BR112017004846B1 - Dispositivo de manuseio para um aparelho submarino instalável e recuperável e seu uso - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE MANUSEIO PARA UM APARELHO SUBMARINO INSTALÁVEL E RECUPERÁVEL. Trata-se de um dispositivo de manuseio (1) para um aparelho submarino instalável e recuperável (2) para engatar um dispositivo de docagem (3) em uma instalação submarina, sendo que o dispositivo de docagem (3) tem um par de membros de engate (4, 5). O dispositivo (1) é dotado de um membro de topo (6) e um par de braços de engate (7, 8) que pende do mesmo, de modo a se estender ao longo da parte externa do aparelho (2). Cada um dos braços (7, 8), em uma extremidade livre do mesmo, é dotado de um gancho (7, 8) configurado para se engatar de maneira liberável aos membros de engate (4; 5). Uma alça giratória (9) é localizada acima do membro de topo (6) e tem uma haste integral ou ligada (10) que se estende através do membro de topo (6) e é ligada de modo pivotante a uma região de topo do aparelho (2). A alça (9) e a haste (10), em uma primeira posição giratória, são móveis transversalmente com relação ao membro de topo (6) entre os limites estabelecidos. A haste (10) é dotada de um par de cavilhas de engate (11) configurado para se desengatar do meio de retenção da cavilha (6, 6) e libera, portanto, uma retenção giratória relativa ao membro de topo (6) e adicionalmente (...).
Description
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de manuseio para um aparelho submarino instalável e recuperável, em que o aparelho submarino, de maneira liberável, se engata em um dispositivo de docagem padronizado por ISO compatível com aparelho em uma instalação submarina, sendo que o dispositivo de docagem tem um par de membros de engate que se estendem para fora, sendo que tem uma abertura e um aro de engate, conforme definido no preâmbulo da reivindicação 1.
[002] As soluções da técnica anterior compreendem meios e métodos de anexação e fixação de um aparelho submarino a um dispositivo de docagem de uma instalação submarina, e estas soluções contam com um procedimento complexo com múltiplas etapas que pode requerer que várias ferramentas e/ou várias operações de manuseio estejam disponíveis em um ROV que deve instalar ou recuperar o aparelho. A técnica anterior também conta com várias partes móveis na interface de conexão para fornecer um mecanismo de fechamento ou de travamento.
[003] É um objetivo da invenção superar a complexidade e as desvantagens relacionadas às soluções da técnica anterior de forma a permitir que o aparelho submarino, às vezes conhecido como um módulo recuperável, seja travado em um outro módulo ou em um atuador submarino com auxílio de um ROV (Veículo Operado Remotamente), usando ferramentas e recursos do ROV existentes e conhecidos. A invenção é destinada a cooperar e ser capaz de realizar a docagem em uma região inferior do aparelho em um dispositivo de docagem “fêmea” padronizado por ISO, por exemplo, “do tipo de ISO classe 4”, frequentemente conhecido como uma “caçamba de conexão” sem qualquer alteração no dispositivo de docagem.
[004] Adicionalmente, a invenção tem um objetivo de fornecer um dispositivo robusto, de fácil manuseio e de fácil utilização para a cooperação com o ROV e que não requer uma ligação complexa ou que dependa de elementos firmemente guiados, e, adicionalmente, fornecer uma indicação opticamente legível e clara de uma situação travada do aparelho no dispositivo de docagem.
[005] Ao contrário da técnica interior relacionada a assegurar as ditas conexões, o dispositivo inventivo é mais simples, robusto e fácil de usar. O mesmo fornece uma boa interface ao ROV que auxilia a instalação ou recuperação do aparelho.
