataforma de ancoragem para frente 74. Essa extremidade da bobina 20 pode ser içada sobre a plataforma de ancoragem para frente 74 por um guindaste 28 na embarcação 24. A bobina 20 se pendura verticalmente na água nesse estágio sob seu próprio peso. Novamente, um guincho A&R pode ser usado em vez do guindaste 28, apesar de tal guincho ter sido omitido das Figuras 6 e 7 para facilitar a ilustração.

[0092] Um sistema de tracionador 42 que compreende um dispositivo tracionador 44 como aquele das modalidades anteriores é anexado ao cano 32 da bobina 20 através dos cabos de tracionador 50 e mangas de braçadeira separadas longitudinalmente 52 nesse exemplo. O sistema de tracionador 42 pode ser anexado à bobina 20 embaixo d'água ou antes de a bobina 20 ser submersa.

[0093] Em seguida, um cabo 22 do guindaste 28 é conectado por um ROV de sustentação 54 ao conector de extremidade 34 na extremidade inferior da bobina 20. Então, quando o sistema de tracionador 42 é operado para tensionar e, então, retrair os cabos de tracionador 50 no dispositivo tracionador 44, o cano 32 da bobina 20 começa a flexionar em um plano geralmente vertical. Simultaneamente, o cabo 22 do guindaste 28 é retraído para elevar a extremidade inferior da bobina 20 em direção à plataforma de ancoragem de popa 74 à medida que o cano 32 é adicionalmente flexionado. Ao fazer isso, o conector de extremidade 34 na extremidade inferior da bobina 20 segue a rota curvada para cima representada pela linha tracejada na Figura 6. Durante esse movimento, a bobina 32 flexiona ou gira em torno de um eixo geométrico geralmente horizontal que atravessa a plataforma de ancoragem para frente 74.

[0094] Por fim, conforme mostrado na Figura 7, o conector de extremidade 34 na extremidade inferior da bobina 20 alcança a plataforma de ancoragem de popa 74, a partir da qual essa extremidade da bobina 20 é subsequentemente pendurada. O resultado mostrado na Figura 7 é que a bobina 20 é mantida ao lado do casco da embarcação 24 com ambas as extremidades localizadas de modo firme pelas plataformas de ancoragem 74. A embarcação 24 pode agora mais facilmente e de modo controlável transportar a bobina 20, em água mais rasa em virtude da corrente reduzida da bobina curvada 20 e sem que se estenda ou exceda o comprimento da embarcação 24 em virtude da extensão reduzida da bobina curvada 20.

[0095] Apesar de o sistema de tracionador 42 poder ser distensionado ou desengatado da bobina 20 quando a bobina é sustentada em ambas as extremidades pelas plataformas de ancoragem 74, pode ser conveniente manter o sistema de tracionador 42 engatado à bobina 20 enquanto a bobina 20 é mantida temporariamente em uma configuração curva como durante transição da embarcação 24 na Figura 7. Isso permite que a bobina 20 seja liberada das plataformas de ancoragem 74 de uma maneira controlada e, então, rebaixada a partir da embarcação 24 ao alcançar um lugar de instalação. Ao retrair ou compensar os cabos de tracionador 50 do sistema de tracionador 42 conforme apropriado, a curvatura na bobina 20 pode ser liberada, mantida ou modificada a qualquer tempo entre a liberação da bobina 20 a partir de uma plataforma de ancoragem 74 e a instalação da bobina 20 no fundo do mar.

