BR112017009939B1

BR112017009939B1 - Disposição de acoplamento submarino

Info

Publication number: BR112017009939B1
Application number: BR112017009939-0A
Authority: BR
Inventors: Steinar Lindemann Hestetun
Original assignee: Vetco Gray Scandinavia As
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2022-05-03
Also published as: NO338441B1; NO20141418A1; WO2016083218A1; BR112017009939A2

Abstract

Trata-se de uma disposição de acoplamento submarino (1) para conectar uma seção de extremidade (2) de um conduto flexível a um elemento estrutural (3) que compreende: - um encaixe de extremidade (6) montado à seção de extremidade; - elementos de grampeamento (9) para grampear, em conjunto, um membro de acoplamento (7) do encaixe de extremidade e um membro de acoplamento (8) do elemento estrutural; - um mecanismo de travamento e de liberação (12) que é manobrável de uma posição de travamento, em que os membros de acoplamento são impedidos de serem desengatados um do outro, para uma posição de liberação, em que os membros de acoplamento podem desengatar um do outro; e - pelo menos um membro de tração alongado (13a) que é configurado para exercer uma força de tração no mecanismo de travamento e de liberação e, assim, realizar um esforço para manobrar o mesmo da posição de travamento para a posição de liberação quando o conduto flexível é submetido a uma força externa que causa um estiramento da seção de extremidade.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma disposição de acoplamento submarino, de acordo com o preâmbulo de reivindicação 1, para ser usada para conectar uma seção de extremidade de um conduto flexível a um elemento estrutural de uma instalação submarina.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Sabe-se previamente que o uso de um conector de pinça ou conector de grampo de tipo convencional para conectar uma seção de extremidade de um conduto flexível a um elemento estrutural de uma instalação submarina. Se o conduto flexível é sujeitado a uma força externa que causa um estiramento da seção de extremidade do conduto flexível, o conector e/ou o conduto flexível e/ou o elemento estrutural podem ser danificados sob o efeito de forças de tensão no conduto flexível.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[003] O objetivo da presente invenção é prover uma solução aos problemas acima mencionados.

[004] De acordo com a invenção, o objetivo é alcançado por uma disposição de acoplamento submarino que tem características definidas na reivindicação 1.

[005] A disposição de acoplamento submarino da presente invenção compreende: - um encaixe de extremidade que é montada em uma seção de extremidade de um conduto flexível e que está dotado de um membro de acoplamento configurado para engate com um membro de acoplamento correspondente de um elemento estrutural de uma instalação submarina; - elementos de grampeamento que são configurados para grampear, junto, o membro de acoplamento do encaixe de extremidade e o membro de acoplamento do elemento estrutural; - um mecanismo de travamento e de liberação que é manobrável a partir de uma posição de travamento, em que o mecanismo de travamento e de liberação mantém os elementos de grampeamento grampeados aos ditos membros de acoplamento e, por isso, previne os membros de acoplamento de serem desengatados uns dos outros, para uma posição de liberação, em que o mecanismo de travamento e de liberação colocar os elementos de grampeamento livres para movimento em relação aos ditos membros de acoplamento e, assim, permite que o membro de acoplamento do encaixe de extremidade seja desengatado do membro de acoplamento do elemento estrutural; e - pelo menos um membro de tração alongado, que está conectado a uma primeira conexão fixa ao mecanismo de travamento e de liberação e a uma segunda conexão fixada a uma distância do encaixe de extremidade em uma posição adiante na seção de extremidade do conduto flexível e que está configurado para exercer uma força de tração no mecanismo de travamento e de liberação e, por isso, esforçam-se para manobrar o mecanismo de travamento e de liberação da posição de travamento para a posição de liberação quando o conduto flexível é sujeitado a uma força externa que causa um estiramento da dita seção de extremidade.

[006] Quando a força de tração exercida pelo membro de tração ou membros de tração sobre o mecanismo de travamento e de liberação é suficientemente forte, o mecanismo de travamento e de liberação é produzido para assumir a posição de liberação e o membro de acoplamento do encaixe de extremidade pode ser, por isso, liberado do membro de acoplamento do elemento estrutural. Por meio disso, podem ser evitados danos no conduto flexível e os elementos de grampeamento devido a forças de tensão no conduto flexível.