[006] De acordo com a invenção, o dispositivo de manuseio é distinguido pelo fato de que: - o dispositivo é configurado como uma forquilha que é dotada de um membro de topo e um par de braços de engate que pendem do mesmo para se estender ao longo de uma face externa do aparelho, - sendo que cada um dos braços em uma extremidade livre deste é dotado de um gancho configurado para se engatar, de maneira liberável, a um aro no dispositivo de docagem, - sendo que uma alça giratória é localizada acima do membro de topo e tem uma haste integral ou haste ligada que se estende através do membro de topo e é ligada de forma pivotante à região de topo do aparelho, - sendo que a alça e sua haste em uma primeira posição giratória são transversalmente móveis com relação ao membro de topo entre os limites estabelecidos, mas são travadas de forma giratória com relação ao corpo principal do aparelho que pende livremente a partir de uma haste, - sendo que a alça e sua haste são travadas e evitam qualquer movimento relativo ao membro de topo quando em uma segunda posição giratória com a alça mais próxima ao membro de topo e com os ganchos de braço em engate com os aros do dispositivo de docagem, portanto, travando o engate de docagem entre o aparelho e o dispositivo de docagem, e - sendo que um lado posterior dos ganchos é inclinado para se engatar gradualmente a uma região inferior do aparelho e mediante seu movimento no dispositivo de docagem ISO para fazer com que os ganchos sejam pressionados e segurados em engate com os aros do dispositivo de docagem.
[007] A disposição da alça e a haste relativa ao membro de topo do dispositivo de manuseio, assim como relativa ao corpo principal do aparelho permite uma forma fácil e segura de erguer ou arriar, isto é, manusear o aparelho para e a partir de um dispositivo de docagem usando a alça.
[008] De acordo com uma modalidade do dispositivo de manuseio, uma haste é dotada de um par de cavilhas de engate configurado sob a rotação da alça e haste de forma a engatar, subir e repousar em uma porção do lado de baixo do membro de topo voltado para o aparelho.
[009] De acordo com uma outra modalidade do dispositivo de manuseio, o membro de topo é dotado de uma mola para assistir o aparelho para se mover de uma primeira posição para uma segunda posição por uma distância limitada do membro de topo quando os ganchos entraram em engate com os ditos aros.
[010] De acordo com a modalidade adicional do dispositivo de manuseio, a alça e sua haste estão em um modo giratório quando o aparelho é adjacente ou está em uma dita segunda posição.
[011] A invenção será descrita com referência aos desenhos anexados que ilustram de forma exemplificativa, não limitadora, aspectos do dispositivo de manuseio e sua operação.
[012] A Figura 1 mostra a operação de um dispositivo de manuseio de uma invenção em uma primeira fase da instalação de um aparelho submarino.
[013] A Figura 2 mostra a operação de um dispositivo de manuseio de uma invenção em uma segunda fase da instalação de um aparelho submarino.
[014] A Figura 3 mostra a operação de um dispositivo de manuseio de uma invenção em uma terceira fase da instalação de um aparelho submarino.
[015] A Figura 4 mostra a operação de um dispositivo de manuseio de uma invenção em uma quarta fase da instalação de um aparelho submarino.
[016] A Figura 5 é uma vista de cima das vistas das Figuras 1 a 3.
[017] A Figura 6 é uma vista de cima da vista da Figura 4.
[018] A Figura 7 é uma vista frontal em perspectiva de um lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista das Figuras 1 e 2.
[019] A Figura 8 é uma vista frontal em perspectiva de um lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista da Figura 3.
[020] A Figura 9 é uma vista frontal em perspectiva de um lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista das Figuras 4.
[021] A Figura 10 é uma vista frontal em perspectiva de um outro lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista das Figuras 1 e 2.
[022] A Figura 11 é uma vista frontal em perspectiva de um outro lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista das Figuras 3.
[023] A Figura 12 é uma vista frontal em perspectiva de um outro lado de uma região de topo do dispositivo de manuseio, relacionada à vista das Figuras 4.
