BR112018015719B1 - Método de ancoragem de elementos alongados flexíveis durante operações submarinas e inserto de ancoragem - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um inserto de ancoragem (28) para ancorar um elemento submarino alongado flexível (10) a partir de uma embarcação de superfície possuindo uma malha circular que compreende segmentos de suporte espaçados circunferencialmente. Coletivamente, os segmentos definem uma face de suporte substancialmente plana (34) do inserto e têm as respectivas faces radialmente internas que definem um raio interno da malha. As faces radialmente internas dos segmentos de suporte podem ser posicionadas em várias posições radiais para determinar o raio interno da malha e, portanto, para adaptar a circunferência da malha para se adequar a diferentes diâmetros de elementos submersos alongados. Com o inserto de ancoragem suportado por uma estrutura de ancoragem da embarcação, um recurso de ancoragem lateralmente saliente (16) do elemento submarino alongado que se estende através da malha pode ser repousado na face de suporte para transferir cargas de peso suspensas para a estrutura de ancoragem.

Description

[001] A presente invenção refere-se ao suporte de um elemento alongado flexível de uma embarcação de superfície durante uma operação offshore. Um exemplo de tal elemento é uma tubulação submarina flexível ou um umbilical que ancora (hanging-off) como uma catenária a partir de uma embarcação de superfície em direção ao fundo do mar durante a instalação. Na técnica de operações submarinas, suportar tal como um elemento pode ser referido como "ancorado" ou "retido", dependendo da fase da operação de instalação.

[002] Elementos alongados flexíveis são mais comumente colocados debaixo d'água por uma embarcação de instalação que primeiramente enrola o elemento em uma bobina ou carrossel. Durante a instalação offshore, o elemento alongado é desenrolado da bobina ou carrossel e é, então, suspenso no mar para ser ancorado na embarcação como uma catenária. Entre o desenrolar e suspender, o elemento alongado pode passar através ou sobre vários itens de equipamento que guiam o elemento e isso pode contribuir para a tensão de retenção, tal como tensionadores, uma torre, uma calha ou uma rampa.

[003] Dispositivos de retração por fricção, como tensionadores ou grampos de fricção, podem ser usados para suportar o peso suspenso de um elemento alongado. Contudo, a dependência de tais dispositivos por fricção significa que não há mais nada para segurar o elemento alongado se ele começar a deslizar através do dispositivo, por exemplo, porque a superfície externa do elemento alongado tem um acabamento superficial fraco ou é úmida ou oleosa. Além disso, os dispositivos de retenção devem ser afastados do eixo de lançamento do elemento alongado para permitir que o equipamento lateralmente protuberante seja mais largo que o restante do elemento alongado, tal como acessórios ou módulos, a ser preso ao elemento alongado e para permitir que esse equipamento contorne o dispositivo de retenção na direção de lançamento.

[004] GB 2492402 descreve um grampo de ancoragem (hang-off) que compreende dois segmentos discretos que podem ser desconectados para permitir que estruturas submarinas e conjuntos passem ao longo do caminho de montagem.

[005] O documento US 6450385 descreve um anel de fixação para dutos de óleo de assentamento, o anel de fixação compreendendo um conjunto de garras verticais que podem ser movidas em sincronia.

[006] O documento US 6378399 descreve um molde de inserto para prender elementos tubulares em sistemas de tratamento tubular tais como chave hidráulica ou grampos de segurança.

[007] A instalação de elementos flexíveis alongados no fundo do mar em águas profundas requer que a embarcação de instalação tenha capacidade de ancoragem suficiente para suportar o peso da catenária longa que está suspensa na coluna de água entre a embarcação e o fundo do mar. Geralmente, os sistemas de ancoragem são usados para manter a extremidade superior de um elemento alongado suportado no nível do convés para conexão a equipamentos, tais como módulos em linha antes da implantação e também para conexão entre as extremidades de seções de tubulação durante uma campanha de instalação. Nessas situações, um elemento alongado deve ser suspenso temporariamente sem se mover na direção de lançamento.

[008] É convencional que uma característica de ancoragem lateralmente saliente de um elemento alongado seja engatada mecanicamente com uma placa de ancoragem ou bucha na embarcação de colocação de tubulação. A característica de ancoragem lateralmente saliente que encosta em um ressalto da bucha de ancoragem pode ser um colar com flange ou outro item de equipamento que seja mais largo que o restante do elemento alongado, tal como um acessório ou um módulo preso ao alongado elemento. Isso provê uma conexão mecânica estável e confiável entre o elemento alongado e o equipamento de assentamento da embarcação.