[007] Outras vantagens, bem como características vantajosas da disposição de acoplamento submarino da presente invenção, irão aparecer a partir da descrição que se segue e das reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Com referência às figuras anexadas, uma descrição específica de realizações preferida da invenção citadas como exemplos que seguem abaixo. Nas figuras: Figura 1 é uma vista perspectiva de uma seção de extremidade de um conduto flexível conectada a um elemento estrutural de uma instalação submarina por meio de uma disposição de acoplamento submarino de acordo com uma realização primeira da presente invenção, como visto antes, os membros de tração têm sido fixados ao mecanismo de travamento e de liberação, Figura 2 é uma vista lateral correspondente a Figura 1, Figura 3 é uma vista perspectiva dos componentes mostrados na Figura 1, como visto quando os membros de tração tinham sido fixados ao mecanismo de travamento e de liberação, Figura 4 é uma vista lateral correspondente a Figura 3, Figura 5 é uma vista perspectiva correspondente a Figura 3, mas de outra direção, Figura 6 é uma seção longitudinal através dos componentes mostrados na Figura 3, Figura 7 é um alargamento detalhado de acordo com o círculo VII na Figura 6, Figura 8 é uma vista perspectiva dos componentes mostrados na Figura 3, como visto quando o mecanismo de travamento e de liberação que tem a posição de liberação e o conduto flexível tem sido desconectado do elemento estrutural, Figura 9 é uma vista lateral correspondente a Figura 8, e Figura 10 é uma vista perspectiva de uma seção de extremidade de um conduto flexível conectada a um elemento estrutural de uma instalação submarina por meios de uma disposição de acoplamento submarino de acordo com uma segunda realização da invenção, como visto antes, os membros de tração têm sido fixados ao mecanismo de travamento e de liberação alternativo.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[009] As disposições de acoplamento submarino 1, de acordo com duas realizações diferentes da presente invenção, são ilustradas nas Figuras 1 a 9 e Figura 10, respectivamente. A disposição de acoplamento 1 é usada para conectar uma seção de extremidade 2 de um conduto flexível a um elemento estrutural 3 de uma instalação submarina 4. No exemplo ilustrado, o conduto flexível é um submarino de linha de fluxo, enquanto que o dito elemento estrutural 3 é um alojamento de válvula de uma válvula incluída em uma instalação submarina 4 na forma de uma disposição de terminação de linha de fluxo.

[010] A disposição de acoplamento 1 compreende um encaixe de extremidade 6, que está fixo à seção de extremidade 2 do conduto flexível e que é dotado de um membro de acoplamento 7 (consulte Figuras 6 e 7) configurado para engate com um correspondente membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3. A disposição de acoplamento 1 também compreende elementos de grampeamento 9, 9’ que estão configurados para grampear, juntos, o membro de acoplamento 7 do encaixe de extremidade 6 e o membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3. Cada elemento de grampeamento 9, 9’ tem superfícies de cunhas chanfradas opostas 10a, 10b (consultar Figura 7) para engatar superfícies de cunhas chanfradas 11a, 11b correspondentes fornecidas nos membros de acoplamento 7, 8 para serem engatados uns com os outros. Na realização ilustrada nas Figuras 1 a 9, os elementos de grampeamento 9 tem a forma de dedos de engate que estão distribuídos na direção circunferencial dos membros de acoplamento 7, 8. Na realização ilustrada na Figura 10, os elementos de grampeamento 9’ estão moldados em arco e distribuídos na direção circunferencial dos membros de acoplamento 7, 8, sendo que os elementos de grampeamento 9’ estão conectados uns com os outros nas extremidades.

[011] Adicionalmente, a disposição de acoplamento 1 compreende um mecanismo de travamento e de liberação 12 que é manobrável de uma posição de travamento (consultar Figuras 3 a 7 e 10), em que o mecanismo de travamento e de liberação 12 mantém os elementos de grampeamento 9, 9’ grampeados aos membros de acoplamento 7, 8 e, por isso, previne que o membro de acoplamento 7 do encaixe de extremidade 6 seja desengatado do membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3, para uma posição de liberação (consultar Figuras 8 e 9), em que o mecanismo de travamento e de liberação 12 coloca os elementos de grampeamento 9, 9’ para movimentar livremente nos ditos membros de acoplamento 7, 8 e, por isso, permite o membro de acoplamento 7 do encaixe de extremidade 6 ser desengatada do membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3.

