BR112017012077B1 - Conjunto de acoplamento, e, estrutura flutuante - Google Patents

Abstract

trata-se de um conjunto de acoplamento para acoplar um primeiro conduto de gás (1) e um segundo conduto de gás (2) para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e uma outra estrutura que compreende - um dispositivo de acoplamento (3) disposto para acoplar o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2), sendo que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás, - um atuador de gás (4) que compreende um membro de engate (41), sendo que o membro de engate (41) é móvel entre uma primeira e uma segunda posições, sendo que a primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento (3) e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento (3). o atuador de gás (4) é ou pode ser colocado em comunicação de gás com a conexão de gás e a pressão de gás força o membro de engate (41) para a primeira posição.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente revelação refere-se a um conjunto de acoplamento para acoplar um primeiro conduto de gás e um segundo conduto de gás para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e outra estrutura. É fornecido, adicionalmente, uma estrutura flutuante que compreende o tal conjunto de acoplamento.

ANTECEDENTES

[002] A necessidade de transferir gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e outra estrutura (por exemplo, um flutuador, uma estrutura offshore com base em gravidade ou onshore, ou um cais) pode, por exemplo, surgir se uma das estruturas compreender uma unidade de processamento de gás, enquanto a outra estrutura contém um consumidor de gás, um produto de gás ou ambos.

[003] A estrutura flutuante pode ser uma FPSO (unidade de produção flutuante, armazenamento e descarregamento), tal como uma FSRU (unidades de armazenamento flutuante e regaseificação) que está disposta para vaporizar novamente LNG (gás natural liquefeito) e produz gás natural de alta pressão que é transferido para a outra estrutura, tal como uma tubulação em direção a uma usina de energia onshore.

[004] De modo a estabelecer uma conexão de gás entre as duas estruturas, um primeiro conduto de gás montado na estrutura flutuante e um segundo conduto de gás montado na outra estrutura são acoplados com o uso de um dispositivo de acoplamento. O dispositivo de acoplamento poder compreender um colar que retém flanges do primeiro e do segundo conduto de gás juntos. O dispositivo de acoplamento é comutável entre um estado fechado e um estado aberto. Ambos o primeiro e o segundo condutos de gás compreendem válvulas de emergência que podem fechar o primeiro e o segundo condutos de gás.

[005] No caso de uma emergência, o acoplamento entre o primeiro e o segundo condutos de gás necessita ser desconectado de maneira rápida e segura, por exemplo, devido às condições climáticas severas ou condições do mar, à liberação não intencional dos cabos de amarração ou a uma (iminente) colisão com um navio em trânsito.

[006] Preferencialmente, as válvulas de emergência devem ser fechadas e o gás de alta pressão preso entre a primeira e a segunda válvulas de emergência deve ser ventilado antes de abrir o dispositivo de acoplamento e liberar a conexão de gás, para evitar a separação descontrolada das metades de acoplamento e perda descontrolada de gás altamente pressurizado.

[007] O documento no U.S. 8.336.579 revela um sistema de desconexão de emergência que compreende um colar para prender duas metades juntas, sendo que um atuador é fornecido de modo a compreender uma haste única que é axialmente móvel ao longo de um comprimento de percurso, primeiros meios para mover a haste ao longo de uma primeira porção do percurso do mesmo para próximo às duas metades e segundos meios para mover a haste ao longo de uma porção restante do percurso do mesmo para abrir o colar. Os primeiros e segundos meios são controlados independentemente.

BREVE DESCRIÇÃO

[008] O aparelho e os métodos descritos no presente documento podem fornecer um conjunto de carregamento com um sistema de liberação mais confiável para liberar o dispositivo de acoplamento.

[009] O termo ‘que compreende’ é utilizado no presente texto para indicar que todos os elementos listados sejam abrangidos, sem excluir a presença de elementos não nomeados adicionais.

[0010] De acordo com um primeiro aspecto é fornecido um conjunto de acoplamento para acoplar um primeiro conduto de gás (1) e um segundo conduto de gás (2) para transportar uma corrente de gás pressurizado através do primeiro conduto de gás (1) e do segundo conduto de gás (2) entre uma estrutura flutuante e uma outra estrutura, sendo que o conjunto de acoplamento compreende

[0011] - um dispositivo de acoplamento (3) disposto para acoplar o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2), sendo que o dispositivo de acoplamento (3) é comutável entre um estado fechado e um estado aberto, em que, no estado fechado, o dispositivo de acoplamento (3) acopla o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2) para criar uma conexão de gás para possibilitar o transporte de uma corrente de gás pressurizado, em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás e em que, no estado aberto, o acoplamento entre o primeiro e o segundo condutos de gás (1, 2) é liberado,

[0012] - um atuador de gás (4) que compreende um membro de engate (41), sendo que o membro de engate (41) é móvel entre uma primeira e uma segunda posições, em que a primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento (3) e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento (3), sendo que o atuador de gás (4) é ou pode ser colocado em comunicação de gás com a conexão de gás e a pressão de gás força o membro de engate (41) para a primeira posição.