[009] Por exemplo, um colar de ancoragem pode ser uma parte metálica do elemento alongado que define um flange ou anel que se projeta radialmente. Exemplos são um anel forjado que se projeta radialmente, que é incorporado no elemento alongado, ou peças forjadas compreendendo esses anéis que estão presos a uma extremidade do elemento alongado ou incorporados em intervalos ao longo do elemento alongado. Outros exemplos específicos de equipamento que tem um diâmetro maior do que o restante do elemento alongado são um conector, um encaixe de extremidade ou um pote de armadura.

[0010] Um exemplo de um sistema de ancoragem conhecido na técnica anterior é mostrado na figura 1 dos desenhos anexos, na vista em corte longitudinal. Um elemento alongado 10 aqui exemplificado como uma tubulação flexível estende-se ao longo de um eixo de lançamento geralmente vertical conforme passa através do sistema de ancoragem 12. O sistema de ancoragem 12 compreende uma estrutura de suporte tubular 14 cuja abertura interior alarga para baixo para acomodar a dobra do elemento alongado 10.

[0011] O elemento alongado 10 transporta um pote de armadura 16 como um exemplo de uma característica de ancoragem que se projeta lateralmente, em pelo menos uma direção geralmente radial. O elemento alongado 10 compreende ainda um limitador de dobra de vértebras 18 que se estende a partir do pote de armadura 16.

[0012] A parte superior aberta da estrutura de suporte tubular 14 é fechada por uma bucha de ancoragem 20 que é montada em duas metades em torno do elemento alongado 10 e, assim, tem um orifício central 22 para acomodar o elemento alongado 10.

[0013] Uma simples bucha de ancoragem 20, como aquela mostrada na figura 1, pode acomodar apenas um diâmetro do elemento alongado 10: em outras palavras, uma bucha de ancoragem 20 não pode ser projetada especificamente como um inserto de ancoragem universal para todos esses elementos alongados 10. Consequentemente, é convencional usar uma de uma seleção de insertos de ancoragem divididos 24 como um adaptador entre um elemento alongado específico 10 e uma bucha de ancoragem 20. A região da borda interna da bucha de ancoragem 20 em torno do orifício central 22 serve como um ressalto no qual o inserto de ancoragem 24 repousa.

[0014] O inserto de ancoragem 24 é feito de peças semicirculares ou de meia-lua fabricadas a partir de aço, cuja curvatura interna corresponde à curvatura externa de um elemento alongado particular 10. As duas partes do inserto de ancoragem 24 são aparafusadas em torno do elemento alongado 10 para ficar entre o elemento alongado 10 e a bucha de ancoragem 20. O pote de armadura 16 assenta no encaixe de ancoragem 24. Isto transfere o peso do elemento alongado 10 para a bucha de ancoragem 20 através do inserto de ancoragem 24.

[0015] Como referido acima, o pote de armadura 16 é apenas um exemplo de uma característica de ancoragem que se projeta lateralmente a partir do elemento alongado 10. Tal característica pode ser provida por qualquer outro equipamento que tenha um diâmetro maior do que o restante do elemento alongado 10, tal como um encaixe de extremidade do elemento alongado 10 ou um módulo de empuxo preso ao elemento alongado 10, ou por um colar com flange que se projeta radialmente a partir do elemento alongado 10.

[0016] Uma embarcação de instalação pode ter que servir para elementos alongados 10 de muitos diâmetros diferentes durante as operações de rotina. Cada diâmetro do elemento alongado 10 requer um inserto de ancoragem diferente 24. Por conseguinte, cerca de cinquenta insertos de suporte diferentes 24 podem ser necessários por embarcação. Isto envolve um elevado custo de concepção e fabricação e requer uma grande área de espaço no convés na embarcação para armazenar múltiplos insertos de ancoragem 24 a bordo. Em alternativa, existe o risco de um tempo de inatividade dispendioso para fabricar ou obter um inserto de ancoragem específico 24, se esse inserto não for mantido a bordo.

[0017] AU 2010/338125 descreve um inserto compreendendo vários setores que podem ser espaçados em intervalos variáveis em torno de um tubo flexível que se estende através de uma mesa de apoio.