[012] A disposição de acoplamento 1 compreende pelo menos um membro de tração alongado 13a, 13b, de preferência na forma de um fio não elástico ou cinto, que está configurado para exercer uma força de tração no mecanismo de travamento e de liberação 12 e, por isso, esforça-se para manobrar o mecanismo de travamento e de liberação 12 da posição de travamento para a posição de liberação quando o conduto flexível está sujeitado a uma força externa que causa um estiramento da seção de extremidade 2 do mesmo. O mecanismo de travamento e de liberação 12 passará da posição de travamento para a posição de liberação quando a força de tração exercida no mecanismo de travamento e de liberação 12 pelo membro de tração ou membros de tração 13a, 13b excede uma força de empenho para manter o mecanismo de travamento e de liberação 12 na posição de travamento. Cada membro de tração 13a, 13b está configurado para ser conectado a e se estende entre uma primeira conexão 14a, 14b fixada ao mecanismo de travamento e de liberação 12 e uma segunda conexão 15a, 15b fixada a uma distância do encaixe de extremidade 6 em uma posição adiante da seção de extremidade 2 do conduto flexível. Nas realizações ilustradas, a disposição de acoplamento 1 compreende dois dos tais membros de tração 13a, 13b na forma de fios dispostos em lados opostos da seção de extremidade 2 do conduto flexível, sendo que cada membro de tração 13a, 13b tem uma primeira extremidade 16 fixada à primeira conexão associada 14a, 14b e uma segunda extremidade oposta 17 fixa à segunda conexão associada 15a, 15b.

[013] Nas realizações ilustradas, um elemento de restrição de dobra18 está fixada ao encaixe de extremidade 6 e se estende ao longo da seção de extremidade 2 do conduto flexível a fim de reduzir a flexibilidade dessa seção de extremidade, em que as ditas segundas conexões 15a, 15b estão fixadas à elemento de restrição de dobra18 nos lados opostos do mesmo.

[014] Na realização ilustrada nas Figuras 1 a 9, o mecanismo de travamento e de liberação 12 compreende um membro de travamento em forma de manga 19 que está configurado para cercar os elementos de grampeamento 9 e, por isso, mantém os elementos de grampeamento grampeados aos membros de acoplamento 7, 8 quando o mecanismo de travamento e de liberação 12 está na posição de travamento. Os elementos de grampeamento 9 e o membro de travamento em forma de manga 19 forma um conector de pinça. No exemplo ilustrado, as primeiras conexões acima mencionadas 14a, 14b estão fixadas a uma flange 20 do membro de travamento em forma de manga 19 e o membro de travamento em forma de manga 19 está na linha do eixo móvel em relação aos elementos de grampeamento 9 e configurado para mover na linha do eixo de uma posição avançada (ilustrada nas Figuras 3 a 7) a uma posição retraída (ilustrada nas Figuras 8 e 9) quando o mecanismo de travamento e de liberação 12 é manobrado da posição de travamento a posição de liberação. Quando o membro de travamento em forma de manga 19 está na posição avançada, uma projeção anular interna 21 na extremidade frontal do membro de travamento 19 localizada contra uma projeção externa 22 na extremidade frontal de cada elemento de grampeamento 9 e os elementos de grampeamento 9 estão, por isso, grampeados nos membros de acoplamento 7, 8, como ilustrado na Figura 7, e evita movimentação na direção radial em relação aos membros de acoplamento 7, 8. Quando o membro de travamento em forma de manga 19 está na posição retraída, da dita projeção anular 21 é recebida em um recesso 23 na parte central de cada elemento de grampeamento 9 e a extremidade frontal dos elementos de grampeamento 9 são, por isso, permitidos mover na direção radial em relação ao membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3, que torna possível para os elementos de grampeamento 9 e o membro de acoplamento 7 do encaixe de extremidade 6 para ser liberado do membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3 por um movimento axial distante do membro de acoplamento 8 mencionado por último. O mecanismo de travamento e de liberação 12 pode compreender um pino de cisalhamento 24 para reter o membro de travamento em forma de manga 19 na posição avançada, como ilustrado na Figura 7, em que o pino de cisalhamento 24 está configurado para romper e, por isso, coloca o membro de travamento em forma de manga 19 para movimentar livremente da posição avançada para a posição retraída quando o membro de travamento em forma de manga 19 é sujeitado a uma força de tração excedendo um dado valor limiar. Uma parte superior do pino de cisalhamento 24 é recebida em uma passagem 25 fornecida no membro de travamento em forma de manga 19 e uma parte inferior do pino de cisalhamento 24 é recebida em uma passagem 26 fornecida em um dos elementos de grampeamento 9. O mecanismo de travamento e de liberação 12 pode, como alternativa, faltar um pino de cisalhamento, caso em que o membro de travamento em forma de manga 19 é retido na posição avançada sob o de forças de fricção entre o membro de travamento 19 e os elementos de grampeamento 9.