[024] A presente invenção compreende um dispositivo de manuseio 1 para um dispositivo de manuseio para um aparelho submarino instalável e recuperável 2, sendo que o aparelho submarino, de maneira liberável, se engata em um dispositivo de docagem padronizado por ISO compatível com aparelho 3 em uma instalação submarina. O dispositivo de docagem 3 tem um par de membros de engate estendendo-se para fora 4, 5 que tem uma abertura 4’; 5’ e um aro de engate 4”; 5”. O dispositivo é configurado como uma forquilha que é dotada de um membro de topo 6 e um par de braços de engate 7, 8 que dependem disso para se estenderem ao longo de uma face externa do aparelho 2. Cada um dos braços 7; 8 está em uma extremidade livre e fornecida pelo mesmo com um a gancho 7’; 8’ configurado para se engatar de maneira liberável ao aro 4”; 5”, respectivamente, no dispositivo de docagem 3.
[025] Um fuso giratório membro macho (não mostrado) pode estar situado no dispositivo de docagem 3 e liga o dito membro, por exemplo, com uma válvula do fuso na instalação submarina.
[026] Uma alça giratória 9 é localizada acima do membro de topo 6 e tem uma haste integral ou haste ligada 10 que estende através do membro de topo 6 e abaixo do membro de topo 6 é ligado de forma pivotante à região de topo 2’ do aparelho 2. A alça 9 é configurada para ser engatada por um ROV (não mostrado).
[027] A alça 9 e sua haste 10, em uma primeira posição giratória conforme mostrado nas Figuras 1 a 3, são móveis de forma transversal com relação ao membro de topo 6 entre os limites estabelecidos, mas são travadas de forma giratória com relação ao corpo principal do aparelho 2 que pende livremente a partir da haste 10.
[028] Conforme mostrado nas Figuras 4, 6, 9 e 12, a alça 9 e sua haste 10 estão em uma segunda posição giratória com a alça 9 mais próxima ao membro de topo 6 e com os ganchos do braço 7’, 8’ em engate com os aros do dispositivo de docagem 4”, 5”, e são travados e, portanto, evitam qualquer movimento relativo ao membro de topo 6.
[029] Um lado posterior 7”, 8’ dos ganchos 7, 8 é inclinado para se engatar gradualmente em uma porção inclinada de uma região inferior 2” do aparelho 2. Em consequência do movimento do aparelho no dispositivo de docagem ISO 3, os ganchos 7, 8 serão pressionados e segurados em engate com os aros do dispositivo de docagem 4”, 5”.
[030] A disposição da alça 9 e a haste 10 com relação ao membro de topo 6 do dispositivo de manuseio 1, assim como com relação ao corpo principal do aparelho 2, possibilita uma forma fácil e segura de arriar ou erguer, por exemplo, manuseando o aparelho para e a partir do dispositivo de docagem 3 usando a alça 9.
[031] A haste 10 é dotada de um par de cavilhas de engate 11 configuradas sob rotação da alça 9 e haste 10 para se engatar, subir e repousar em um lado de baixo da porção 6’ do membro de topo 6 voltado para o aparelho 2. Notar que o par de cavilhas 11 é visível nas Figuras 1, 2 e 3, entretanto apenas uma das cavilhas é visível nas Figuras 4, 7, 8, 9 e 10.
[032] Conforme mostrado nas Figuras 1, 2, 7 e 10, as cavilhas 11 engatam-se em um reforço 6” do membro de topo 6 assim como parcialmente uma fenda 6”’ no membro de topo, e esses “meios de retenção de cavilhas” previnem e travam a alça 9 e sua haste 10 a partir de um movimento giratório na primeira posição giratória da alça 9 quando está o mais longe possível do membro de topo 6.
[033] Como será observado a partir da análise dos desenhos, um mesmo movimento relativo do aparelho 2 em relação aos ganchos 7, 8 e o dispositivo de docagem 3 irá desengatar um travamento giratório da alça 9. O desengate é possível conforme as cavilhas 11 são deslocados abaixo do membro de topo 6, deixando o engate do travamento com o reforço 6” e a fenda 6”’, ver Figuras 3, 4, 8 e 9.