[0096] Em outros casos, o sistema de tracionador 42 pode ser desengatado da bobina 20 quando a bobina 20 foi conectada permanentemente a outros meios de sustentação da bobina 20 em uma configuração curva. Por exemplo, o sistema de tracionador 42 pode ser distensionado e removido da bobina 20 uma vez que a formação de conexão 36 na segunda extremidade da bobina 20 foi acoplada à segunda estrutura submarina 14, logo depois da situação mostrada na Figura 3. Nesse caso, as formações de conexão 36 e os receptáculos de conector 18 devem ser projetados para suportar as cargas laterais que serão aplicadas pelo cano curvado 32 quando a bobina 20 está na posição final e o sistema de tracionador 42 é removido. Contudo, as cargas laterais aplicadas pelo cano curvado 32 poderiam ser reduzidas ou eliminadas substituindo-se o sistema de tracionador 42 por um membro de sustentação de tração permanente, tal como um cabo auxiliar 72 que se estende entre ancoragens espaçadas longitudinalmente na bobina 20, tais como entre as mangas de braçadeira 52 conforme mostrado na Figura 5b.

[0097] Em princípio, não é essencial que ambas as extremidades de um sistema de tracionador 42 sejam anexadas a uma bobina 20 ou outro elemento submarino alongado. Em particular, seria possível anexar uma extremidade ou cabo tracionador 50 do sistema de tracionador 42 a uma primeira estrutura de ancoragem distinta da bobina 20, tal como a primeira estrutura submarina 12 ou um primeiro ponto de ancoragem 74 em uma embarcação de transporte 24. A outra extremidade ou cabo tracionador 50 do sistema de tracionador 42 é anexada a um local espaçado longitudinalmente ao longo da bobina 20, tal como uma manga de braçadeira 52 ou um conector de extremidade 34 na ou próximo à extremidade oposta da bobina 20.

[0098] Como forma de exemplo, a referência é feita nesse contexto em relação à variante final mostrada na Figura 8, que corresponde à Figura 3, mas exclui a manga de braçadeira 52 mais próxima à primeira estrutura submarina 12. Em vez disso, um dos cabos de tracionador 50 é conectado a um ponto de anexação 76 na primeira estrutura submarina 12. O ponto de anexação 76 é próximo a ou substancialmente em alinhamento com o eixo geométrico giratório 40, e é também próximo a ou substancialmente em alinhamento com o plano horizontal do cano flexionado 32.

[0099] Em virtude da disposição mostrada na Figura 8, força compressiva é aplicada à bobina 20 através da primeira estrutura submarina 12 quando a bobina 20 é conectada à primeira estrutura submarina 12 e os cabos de tracionador 50 são tensionados. Essa força compressiva flexiona a bobina 20 antes de a bobina ser conectada à segunda estrutura submarina 14.

[00100] Metodologias de instalação regulares podem ser usadas para conectar a primeira extremidade de uma bobina a uma primeira estrutura submarina. Um exemplo é uma disposição de conexão e articulação conhecida, em que a formação de conexão de pelo menos um dos conectores de extremidade é articulada em relação ao restante da bobina. Isso permite a bobina ser rebaixada em uma orientação não horizontal, inclinada ou, de preferência, substancialmente vertical e pousada nessa orientação na primeira estrutura submarina. Especificamente, a formação de conexão na primeira ou mais inferior das extremidades da bobina é pousada no receptáculo de conector da primeira estrutura submarina. Essa primeira estrutura submarina pode então servir como uma âncora para a bobina ser girada na direção horizontal, conforme mostrado na Figura 1, para que sua segunda extremidade seja conectada à segunda estrutura submarina conforme descrito acima em referência às Figuras 2 e 3.

[00101] Em outras disposições rebaixadas, um cabo que se pendura a partir da embarcação de instalação pode ser disposto centralmente ao longo do comprimento de uma bobina que é orientada geralmente de modo horizontal durante sua transição através da coluna de água. Nesse caso, molinete de içamento adequado será usado entre o cabo e a bobina à medida que a bobina é rebaixada antes de pousar na primeira estrutura submarina. Outra abordagem é usar dois cabos, um em cada extremidade de uma bobina orientada horizontalmente. É possível também que uma bobina orientada horizontalmente ser colocada no fundo do mar adjacente à instalação submarina e que as extremidades da bobina sejam içadas subsequentemente em engate com as primeira e segunda estruturas submarinas em sucessão.