[015] Como outra alternativa (não mostrada), o membro de travamento em forma de manga 19 pode ter a forma de uma manga dividida formada por duas ou mais porções de manga interconectadas que são configuradas para serem separadas umas das outras quando o mecanismo de travamento e de liberação é manobrado da posição de travamento para a posição de liberação. Nesse caso, o mecanismo de travamento e de liberação pode compreender um pino fechado que está configurado para manter duas porções de mangas divididas do membro de travamento em forma de manga em engate umas com as outras, sendo que o pino fechado está na linha do eixo deslocado sob o efeito de uma força de tração exercida por um membro de tração 13a, 13b a fim de desengatar as ditas duas porções de mangas divididas umas das outas quando o pino fechado é sujeitado a uma força de tração excedendo um dado valor limiar.

[016] Na realização ilustrada na Figura 10, o mecanismo de travamento e de liberação 12 compreende dois elementos de travamento alongado 19’ na forma de munhões, cada um dos quais se estendendo através de um furo axial em um elemento de grampeamento 9’ e através de passagens em duas placas de suporte 27a, 27b que estão dispostas no lados opostos de dois elementos adjacentes de grampeamento 9’ a fim de manter os elementos de grampeamento conectados uns aos outros e grampeados aos membros de acoplamento do encaixe de extremidade 6 e o elemento estrutural 3. Os elementos de travamento alongado 19’ estão configurados para estarem na linha do eixo deslocado para fora dos furos nos elementos de grampeamento 9’ a fim de liberar os elementos de grampeamento 9’ uns dos outros quando o mecanismo de travamento e de liberação 12 é manobrado da posição de travamento para a posição de liberação. No exemplo ilustrado, as primeiras conexões acima mencionadas 14a, 14b são fornecidas a uma extremidade de um respectivo elemento de travamento 19’. Os elementos de grampeamento 9’, as placas de suporte 27a, 27b e os membros de travamento alongado 19’ forma um conector de grampo.

[017] Nas realizações ilustradas, a primeira extremidade 16 de cada membro de tração alongado 13a, 13b está de maneira separável fixada à primeira conexão associada 14a, 14b. Na realização ilustrada nas Figuras 1 a 9, uma seção de extremidade do respectivo membro de tração 13a, 13b é inserível lateralmente em um recesso 28 da primeira conexão associada 14a, 14b e um membro de parada 29 é fornecido à primeira extremidade 16 do membro de tração 13a, 13b a fim de prevenir o membro de tração de deslizar fora da linha do eixo do dito recesso 28. Durante instalação, antes os membros de tração 13a, 13b serem fixados às primeiras conexões 14a, 14b, a primeira extremidade 16 do respectivo membro de tração 13a, 13b pode ser temporariamente segurada em um retentor 30 fornecido pela extremidade posterior do encaixe de extremidade 6, como ilustrada nas Figuras 1, 2 e 10.

[018] Nas realizações ilustradas, a seção de extremidade 2 do conduto flexível e a elemento de restrição de dobra18 estão dispostas em uma configuração de curva em S quando cada membro de tração 13a, 13b está fixado à primeira conexão associada 14a, 14b e se estende retilineamente entre a primeira e a segunda conexões 14a, 15a; 14b, 15b. Assim, cada membro de tração 13a, 13b é mais curto que a distância adiante do encaixe de extremidade 6 e a seção de extremidade 2 entre as primeira e segunda conexões associadas 14a, 15a; 14b, 15b. Quando o conduto flexível é sujeitado a uma força externa que causa um estiramento da seção de extremidade 2 do conduto flexível e da elemento de restrição de dobra18 de modo que estes sejam endireitados, os membros de tração 13a, 13b puxarão o membro de travamento 19 da posição avançada ilustrada nas Figuras 3 a 7 da posição retraída ilustrada nas Figuras 8 e 9 e o membro de acoplamento 7 do encaixe de extremidade 6 pode, por isso, ser desengatada do membro de acoplamento 8 do elemento estrutural 3, como ilustrado nas Figuras 8 e 9.

[019] A invenção não é, evidentemente, de qualquer forma restrita às formas de realização descritas acima. Pelo contrário, muitas possibilidades de modificação do mesmo serão evidentes para uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica sem se afastar da ideia básica da invenção tal como definida nas reivindicações anexas.