[0013] Tipicamente, uma válvula de emergência é fornecida no primeiro conduto de gás e uma válvula de emergência é fornecida no segundo conduto de gás, sendo que a comunicação de gás é estabelecida entre o espaço entre as válvulas de emergência e o atuador de gás.

[0014] Tal conjunto de carregamento garante que o dispositivo de acoplamento não possa ser aberto enquanto a pressão de gás na conexão de gás for muito alta para permitir uma abertura segura do dispositivo de acoplamento. Essa é uma maneira bastante confiável de evitar a liberação descontrolada de energia potencial armazenada no gás que pode atuar como uma força motriz nas metades de acoplamento devido à expansão de gás, o que poderia provocar um grande risco, tal como impacto seguido por ruptura do conduto de gás que permanece pressurizado, o que potencialmente resulta em incêndio ou explosão. O conjunto de carregamento não depende de sensores de pressão e processamento de dados associado. Prevenção de abertura indesejada do dispositivo de acoplamento não depende do sistema hidráulico, válvulas solenoides e acumuladores hidráulicos, que podem falhar, devido à respectiva complexidade e sensibilidade ao ingresso de água e contaminação por sólidos. Em particular, solenoides são componentes não confiáveis em caso de uma falha de energia.

[0015] O membro de engate está disposto para engatar por meio de interação mecânica (direta) com o dispositivo de acoplamento. O termo interação mecânica é utilizado para indicar que duas partes interagem por meio de contato mecânico (direto), dessa forma, não por meio de sistemas hidráulicos, pneumáticos ou elétricos intermediários.

[0016] O membro de engate pode estar disposto para forçar mecanicamente o dispositivo de acoplamento a assumir o estado aberto. O membro de engate pode interagir com o dispositivo de acoplamento na segunda posição para abrir o dispositivo de acoplamento. A interação mecânica pode compreender, por exemplo, abrir uma trava que travava o dispositivo de acoplamento no estado fechado.

[0017] A segunda posição do membro de engate pode ser associada a uma posição estendida em relação a um alojamento, sendo que a primeira posição do membro de engate pode ser associada a uma posição retraída, ou vice-versa. Os termos estendido e retraído são utilizados em relação ao atuador de gás, em particular, um alojamento do atuador de gás.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] As modalidades serão agora descritas, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos esquemáticos anexos em que símbolos de referência correspondentes indicam partes correspondentes e em que:

[0019] As Figuras 1a a 4 mostram, esquematicamente, uma modalidade em estados diferentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] Para o propósito dessa descrição, um único número de referência será atribuído a uma linha, bem como uma corrente portada naquela linha. Os mesmos números de referência referem-se a componentes semelhantes. A pessoa versada na técnica compreenderá prontamente que, enquanto as modalidades fazem referência a uma ou mais de uma combinação específica de particularidades e medidas, muitas daquelas particularidades e medidas são funcionalmente independentes de outras particularidades e medidas, de modo que as mesmas possam ser aplicadas de modo igual ou semelhante independentemente em outras modalidades ou combinações.

[0021] As Figuras 1a a 1c representam, esquematicamente, um conjunto de carregamento que compreende um conjunto de acoplamento para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e outra estrutura. A Figura 1a mostra uma vista frontal, a Figura 1b mostra uma vista posterior e a Figura 1c mostra uma vista superior do mesmo conjunto de carregamento.

[0022] As estruturas não são mostradas, porém, uma estrutura pode ser uma estrutura flutuante, enquanto a outra estrutura pode ser uma estrutura flutuante ou uma estrutura não flutuante, tal como um flutuador, uma estrutura onshore ou offshore com base em gravidade ou um cais. A corrente de gás pressurizado pode percorrer em direção à estrutura flutuante ou em direção à outra estrutura.

[0023] As Figuras 1a a 1c mostram um primeiro conduto de gás 1, tipicamente montado na estrutura flutuante e um segundo conduto de gás 2, tipicamente montado na outra estrutura. Adequadamente, embora isso não seja um requisito, o primeiro ou o segundo condutos de gás 1,2 são sustentados sobre um braço de carregamento.

[0024] Um dispositivo de acoplamento 3 é fornecido para acoplar o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 para estabelecer uma conexão de gás. O dispositivo de acoplamento 3 pode ter qualquer forma adequada, porém, é mostrado a título de exemplo como um colar que pode manter unidos flanges de extremidade (11, 21, consultar a Figura 4) dos respectivos condutos de gás 1, 2.