[00102] Muitas outras variações são possíveis dentro do conceito inventivo. Por exemplo, o cano de uma bobina pode ser produzido a partir de outros materiais tais como aço de paredes finas. De modo mais geral, um cano é um exemplo de um elemento submarino alongado que tem rigidez suficiente combinada com flexibilidade a ser defletido elasticamente ao longo de seu comprimento para variar sua extensão. Em princípio, seria possível para tal elemento submarino alongado servir como um cabo, um umbilical ou até um membro estrutural que se estende entre duas estruturas submarinas.

[00103] Um ROV (veículo operado remotamente) é um exemplo de um veículo subaquático automatizado (UUV) que pode ser usado pra incorporar ou sustentar o dispositivo tracionador. Outros UUVs são possíveis com esse propósito, tal como um veículo subaquático autônomo (AUV). Conforme descrito acima, o dispositivo tracionador é implantado de modo convencional em um equipamento alojador que é anexável a um UUV de maneira modular, mas o mesmo não precisa ser: um dispositivo tracionador poderia ser, em vez disso, integrado em um UUV especializado ou incorporado como uma ferramenta que é disposta para ser montada ou carregada por um UUV. Portanto, o dispositivo tracionador usado na invenção não precisa necessariamente ter um meio para autopropulsão.

[00104] No dispositivo tracionador estabelecido na descrição antecedente, o acionamento de cabo compreende primeiro e segundo guinchos, sendo que cada guincho atua em um respectivo cabo dentre os cabos de tracionador. Esses guinchos podem ser operados individualmente para ajustar os comprimentos dos cabos de tracionador independentemente. Por exemplo, seria possível que o dispositivo tracionador adotasse uma posição deslocada longitudinalmente em que um cabo tracionador é mais longo do que o outro, em vez de ambos os cabos de tracionador terem comprimento substancialmente igual. Alternativamente, os guinchos podem ser operados em uníssono para ajustar os comprimentos dos cabos de tracionador junto de uma maneira sincronizada. Contudo, em princípio seria possível, em vez disso, bobinar ambos os cabos de tracionador em um tambor de guincho comum único e encaminhar os cabos de tracionador daquele tambor para se estenderem em direções opostas do dispositivo tracionador.

[00105] O dispositivo tracionador não exige necessariamente um ou mais guinchos: um sistema adaptador poderia ser usado, em vez disso, para retrair e tensionar os cabos de tracionador. Os elementos de tração diferentes dos cabos são também possíveis, por exemplo, tirantes.

[00106] O sistema de tracionador da invenção é preferencialmente anexado embaixo d'água ao elemento submarino alongado que deve ser flexionado para determinar sua extensão. Contudo, é possível, em vez disso anexar o sistema de tracionador ao elemento submarino alongado na ou acima da superfície. Por exemplo, o sistema de tracionador pode ser anexado ao elemento submarino alongado dentro da embarcação de instalação ou, de fato, em terra antes de o elemento ser transferido para a embarcação de instalação para transição para um lugar de instalação.

[00107] Uma vantagem adicional da invenção é que um elemento alongado padrão possa ser usado para de adequar a diferentes aplicações, dentro de limites razoáveis. Isso pode reduzir despesas gerais de fabricação e metrologia.