Claims

1. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1) para conectar uma seção de extremidade (2) de um conduto flexível a um elemento estrutural (3) de uma instalação submarina, sendo que a disposição de acoplamento (1) compreende: - um encaixe de extremidade (6) que está montado na seção de extremidade (2) do conduto flexível e que está dotado de um membro de acoplamento (7) configurado para engate com um membro de acoplamento (8) correspondente do elemento estrutural (3); - elementos de grampeamento (9; 9’) que estão configurados para grampear, juntos, o membro de acoplamento (7) do encaixe de extremidade (6) e o membro de acoplamento (8) do elemento estrutural (3); e - um mecanismo de travamento e de liberação (12) que é manobrável a partir de uma posição de travamento, em que o mecanismo de travamento e de liberação (12) mantém os elementos de grampeamento (9; 9’) grampeados aos membros de acoplamento (7, 8) e, assim, previne que os membros de acoplamento sejam desengatados de um para o outro, para uma posição de liberação, em que o mecanismo de travamento e de liberação (12) libera os elementos de grampeamento (9; 9’) para que se movimentem em relação aos membros de acoplamento (7, 8) e, por isso, permite o membro de acoplamento (7) do encaixe de extremidade (6) seja desengatado do membro de acoplamento (8) do elemento estrutural (3), caracterizada pela disposição de acoplamento (1) compreender pelo menos um membro de tração alongado (13a, 13b), que está conectado a uma primeira conexão (14a, 14b) fixa ao mecanismo de travamento e de liberação (12) e a uma segunda conexão (15a, 15b) fixada a uma distância do encaixe de extremidade (6) em uma posição adiante da seção de extremidade (2) do conduto flexível e que está configurado para exercer uma força de tração sobre o mecanismo de travamento e de liberação (12) e, por isso, esforça-se para manobrar o mecanismo de travamento e de liberação (12) da posição de travamento para a posição de liberação quando o conduto flexível é submetido a uma força externa que causa um estiramento da seção de extremidade (2).

2. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por: - a disposição de acoplamento (1) compreender um elemento de restrição de dobra (18), que está fixado ao encaixe de extremidade (6) e se estende ao longo da seção de extremidade (2) do conduto flexível, a fim de reduzir a flexibilidade dessa seção de extremidade (2); e - a segunda conexão (15a, 15b) estar fixada ao elemento de restrição de dobra (18).

3. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo o pelo menos um membro de tração alongado (13a, 13b) ter a forma de um fio ou cinto.

4. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo o pelo menos um membro de tração alongado (13a, 13b) ter uma primeira extremidade (16) fixa à primeira conexão (14a, 14b) e uma segunda extremidade oposta (17) fixa à segunda conexão (15a, 15b).

5. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela disposição de acoplamento (1) compreender pelo menos dois membros de tração desse tipo (13a, 13b) disposto nos lados opostos da seção de extremidade (2) do conduto flexível.

6. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo mecanismo de travamento e de liberação (12) compreender um membro de travamento em forma de manga (19) que é configurado para circundar os elementos de grampeamento (9) e, assim, manter os elementos de grampeamento grampeados aos membros de acoplamento (7, 8) quando o mecanismo de travamento e de liberação (12) está na posição de travamento.

7. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por: - a primeira conexão (14a, 14b) estar fixada ao membro de travamento em forma de manga (19); e - o membro de travamento em forma de manga (19) ser axialmente móvel em relação aos elementos de grampeamento (9) e configurado para se mover axialmente de uma posição avançada a uma posição retraída quando o mecanismo de travamento e de liberação (12) é manobrado da posição de travamento para a posição de liberação.

8. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo mecanismo de travamento e de liberação (12) compreender um pino de cisalhamento (24) para reter o membro de travamento em forma de manga (19) na posição avançada, sendo que o pino de cisalhamento (24) pode ser configurado para romper e, por isso, liberar o membro de travamento em forma de manga (19) para se movimentar da posição avançada para a posição retraída quando o membro de travamento em forma de manga (19) é submetido a uma força de tração que excede um valor de limiar determinado.

9. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelos elementos de grampeamento (9) terem a forma de dedos de fecho.

10. DISPOSIÇÃO DE ACOPLAMENTO SUBMARINO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelos elementos de grampeamento (9’) serem moldados em arco e distribuídos na direção circunferencial dos membros de acoplamento (7, 8).