[0025] É fornecido adicionalmente uma armação 100 à qual pelo menos alguns dos elementos, conforme discutido abaixo, podem ser fixados. A armação 100 é fornecida para remover forças e momentos indevidos do conjunto de carregamento. Isso pode ser alcançado acomodando-se forças através de suportes de guia.

[0026] O dispositivo de acoplamento 3 é comutável entre um estado fechado e aberto. As Figuras 1a a 1c mostram o dispositivo de acoplamento 3 no estado fechado.

[0027] O dispositivo de acoplamento 3 compreende uma primeira e uma segunda mandíbulas 31, 32 que são mantidas unidas no estado fechado por uma trava 33. Os perímetros internos da primeira e da segunda mandíbulas 31, 32 compreendem respectivas fendas 35 (em que uma das mesmas é visível na Figura 4) para receber os flanges de extremidade 11, 21.

[0028] O dispositivo de acoplamento 3 compreende adicionalmente um trinco 34 conectado à trava 33 para abrir e fechar a trava 33.

[0029] O gás transportado tem uma pressão de gás, a qual é tipicamente muito maior que a pressão do meio ambiente. A pressão de gás do gás transportado está, tipicamente, acima de 30 bar, por exemplo, acima de 50 ou 80 bar.

[0030] É fornecido adicionalmente um atuador de gás 4 que compreende um membro de engate 41 que pode interagir com o dispositivo de acoplamento 3, em particular, com o trinco 34 para abrir a trava 33. No exemplo mostrado nas Figuras, o membro de engate 41 do atuador de gás 4, em particular, a segunda parte de engate 412, interage com o trinco 34 do dispositivo de acoplamento 3.

[0031] O atuador de gás 4 pode mover o membro de engate 41 do atuador de gás 4 entre uma primeira e uma segunda posições.

[0032] O atuador de gás 4 compreende um alojamento 42, sendo que o membro de engate 41 é móvel em relação ao alojamento 42. O atuador de gás 4 pode ser de um tipo pistão-cilindro no qual o alojamento é ou compreende um cilindro e o membro de engate 41 é fixado a um pistão que é móvel dentro do cilindro sob a influência da pressão de gás.

[0033] O membro de engate 41 é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição. A primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento 3 e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento 3. A associação entre a segunda posição e o estado aberto e, opcionalmente, entre a primeira posição e o estado fechado, é estabelecida por contato mecânico entre o membro de engate 41 (em particular, a segunda parte de engate 412) e o dispositivo de acoplamento 3, em particular, o trinco 34 do dispositivo de acoplamento 3.

[0034] Na modalidade mostrada, a primeira posição pode ser alcançada pelo membro de engate 41 quando retraído em relação ao atuador de gás 4 e a segunda posição pode ser alcançada pelo membro de engate 41 quando estendido em relação ao atuador de gás 4. Será compreendido que outras modalidades são concebíveis nas quais isso é o contrário.

[0035] Conforme será explicado em mais detalhes abaixo, o membro de engate 41 pode ter capacidade apenas para alcançar a primeira posição quando o atuador de gás 4 estiver em uma posição desarmada e pode ter capacidade apenas para alcançar a segunda posição quando o atuador de gás 4 estiver em uma posição armada.

[0036] O atuador de gás 4 está em comunicação de gás com a conexão de gás (não mostrado). Essa comunicação de gás, que pode ser estabelecida por um conduto ou uma mangueira flexível, é utilizada para transferir a pressão de gás ao atuador de gás 4 e aplicar uma força pneumática ao membro de engate 41 em direção à primeira posição. A comunicação de gás formará uma conexão entre o atuador de gás 4 e a conexão de gás entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 (introduzidas abaixo). A conexão de gás pode ser flexível ou articulada como a comunicação de gás, dado que a mesma não pode impedir o movimento do atuador de gás entre uma posição armada e desarmada (explicado em mais detalhes abaixo).

[0037] No caso do atuador de gás 4 ser do tipo pistão-cilindro, um lado do cilindro está em comunicação de gás com a conexão de gás.

[0038] Na primeira posição, o membro de engate 41 pode engatar mecanicamente com o dispositivo de acoplamento 3 para evitar que o dispositivo de acoplamento 3 assuma o estado aberto.

[0039] Conforme mostrado nas Figuras 1a a 1c, o membro de engate 41 do atuador de gás 4 compreende uma primeira parte de engate 411 e uma segunda parte de engate 412. A primeira e a segunda partes de engate 411, 412 são montadas em um eixo geométrico 413.