Claims (36)

1. Método de ma05:09:42flexão do elemento (20) e enquanto o elemento (20) permanece flexionado, ancorar uma segunda extremidade do elemento (20) em uma segunda ancoragem (14, 74).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ancorar a primeira extremidade do elemento (20) na primeira ancoragem (12, 74), flexionar o elemento (20), e ancorar a segunda extremidade do elemento (20) flexionado na segunda ancoragem (14, 74).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende deixar o sistema de corda de tração (42) no lugar e sob tensão depois de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) flexionado na segunda ancoragem (14, 74).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende distensionar e substituir o sistema de corda de tração (42) por um membro de sustentação de tração (72) depois de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) flexionado na segunda ancoragem (14, 74).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os locais separados longitudinalmente é substancialmente integrado a uma extremidade do elemento (20).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito local é mais próximo a uma extremidade adjacente do elemento (20) do que um ponto médio longitudinal do elemento (20).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os locais separados longitudinalmente está em um conector de extremidade (34) do elemento (20).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema de corda de tração (42) é conectado ao elemento (20) nos locais separados longitudinalmente.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de corda de tração (42) é conectado ao elemento (20) em um dos locais separados longitudinalmente e é conectado também à primeira ancoragem (12, 74) antes da dita flexão do elemento (20), sendo que o outro local dentre os locais separados longitudinalmente no elemento (20) está na primeira extremidade em que o elemento (20) é ancorado à primeira ancoragem (12, 74).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende conectar o sistema de corda de tração (42) ao elemento (20) ou à primeira ancoragem (12, 74) embaixo d’água.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende conectar o sistema de corda de tração (42) ao elemento (20) ou à primeira ancoragem (12, 74) acima da água.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda ancoragens (74) são localizadas em uma embarcação de superfície (24).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende pendurar a primeira extremidade ancorada do elemento (20) a partir da primeira ancoragem (74), flexionar o elemento (20), e ancorar a segunda extremidade do elemento (20) flexionado para que seja pendurada a partir da segunda ancoragem (74).

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende puxar o elemento (20) em direção à embarcação de superfície (24) durante ou depois da flexão para içar a segunda extremidade em direção à segunda ancoragem (74).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende: transportar o elemento (20) flexionado a um lugar de instalação carregado pela embarcação de superfície (24), sendo que o elemento (20) é ancorado em sua primeira e segunda extremidades às ancoragens (74); e no lugar de instalação, remover o elemento (20) das ancoragens (74) antes de rebaixar o elemento (20) em direção ao fundo do mar.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende remover o elemento (20) de uma dentre as ancoragens (74) e, então, girar o elemento (20) em torno da outra ancoragem dentre as ancoragens (74) antes de rebaixar o elemento (20) em direção ao fundo do mar.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar o sistema de corda de tração (42) para modificar um raio de flexão do elemento (20) antes, durante ou depois de rebaixar o elemento (20) em direção ao fundo do mar.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda ancoragens (12, 14, 74) são localizadas em uma instalação submarina (10).

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende pousar pelo menos parte do elemento (20) no fundo do mar antes de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) na segunda ancoragem (14).

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar o sistema de corda de tração (42) para modificar um raio de flexão do elemento (20) depois de ancorar a primeira extremidade do elemento (20) na primeira ancoragem (12, 74) e antes de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) na segunda ancoragem (14, 74).

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende ancorar a primeira extremidade do elemento (20) na primeira ancoragem (12, 74) e flexionar ou girar o elemento (20) em torno da primeira ancoragem (12, 74) antes de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) na segunda ancoragem (14, 74).

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende flexionar ou girar o elemento (20) em torno de um eixo geométrico vertical (40).

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende suspender a segunda extremidade do elemento (20) por meio de um cabo (22) pendurado a partir da embarcação de superfície (24) antes de ancorar a segunda extremidade do elemento (20) na segunda ancoragem (14, 74).

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende suspender a segunda extremidade do elemento (20) por meio do cabo (22) pendurando a partir da embarcação de superfície (24) antes de ancorar a primeira extremidade do elemento (20) na primeira ancoragem (12, 74).