[0018] Neste contexto, um aspecto da invenção reside em um método de ancoragem de um elemento submarino alongado flexível a partir de uma embarcação de superfície. O método compreende: colocar um inserto de ancoragem sobre uma estrutura de ancoragem da embarcação de superfície, o inserto de ancoragem compreendendo uma malha substancialmente circular cujo raio interno é definido por faces radialmente internas de segmentos de suporte espaçados circunferencialmente em torno da malha; e com o inserto de ancoragem suportado pela estrutura de ancoragem e o elemento submarino alongado que se estende através da malha, residindo uma característica de ancoragem lateralmente saliente do elemento submarino alongado em uma face de suporte substancialmente plana definida coletivamente pelos segmentos de suporte para transferir o peso do elemento submarino alongado suspenso da embarcação de superfície para a estrutura de ancoragem. O inserto de ancoragem é flexível e o método compreende dobrar o inserto de ancoragem em torno do elemento submarino alongado para formar a malha.

[0019] O método pode ainda compreender a fixação em conjunto de extremidades opostas do inserto de ancoragem flexível para fechar a malha. A tensão pode ser transmitida na malha, comprimindo o elemento submarino alongado dentro da malha.

[0020] O inserto de ancoragem é de preferência adaptado ajustando o raio interno da malha para se adequar a um raio externo do elemento submarino alongado. Por exemplo, o método pode compreender o ajuste de posições radiais de pelo menos as faces radialmente internas dos segmentos de suporte para ajustar o raio interno da malha. O movimento radial das almofadas dos segmentos de suporte pode ajustar o raio interno da malha. Outra abordagem para ajustar o raio interno da malha é variar um comprimento de pelo menos um elemento entre os segmentos de suporte. Nesse caso, o método pode envolver variação do espaçamento circunferencial entre pelo menos dois dos segmentos de suporte ao ajustar o raio interno da malha flexível.

[0021] A malha pode compreender uma série circunferencial de elos interengatados que são adicionados ou removidos para ajustar o raio interno da malha. Por exemplo, os elos podem ser adicionados ou removidos de pelo menos um elemento flexível articulado entre os segmentos de suporte. Convenientemente, os elos interengatados podem articular-se um em relação ao outro quando se fecha a malha em torno do elemento submarino alongado, girando adequadamente em torno de eixos de articulação que são geralmente ortogonais à face de suporte do inserto.

[0022] Os elos podem ser engatados ou desengatados pelo movimento relativo entre os elos ao longo dos eixos de articulação, mas os elos interengatados podem ser bloqueados contra o movimento relativo entre os elos ao longo dos eixos de articulação. Por exemplo, um elemento de retenção pode estar envolvido com formações de engate inter-engatadas de elos sucessivos para bloquear esses elos contra o movimento relativo ao longo dos eixos de articulação.

[0023] O inserto de ancoragem pode ser adaptado montando o inserto de tal modo que o raio interno da malha se adapte a um raio externo do elemento submarino alongado.

[0024] O conceito da invenção engloba um inserto de ancoragem para ancorar um elemento submarino alongado flexível a partir de uma estrutura de ancoragem de uma embarcação de superfície. O inserto compreende uma malha substancialmente circular que pode ser colocada em torno de um elemento submarino alongado que se estende através da estrutura de ancoragem em uso, a malha compreendendo uma pluralidade de segmentos de suporte circunferencialmente espaçados que definem coletivamente uma face de suporte substancialmente plana do inserto, os segmentos de suporte, cada um possuindo uma face radialmente interna orientada para ficar voltada para o elemento submarino alongado em uso. As faces radialmente internas dos segmentos de suporte definem coletivamente um raio interno da malha e pelo menos as faces radialmente internas dos segmentos de suporte são posicionáveis em várias posições radiais em relação a um eixo central da malha para determinar o raio interno da malha. O inserto de ancoragem é flexível e pode ser dobrado em torno do elemento submarino alongado se estendendo através da estrutura de ancoragem em uso para formar a malha.

[0025] A malha compreende uma série circunferencial de elos interengatados que podem ser adicionados ou removidos para ajustar o raio interno da malha, cujos elos vantajosamente incluem os segmentos de suporte. As formações mutuamente interligadas dos elos são alongadas em uma direção que é geralmente ortogonal à face de suporte do inserto e os elos são engatáveis ou desengatáveis entre si pelo movimento relativo entre os elos na referida direção.

[0026] O plano da face de suporte, de preferência, estende-se substancialmente ortogonalmente em relação ao eixo central da malha.