[0040] Preferencialmente, no estado fechado do dispositivo de acoplamento 3, o trinco 34 está em uma posição estável. No entanto, o trinco 34 está próximo de estar meta-estável de modo a minimizar a força necessária para abrir o grampo.

[0041] De acordo com uma modalidade, na primeira posição, a primeira parte de engate 411 do membro de engate 41 evita que o trinco 34 da trava 33 abra acidentalmente a trava 33.

[0042] Na segunda posição o membro de engate (41) força mecanicamente o dispositivo de acoplamento a assumir o estado aberto.

[0043] Na segunda posição, a segunda parte de engate 412 do membro de engate 41 é empurrada contra o trinco 34 da trava 33 para abrir a trava 33. Isso será explicado em mais detalhes abaixo. Uma vez no estado aberto, o dispositivo de acoplamento e o membro de engate 41 podem nunca mais se tocar.

[0044] O dispositivo de acoplamento 3 é inclinado para assumir o estado aberto. Isso pode ser realizado, por exemplo, utilizando-se dobradiças inclinadas de mola que permitem que a primeira e a segunda mandíbulas 31, 32 girem e inclinem a primeira e a segunda mandíbulas 31, 32 em direção a um estado aberto. A trava 33 evita que a primeira e a segunda mandíbulas 31, 32 assumam o estado aberto quando travadas.

[0045] Alternativamente, a primeira e a segunda mandíbulas 31, 32 podem compreender uma ranhura interna cônica para receber flanges de extremidade do primeiro e do segundo condutos de gás 1, 2 que correspondem à ranhura interna cônica. A ranhura interna cônica é cônica de modo que a largura da ranhura em direção axial diminui em direção radial. Isso tem o efeito de que, quando o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 são separados, as mandíbulas 31, 32 do dispositivo de acoplamento 3 são abertas pela construção cônica.

[0046] De acordo com uma modalidade, o membro de engate, quando na primeira posição, pode estar disposto para evitar que o dispositivo de acoplamento abra e, desse modo, evitar que o dispositivo de acoplamento abra não intencionalmente em situações com alta pressão.

[0047] Conforme mostrado adicionalmente nas Figuras 1a a 1c, o primeiro conduto de gás 1 compreende uma primeira válvula de emergência 12 e o segundo conduto de gás 2 compreende uma segunda válvula de emergência 22 e o conjunto de acoplamento compreende um ou mais atuadores 50 para mover a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 entre uma posição aberta e fechada.

[0048] Na posição aberta os respectivos condutos de gás 1, 2 estão abertos e na posição fechada os respectivos condutos de gás 1, 2 estão fechados. Conforme mostrado nas Figuras 1a a 1c, um atuador único 50 está presente para mover a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 entre a posição aberta e fechada.

[0049] O um ou mais atuadores 50, para operarem a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22, são, preferencialmente, porém, não necessariamente, atuadores hidráulicos.

[0050] A primeira e a segunda válvulas de emergência 11, 22 são utilizadas para fechar o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 antes do dispositivo de acoplamento 3 ser liberado. De modo a garantir a abertura segura do dispositivo de acoplamento 3, as válvulas de emergência 12, 22 devem ser fechadas antes de abrir o dispositivo de acoplamento 3.

[0051] Preferencialmente, a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 estão posicionadas próximas às respectivas extremidades do primeiro e do segundo condutos de gás 1, 2, preferencialmente, menos que 5 diâmetros dos condutos de gás na direção oposto à extremidade.

[0052] A primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 estão dispostas para mover em sincronia, preferencialmente, atuadas por um atuador único 50. Uma ligação mecânica pode ser fornecida entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 para garantir o movimento sincronizado.

[0053] No exemplo mostrado nas Figuras 1a a 1c, um atuador hidráulico 50 é fornecido. O atuador hidráulico 50 é posicionado para abrir e fechar uma válvula de emergência (por exemplo, a primeira válvula de emergência 12) e uma ligação mecânica, formada por uma pluralidade de hastes 51, 52, 53, é fornecida para ligar o movimento da primeira e das duas válvulas de emergência 12, 22 entre a posição aberta e fechada.

[0054] Fornecendo-se um atuador hidráulico único 50 para atuar tanto a primeira quanto a segunda válvulas de emergência 12, 22, não há necessidade de fornecer um atuador hidráulico tanto na estrutura flutuante quanto na outra estrutura. Ao fornecer um atuador hidráulico na estrutura flutuante, a necessidade de um atuador hidráulico na outra estrutura é omitida. Consequentemente, não há necessidade que linhas hidráulicas corram ao longo do braço de carregamento e o risco de vazamento de óleo hidráulico é reduzido.

[0055] A ligação mecânica pode ser formada por uma pluralidade de hastes acopladas por conexões giratórias.