[034] O membro de topo 6 é dotado de uma mola 12 que auxilia na definição de duas posições axialmente distintas da alça 9 e sua haste 10, assim como o aparelho 2, isto é, quando o aparelho 2 se move de uma primeira posição conforme mostrado, por exemplo, na Figura 2 para uma segunda posição conforme mostrado, por exemplo, na Figura 3 por uma distância limitada na direção oposta ao membro de topo 6 quando os ganchos 7’, 8’ entraram em engate com os ditos aros 4”, 5”. A mola 12 também garante que a alça 9 (e sua 10) não possa mudar a posição sem que um torque operacional requerido seja aplicado à alça, assegurando, portanto, que a alça 9 e a haste 10 não alternem posições intencionalmente com relação ao membro de topo 6 do dispositivo de manuseio 1.
[035] Conforme indicado acima, quando o aparelho 2 é, então, docado propriamente no dispositivo 3, a região inferior 2” do aparelho previne que os ganchos 7’, 8’ se desalojem dos aros 4”, 5”. Será observado que a alça 9 e sua haste 10 estão em um modo giratório, isto é, livres para girar a partir de uma primeira posição giratória para a segunda posição giratória, sendo uma rotação adequada de 90o, quando o aparelho 2 está adjacente ou está em na dita segunda posição, conforme mostrado nas Figuras 3 e 4.
[036] Ao girar a alça 9 e a haste 10 na posição mostrada nas Figuras 4, 6, 9 e 12, o engate de docagem do aparelho 2 no dispositivo de docagem 3 é eficazmente travado, junto com os ganchos 7’, 8’ sendo travados junto aos aros 4”, 5”. Portanto, o aparelho é fixado propriamente na posição em direção axial no dispositivo de docagem, que proporciona uma retenção positiva do aparelho ao redor seu eixo longitudinal.
[037] O membro de topo 6 é eficazmente erguido sobre as cavilhas de proteção 11 na haste da alça 10 quando o aparelho é integralmente inserido no dispositivo de docagem de ISO ou “caçamba”, permitindo que o ROV gire a alça 9 para fornecer uma confirmação positiva ao estado de travamento.
[038] O membro de topo 6 é móvel na direção axial com relação ao aparelho 2, mas não é móvel na direção radial com relação ao aparelho 2. Conforme será analisado através do estudo dos desenhos, os braços 7, 8 são anexados ao membro de topo e dependem destes. Os braços 7, 8 são móveis substancialmente na direção axial do aparelho 7 quando há um movimento axial correspondente do membro de topo 6. Adicionalmente, eles são flexíveis para serem levemente dobráveis lateralmente com relação a um lado adjacente respectivo do aparelho 2, conforme é claramente visível a partir da análise das Figuras 1 a 4. Pela geometria, os lados, isto é, os braços 7, 8, do membro de topo 6 estão apontando para o interior na direção de cada um quando o dispositivo de manuseio está “livre”. Isto sugere que os braços e seus ganchos 7’, 8’ sempre serão controlados radialmente pelas faces inclinadas na região inferior 2” do aparelho 2. A posição angular da alça 9 fornece uma “bandeira” visível para uma câmera no ROV.
[039] Será compreendido que o membro de topo tem uma certa rigidez adequadamente alta, embora ainda seja flexível, em algum nível quando carregado, garantindo, assim, que a tensão do estado de travamento seja mantida durante o decorrer do tempo.
[040] A invenção fornece, para uma redução da complexidade da operação de fechamento, uma redução do número de partes exigido, redução do custo e o aumento da confiabilidade devido a menos partes móveis, comparado à técnica anterior típica da disposição de fechamento do parafuso-sem-fim.
[041] Verifica-se que quando o aparelho 2 será liberado do engate com o dispositivo de docagem, sendo que as etapas, conforme indicado nas Figuras 1 a 4, são simplesmente revertidas. Uma vez que a alça 9 é virada para a posição na Figura 3 e é empurrada, o aparelho 2 se aproxima do membro de topo 6 e a região inferior 2” do aparelho 2 reduz seu engate com as faces inclinadas 7”, 8”, fazendo, assim, com que os ganchos 7’, 8’ se movam levemente um na direção do outro e se desengatem dos aros 4”, 5”, e resultando, assim, em um estado completamente liberado conforme mostrado na Figura1.