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende flexionar o elemento (20) em um plano substancialmente horizontal.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 25, caracterizado pelo fato de que compreende: pilotar um veículo subaquático (48) até o elemento (20), sendo que esse veículo (48) ou um equipamento alojador (46) ou uma ferramenta montada no veículo (48) que carrega componentes de tração (50) do sistema de corda de tração (42); anexar pelo menos um dentre os componentes de tração (50) ao elemento (20) e outro componente de tração (50) ao elemento (20) ou à primeira ancoragem (12, 74); e retrair os componentes de tração (50) em direção ao veículo (48), equipamento alojador (46) ou ferramenta para encurtar o sistema de corda de tração (42).

27. Instalação submarina (10) caracterizada pelo fato de que compreende: um elemento submarino alongado (20) discreto que é flexionado ao longo de seu comprimento contra força de recuperação elástica; e uma primeira ancoragem submarina (12), na qual uma primeira extremidade do elemento (20) flexionado é ancorado; caracterizada pelo fato de que a instalação submarina (10) compreende uma segunda ancoragem submarina (14), na qual uma segunda extremidade do elemento (20) flexionado é ancorada; e em que as ancoragens (12, 14) e uma restrição de tração mantêm o elemento submarino (20) flexionado contra a força de recuperação elástica.

28. Embarcação de superfície (24) carregando um elemento submarino alongado (20) discreto que é flexionado ao longo de seu comprimento contra força de recuperação elástica, sendo que a embarcação (24) tem uma primeira ancoragem (74), na qual uma primeira extremidade do elemento (20) flexionado é ancorada, e uma segunda ancoragem (74) na qual a segunda extremidade do elemento (20) flexionado é ancorada, sendo a embarcação caracterizada pelo fato de que as ancoragens (74) e uma restrição de tração mantêm o elemento submarino (20) flexionado contra a força de recuperação elástica.

29. Instalação (10), de acordo com a reivindicação 27, ou embarcação (24), de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de que a restrição de tração compreende um sistema de corda de tração (42) de comprimento variável conectado para atuar em locais separados longitudinalmente no elemento (20) para aplicar forças compressivas longitudinalmente ao elemento (20) que flexiona o elemento (20).

30. Instalação (10) ou embarcação (24), de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que a restrição de tração é conectada ao elemento (20) no primeiro e no segundo locais separados longitudinalmente.

31. Instalação (10) ou embarcação (24), de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que a restrição de tração é conectada em um primeiro local a pelo menos uma dentre as ancoragens (12, 14, 74) e é também conectada ao elemento (20) em um segundo local que é separado longitudinalmente ao longo do elemento (20) do primeiro local.

32. Tracionador submersível compreendendo: primeiro e segundo elementos de tração (50) que se estendem em direções opostas a partir de uma estrutura (44); e um acionamento de tensão que é operável para retrair os elementos de tração (50) em direção à estrutura (44), caracterizado pelo fato de que o tracionador é incorporado como um veículo subaquático (48) ou um equipamento alojador (46) ou ferramenta montável em um veículo subaquático (48).

33. Tracionador, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o acionamento de tensão compreende pelo menos um guincho (58) que atua em cabos que servem como os elementos de tração (50).

34. Tracionador, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o acionamento de tensão compreende primeiro e segundo guinchos (58), sendo que cada guincho atua em um respectivo dentre os cabos (50).

35. Tracionador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 34, caracterizado pelo fato de que o acionamento de tensão compreende pelo menos um adaptador que atua nos elementos de tração (50).

36. Elemento submarino alongado (20) flexível de modo elástico equipado com um sistema de corda de tração (42) conectado a locais longitudinalmente separados dispostos nas respectivas extremidades do elemento (20), ou próximo às mesmas, para flexionar o elemento (20) ao longo de seu comprimento entre os ditos locais contra força de recuperação elástica, caracterizado pelo fato de que o sistema de corda de tração (42) compreende primeiro e segundo elementos de tração (50) que se estendem em direções opostas de uma estrutura (44); e um acionamento de tensão que é operável para retrair os elementos de tração (50) na direção da estrutura (44).

Images