[0056] Conforme mostrado nas Figuras 1a a 1c, uma primeira haste 51 está com uma primeira extremidade conectada ao atuador hidráulico 50 utilizado para operar a primeira válvula de emergência 12. A primeira haste 51 está, substancialmente, em linha com o curso do atuador hidráulico 50.

[0057] Uma segunda haste 52 está com uma extremidade conectada à segunda válvula de emergência 22. A segunda haste 52 é, substancialmente, paralela à primeira haste 51.

[0058] Uma terceira haste 53 liga as outras extremidades da primeira e da segunda hastes 51, 52.

[0059] No exemplo mostrado nas Figuras 1a a 1c, a terceira haste 53 é orientada, substancialmente, perpendicular em relação à primeira e à segunda hastes 51, 52. A terceira haste 53 é giratória e ligada à armação 100 por meio de uma dobradiça 54.

[0060] Consequentemente, a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 movem-se em sincronia.

[0061] A ligação mecânica entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 é liberável para permitir mover o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 na direção oposta um do outro após o dispositivo de acoplamento 3 ter assumido o estado aberto. Preferencialmente, uma conexão liberável é fornecida entre a ligação mecânica e a segunda válvula de emergência 22.

[0062] O atuador de gás 4 é móvel entre uma posição armada e uma posição desarmada, sendo que, na posição desarmada, o membro de engate 41 está fora de alcance da segunda posição e sendo que, na posição armada, o membro de engate 41 está dentro de alcance da segunda posição.

[0063] O atuador de gás 4 é móvel como um todo entre a posição armada e desarmada. O membro de engate 41 é móvel independentemente do movimento do atuador de gás 4 como um todo.

[0064] O atuador de gás 4 é montado de uma maneira móvel. Conforme mostrado nas Figuras 1a a 1c, o atuador de gás 4 é montado na armação 100 por meio de uma pluralidade de suportes, por exemplo, incorporado como hastes giratórias 61, o que permite que o atuador de gás se mova entre a posição armada e desarmada.

[0065] Alternativamente (não mostrado), o atuador de gás 4 pode estar posicionado de maneira deslizante em um conjunto de trilho. O conjunto de trilho permite que o atuador de gás 4 se mova entre a posição armada e desarmada.

[0066] O conjunto de acoplamento compreende uma ligação mecânica para ligar o movimento da primeira e da segunda válvulas de emergência 12, 22 da posição aberta para a fechada, para movimento do atuador de gás da posição desarmada para a armada.

[0067] Essa ligação mecânica garante que o atuador de gás 4 se mova da posição desarmada para a armada quando as válvulas de emergência 12, 22 estão fechadas. A ligação mecânica é fornecida de modo que o atuador de gás 4 alcance a posição armada apenas quando as válvulas de emergência 12, 22 estão na posição fechada.

[0068] As Figuras 1a a 1c mostram, adicionalmente, uma modalidade da tal ligação mecânica, formada por uma haste 55 que está com uma extremidade ligada de maneira giratória à terceira haste 53 e com a outra extremidade conectada ao atuador de gás 4. A haste 55 transforma o movimento rotacional da terceira haste 53 sobre a dobradiça 54, descrito acima, em movimento do atuador de gás 4 a partir da posição desarmada para a armada e vice-versa.

[0069] Com base no que está escrito acima está claro que quatro posições do membro de engate 41 podem ser identificadas:

[0070] Assim, quando o atuador de gás 4 está posicionado na posição desarmada (em que as válvulas de emergência estão abertas), o membro de engate 41 não tem capacidade para alcançar a segunda posição e, dessa forma, não tem capacidade para abrir o dispositivo de acoplamento 3.

[0071] Além disso, quando a pressão de gás é alta (isto é, acima do limite pneumático), o membro de engate 41 não tem capacidade para alcançar a segunda posição e, dessa forma, não tem capacidade para abrir o dispositivo de acoplamento 3. Pelo presente, a abertura indesejada do dispositivo de acoplamento 3 é impedida.

[0072] Apenas quando o atuador de gás 4 está posicionado na posição armada (que corresponde às válvulas de emergência 12, 22 fechadas) e a pressão de gás é baixa, o membro de engate 41 alcança a segunda posição e, dessa forma, tem capacidade para abrir o dispositivo de acoplamento 3.

[0073] Nas posições intermediárias A e B o membro de engate 41 pode ser livre de contato com o dispositivo de acoplamento 3. As posições intermediárias A e B são posições tipicamente diferentes em relação à armação, porém, também podem coincidir em algumas modalidades.

[0074] A comutação do dispositivo de acoplamento 3 do estado fechado para o aberto pode ser realizada de duas maneiras: por meio da posição intermediária A ou por meio da posição intermediária B. Ambos procedimentos serão explicados em mais detalhes abaixo.