Claims (4)
1. Dispositivo de manuseio (1) para um aparelho submarino recuperável e instalável (2), sendo que o aparelho submarino recuperável funciona de maneira removível para engatar um dispositivo de docagem (3) compatível com o aparelho em uma instalação submarina, em que o dispositivo de docagem (3) compatível com o aparelho tem um par de membros de engate que se estende para fora (4, 5) sendo que tem uma abertura (4’, 5’) e um aro de engate (4”, 5”), caracterizado por o dispositivo de manuseio (1) compreender um membro de topo (6) e um par de braços de engate (7, 8), dependendo dos mesmos para se estender ao longo de uma face externa do aparelho submarino recuperável (2), em que o dispositivo de manuseio é configurado como uma forquilha; em que cada um dos braços de engate (7, 8), em uma extremidade livre do mesmo ser dotado de um gancho (7’, 8’) configurado para se engatar de maneira liberável em um aro (4”, 5”) no dispositivo de docagem (3) compatível com o aparelho, uma alça giratória (9) ser localizada acima do membro de topo (6) e tem uma haste integral ou ligada (10) que se estende através do membro de topo (6) e é ligada de forma pivotante a uma região de topo do aparelho submarino recuperável (2), em que a alça giratória (9) e a haste (10), em uma primeira posição giratória, são móveis de maneira transversal a partir do membro de topo (6) entre limites estabelecidos, mas são travadas de maneira giratória com relação a um corpo principal do aparelho submarino recuperável (2) que pende de maneira livre a partir da haste (10), em que a alça giratória (9) e a haste (10) são travadas e impedidas de se moverem com relação ao membro de topo (6) quando em uma segunda posição giratória com a alça giratória (9) mais próxima ao membro de topo (6) e com os ganchos dos braços de engate (7’, 8’) em engate com os aros (4”, 5”) do dispositivo de docagem compatível com o aparelho e, portanto, travando o engate de docagem entre o aparelho submarino recuperável (2) e o dispositivo de docagem (3) compatível com o aparelho, e em que um lado posterior dos ganchos (7’, 8’) é inclinado para se engatar gradualmente a uma região inclinada inferior (2”) do aparelho submarino recuperável (2) e sob movimento para dentro do dispositivo de docagem (3) compatível com o aparelho para fazer com que os ganchos (7’, 8’) sejam pressionados e segurados de forma engatada com os aros (4”, 5”) do dispositivo de docagem compatível com o aparelho.
2. Dispositivo de manuseio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a haste (10) ser dotada de um par de cavilhas de engate (11) configurado para desengatar o engate de travamento movendo o par de cavilhas de engate abaixo do membro superior (6) e, assim, liberando uma retenção giratória relativa ao membro superior (6) e adicionalmente, mediante a rotação da alça giratória (9) e da haste (10) para a dita segunda posição giratória, se engatar, subir e repousar em uma porção do lado de baixo (6’) do membro de topo (6) voltado para o aparelho submarino recuperável (2), fornecendo, assim, uma retenção giratória da alça giratória (9) e da haste (10) relativa ao membro de topo (6) na dita segunda posição giratória.
3. Dispositivo de manuseio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o membro de topo ser dotado de uma mola (12) que auxilia na definição de duas posições distintas da alça giratória (9) e da haste 10, assim como o aparelho submarino recuperável (2), quando o aparelho submarino recuperável (2) se move de uma primeira posição para uma segunda posição por uma distância limitada na direção oposta ao membro de topo (6) quando os ganchos (7’, 8’) se engataram com os ditos aros (4”, 5”).
4. Dispositivo de manuseio, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a alça giratória (9) e a haste (10) estarem em um modo giratório quando o aparelho (2) está adjacente ou está na dita segunda posição
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