[0075] De acordo com uma modalidade, o atuador de gás 4 é inclinado em direção à segunda posição.

[0076] O atuador de gás 4 pode compreender um elemento de inclinação que exerce uma força de inclinação sobre o membro de engate, que força o membro de engate em direção à segunda posição. O elemento de inclinação pode ser, por exemplo, uma mola (não mostrada) que empurra o membro de engate 41 do atuador de gás 4 em direção à segunda posição. O atuador de gás 4 está, dessa forma, de fato, inclinado em direção ao estado aberto do dispositivo de acoplamento 3.

[0077] Conforme será explicado em mais detalhes abaixo, a própria força de inclinação não é necessariamente suficiente para alcançar a segunda posição, na medida em que isso também exige que o atuador de gás 4 esteja na posição armada.

[0078] No caso do atuador de gás 4 se do tipo pistão-cilindro, um lado do cilindro está em comunicação de gás com a conexão de gás e o outro lado do cilindro compreende o elemento de inclinação, que pode ser uma mola, sendo que o um lado e o outro lado são separados pelo pistão móvel.

[0079] A pressão de gás, que é transferida ao atuador de gás 4, é utilizada para se contrapor à força de inclinação. A força de inclinação é escolhida de modo que a pressão de gás possa superar a força de inclinação enquanto a pressão de gás for muito alta, isto é, acima de um limite de pressão predeterminado, para permitir abertura segura do dispositivo de acoplamento 3. Assim que a pressão de gás cai abaixo do limite de pressão predeterminado, a força de inclinação supera a força exercida pela pressão de gás, o que permite que o membro de engate 41 se mova em direção à segunda posição (posição estendida no exemplo representado). Quando, adicionalmente, as válvulas de emergência estão fechadas, o membro de engate 41 alcançará a segunda posição e empurrará o trinco 34 da trava 33 para abrir a trava 33.

[0080] O limite de pressão é, tipicamente, próximo à pressão de meio ambiente, por exemplo, 1,1 bar.

[0081] A inclinação do atuador de gás 4 em direção à segunda posição garante que o dispositivo de acoplamento 3 seja liberado quando as válvulas de emergência 12, 22 estão fechadas e a pressão cai abaixo do limite de pressão predeterminado para garantir uma liberação rápida e confiável do dispositivo de acoplamento 3, independente de fontes de alimentação adicionais ou semelhantes.

[0082] O conjunto de carregamento compreende um ou dois orifícios de ventilação para ventilar os condutos de gás 1, 2 antes de liberar o dispositivo de acoplamento 3. Um ou mais orifícios de ventilação estão presentes entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22. Um orifício de ventilação 13 é mostrado a título de exemplo na Figura 4.

[0083] Os orifícios de ventilação estão em conexão de fluido com um conduto de ventilação por meio do qual a conexão de gás pode ser ventilada, isto é, que permite que o gás escape da conexão de gás para um local seguro e que permite que a pressão caia a um nível abaixo do valor de limite pneumático.

[0084] De acordo com uma modalidade, a primeira e, opcionalmente, a segunda válvulas de emergência são inclinadas em direção à posição fechada. Cada uma das válvulas de emergência, dessa forma, compreende um membro de inclinação 70, tal como uma mola. A primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 são, dessa forma, válvulas de emergência que falham em fechar. O um ou mais atuadores (hidráulico) 50 são fornecidos para abrir as válvulas de emergência superando-se a força de inclinação.

[0085] Tipicamente, o primeiro conduto de gás 1, a primeira válvula de emergência 12, o atuador de gás 4, o atuador 50, as hastes giratórias 61 e a armação são associados e montados na estrutura flutuante, enquanto o segundo conduto de gás 2 é associado à outra estrutura, tal como um flutuador, uma estrutura onshore ou offshore com base em gravidade ou um cais. Tal disposição reduz o peso em um braço de carregamento utilizado para manobrar o segundo conduto de gás 2 para uma posição na qual o mesmo possa ser conectado ao primeiro conduto de gás 1.

[0086] De acordo com uma modalidade, o atuador de gás 4, o um ou mais atuadores 50, as ligações mecânicas 51, 52, 53, 54, 55 são todos fornecidos em um plano único. Isso reduz o risco de danificação mecânica e falhas. Além disso, isso protege o dispositivo de acoplamento 3 de momentos fletores e momentos de torção. Todas as forças exercidas estão, agora, em um plano, que resulta apenas em forças de reação, isto é, nenhum momento fletor ou de torção.

[0087] De acordo com uma modalidade, é fornecida uma estrutura flutuante, em particular, uma estrutura flutuante disposta para vaporizar novamente LNG, sendo que a estrutura flutuante é distinguida por compreender um primeiro conduto de gás 1 e um conjunto de acoplamento para acoplar o primeiro conduto de gás 1 a um segundo conduto de gás 2 de modo a transportar uma corrente de gás pressurizado através do primeiro conduto de gás 1 e do segundo conduto de gás 2, sendo que o conjunto de acoplamento compreende

[0088] - um dispositivo de acoplamento 3 disposto para acoplar o primeiro conduto de gás 1 e o segundo conduto de gás 2, sendo que o dispositivo de acoplamento 3 é comutável entre um estado fechado e um estado aberto, em que no estado fechado o dispositivo de acoplamento 3 acopla o primeiro conduto de gás 1 e o segundo conduto de gás 2 para criar uma conexão de gás para possibilitar o transporte de uma corrente de gás pressurizado, em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás e em que no estado aberto o acoplamento entre o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 é liberado,

[0089] - um atuador de gás 4 que compreende um membro de engate 41, sendo que o membro de engate 41 é móvel entre uma primeira e uma segunda posições, em que a primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento 3 e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento 3, sendo que o atuador de gás 4 é ou pode ser colocado em comunicação de gás com a conexão de gás e a pressão de gás força o membro de engate 41 para a primeira posição.

[0090] O primeiro conduto de gás 1 está em comunicação de fluido ou pode ser colocado em comunicação de fluido com um equipamento de vaporização.

[0091] O funcionamento do conjunto de carregamento, em particular, a liberação do acoplamento entre o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 será explicada.

[0092] As Figuras 1a a 1c mostram o conjunto de carregamento em utilização durante transporte de gás pressurizado, com o dispositivo de acoplamento 3 em um estado fechado, as válvulas de emergência 12, 22 em uma posição aberta, o atuador de gás 4 em uma posição desarmada e o membro de engate 41 na primeira posição.

[0093] No caso da comutação do dispositivo de acoplamento para o estado aberto ser iniciada, as válvulas de emergência 12, 22 são fechadas com a utilização do um ou mais atuadores 50.

[0094] Como resultado, o movimento associado ao fechamento das válvulas de emergência 12, 22 é transferido por meio de hastes 51, 52, 53, dobradiça 54 e haste 55, o que resulta no atuador de gás 4 movendo-se da posição desarmada para a armada. O resultado disso é mostrado na Figura 2a.

[0095] Conforme mostrado na Figura 2a, a segunda parte de engate 412 do atuador de gás 4 encosta ou é posicionada próxima ao trinco 34 conectado à trava 33. O membro de engate 41 está, agora, em posição intermediária A.

[0096] Em uma próxima etapa, o volume entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22 é ventilado, o que resulta em uma queda em pressão. A ventilação é realizada por meio do um ou mais orifícios de ventilação presentes entre a primeira e a segunda válvulas de emergência 12, 22, conforme descrito acima.

[0097] No momento que a pressão de gás cai abaixo do valor de limite pneumático predeterminado, a força de inclinação no atuador de gás 4 empurra o membro de engate 41 para a segunda posição, desse modo, empurrando contra o trinco 34 conectado à trava 33 que abre a trava 33. Essa situação é mostrada na Figura 3.

[0098] O dispositivo de acoplamento 3 é, preferencialmente, inclinado para assumir o estado aberto para garantir que o dispositivo de acoplamento 3 assuma o estado aberto após a trava 33 ter sido aberta.

[0099] Em uma próxima etapa, o primeiro e o segundo condutos de gás 1, 2 são movidos na direção oposta um do outro, por exemplo, para permitir que a estrutura flutuante se afaste. Isso é representado na Figura 4.

[00100] De acordo com uma modalidade alternativa, a ordem das etapas é diferente em que a pressão é reduzida antes de fechar as válvulas de emergência 12, 22. Essa situação pode ocorrer, por exemplo, em uma situação incomum em que a pressão entre as válvulas de emergência 12, 22 é baixa porque a conexão de gás inteira foi ventilada ou ocorreu perda de pressão como resultado de vazamento.

[00101] Nesse caso, o membro de engate 41 move-se em direção à segunda posição em relação ao alojamento 42. Na situação representada nas Figuras, isso corresponde à posição estendida. Conforme o atuador de gás 4 ainda está na posição desarmada (as válvulas de emergência continuam abertas), isso corresponde à posição intermediária B. Essa situação é mostrada na Figura 2b.

[00102] A seguir, as válvulas de emergência 12, 22 são fechadas com a utilização do um ou mais atuadores 50. Como resultado, similar ao descrito acima, o movimento associado ao fechamento das válvulas de emergência 12, 22 é transferido por meio de hastes 51, 52, 53 e dobradiça 54, e resulta no atuador de gás 4 que se move da posição desarmada para a armada, o que empurra o membro de engate 41 para a segunda posição, desse modo, empurrando contra o trinco 34 conectado à trava 33 o que abre a trava 33. Essa situação é mostrada na Figura 3.

[00103] As Figuras 1a a 1c, 3, 4 e 5 aplicam-se igualmente a essa modalidade alternativa. Em vez disso, a Figura 2a e a Figura 2b, que mostram o membro de engate em posição intermediária B aplicam-se.

[00104] A pessoa versada na técnica compreenderá que a presente invenção pode ser executada de vários modos variados sem se afastar do escopo das reivindicações anexas.

Claims (11)

1. Conjunto de acoplamento para acoplar um primeiro conduto de gás (1) e um segundo conduto de gás (2) para transportar uma corrente de gás pressurizado através do primeiro conduto de gás (1) e do segundo conduto de gás (2) entre uma estrutura flutuante e uma outra estrutura, o conjunto de acoplamento compreendendo: um dispositivo de acoplamento (3) disposto para acoplar o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2), sendo que o dispositivo de acoplamento (3) é comutável entre um estado fechado e um estado aberto, em que, no estado fechado, o dispositivo de acoplamento (3) acopla o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2) para criar uma conexão de gás para possibilitar o transporte de uma corrente de gás pressurizado, em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás e em que, no estado aberto, o acoplamento entre o primeiro e o segundo condutos de gás (1, 2) é liberado; e, um atuador de gás (4) que compreende um membro de engate (41), sendo que o membro de engate (41) é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento (3) e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento (3), caracterizado pelo fato de que o atuador de gás (4) está em comunicação de gás com a conexão de gás e em que a pressão de gás na conexão de gás força o membro de engate (41) para a primeira posição.

2. Conjunto de acoplamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na segunda posição, o membro de engate (41) força mecanicamente o dispositivo de acoplamento a assumir o estado aberto.

3. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduto de gás (1) compreende uma primeira válvula de emergência (12) e o segundo conduto de gás (2) compreende uma segunda válvula de emergência (22), e o conjunto de acoplamento compreende um ou mais atuadores (50) para mover a primeira e a segunda válvulas de emergência (12, 22) entre uma posição aberta e uma posição fechada.

4. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda válvulas de emergência (12, 22) estão dispostas para se moverem em sincronia, de preferência, atuadas por um atuador único (50).

5. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o atuador de gás (4) é móvel entre uma posição armada e uma posição desarmada, sendo que, na posição desarmada, o membro de engate (41) está fora de alcance da segunda posição e sendo que, na posição armada, o membro de engate (41) está dentro de alcance da segunda posição.

6. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o conjunto de acoplamento compreende uma ligação mecânica para ligar o movimento da primeira e da segunda válvulas de emergência (12, 22) da posição aberta para a posição fechada, para movimento do atuador de gás da posição desarmada para a posição armada.

7. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o atuador de gás (4) é inclinado em direção à segunda posição.

8. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula de emergência (12) e, opcionalmente, a segunda válvula de emergência (22) são inclinadas em direção à posição fechada.

9. Conjunto de acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o atuador de gás (4), o um ou mais atuadores (50) e a ligação mecânica (51, 52, 53, 54, 55), são todos fornecidos em um plano único.

10. Estrutura flutuante, compreendendo um primeiro conduto de gás (1) e um conjunto de acoplamento para acoplar o primeiro conduto de gás (1) a um segundo conduto de gás (2) para transportar uma corrente de gás pressurizado através do primeiro conduto de gás (1) e do conduto de gás (2), sendo que o conjunto de acoplamento compreende: um dispositivo de acoplamento (3) disposto para acoplar o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2), sendo que o dispositivo de acoplamento (3) é comutável entre um estado fechado e um estado aberto, em que, no estado fechado, o dispositivo de acoplamento (3) acopla o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2) para criar uma conexão de gás para possibilitar o transporte de uma corrente de gás pressurizado, em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás e em que, no estado aberto, o acoplamento entre o primeiro conduto de gás (1) e o segundo conduto de gás (2) é liberado; e, um atuador de gás (4) que compreende um membro de engate (41), sendo que o membro de engate (41) é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada ao estado fechado do dispositivo de acoplamento (3) e a segunda posição é associada ao estado aberto do dispositivo de acoplamento (3), caracterizada pelo fato de que o atuador de gás (4) está em comunicação de gás com a conexão de gás e em que a pressão de gás na conexão de gás força o membro de engate (41) para a primeira posição.

11. Estrutura flutuante de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que é uma estrutura flutuante disposta para vaporizar LNG.

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