[0027] A malha compreende adequadamente um conector com duas partes que podem ser conectadas entre si para fechar a malha. Elegantemente, o conector pode ser um dos segmentos de suporte. De um modo preferido, pelo menos, um elemento de tensionamento, tal como um parafuso, confere tensão à malha forçando as duas partes do conector uma em direção à outra.

[0028] As formações mutuamente interligadas adequadamente, têm cortes transversais substancialmente constantes na direção do alongamento dos elos. Isso facilita o engate ou o desengate por movimento relativo entre os elos nessa direção. Um elemento de bloqueio pode atuar entre os elos interengatados para restringir o movimento relativo entre os elos nessa direção.

[0029] Quando interengatados, os elos são de preferência articulados em uma relação aos outros para conferir flexibilidade e adaptabilidade no inserto. Convenientemente, os elos interengatados são articulados em torno de eixos de articulação que são geralmente ortogonais à face de suporte do inserto.

[0030] Com a finalidade de interengajamento, cada elo pode compreender uma lingueta em uma extremidade e uma ranhura complementar em uma extremidade oposta que se encontra em direções circunferenciais mutuamente opostas quando os elos são montados na malha.

[0031] De um modo preferido, a face de suporte substancialmente plana do inserto estende-se substancialmente continuamente em torno da malha e entre os segmentos de suporte. Para este propósito, os segmentos de suporte e os elementos da malha que conecta os segmentos de suporte podem cada um compreender uma face superior que forma parte da face de suporte do inserto e uma face inferior paralela e espaçada da face superior, o espaçamento entre as faces inferiores e superior sendo substancialmente idênticas para cada segmento de suporte e para cada elemento que conecta os segmentos de suporte.

[0032] Para maximizar sua área de suporte, os segmentos de suporte podem se estender radialmente para fora em relação aos elementos que conectam os segmentos de suporte.

[0033] A malha pode compreender uma banda flexível, cuja banda é de preferência flexível para ser dobrada em um plano que é ortogonal ao eixo central da malha, mas que é rígido para resistir à flexão em direções ortogonais a esse plano. Alternativamente, a malha pode compreender um anel rígido.

[0034] É possível que os segmentos de suporte incluam almofadas radialmente móveis que definem as faces radialmente internas dos segmentos de suporte.

[0035] Também é descrito um elo para um inserto de ancoragem, o elo compreendendo uma face superior substancialmente plana e uma face inferior substancialmente plana paralela e espaçada da face superior, uma lingueta que se estende entre as faces superior e inferior em uma extremidade e uma ranhura, complementar à lingueta, estendendo-se entre as faces superior e inferior em uma extremidade oposta.

[0036] Em resumo, a invenção provê um inserto de ancoragem para ancorar um elemento submarino alongado flexível a partir de uma embarcação de superfície. O inserto tem uma malha circular que compreende segmentos de suporte espaçados circunferencialmente. Coletivamente, os segmentos definem uma face de suporte substancialmente plana do inserto e têm as respectivas faces radialmente internas que definem um raio interno da malha. As faces radialmente internas dos segmentos de suporte podem ser posicionadas em várias posições radiais para determinar o raio interno da malha e, portanto, para adaptar a circunferência da malha para se adequar a diferentes diâmetros de elementos submarinos alongados.

[0037] Com o inserto de suporte suportado por uma estrutura de ancoragem da embarcação, uma característica de ancoragem lateralmente saliente do elemento submarino alongado que se estende através da malha pode ser apoiada na face de suporte para transferir cargas de peso suspensas através do inserto para a estrutura de ancoragem.

[0038] A invenção resolve o problema de prover uma interface de suporte entre uma placa ou bucha e tubulações de ancoragem ou outros elementos alongados que não são padronizados e, portanto, podem ter vários diâmetros.

[0039] A invenção provê uma alternativa versátil às inserções de ancoragem existentes. O inserto da invenção pode estar em conformidade com uma vasta gama de diâmetros de elementos alongados que podem ser suspensos a partir de um módulo de ancoragem e assegura uma interface mecânica fiável entre o equipamento do elemento alongado e o módulo de ancoragem.

[0040] O inserto de ancoragem da invenção é um colar de diâmetro ajustável feito de elos a serem montados de acordo com as dimensões necessárias para o colar em uma base de projeto a projeto.

[0041] O inserto de ancoragem da invenção tem de suportar uma carga de esmagamento substancial e assim compreende adequadamente blocos que são pelo menos parcialmente rígidos, blocos esses que estão conectados em conjunto com uma interface que tem comprimento circunferencial variável e, portanto, diâmetro. Praticamente, o peso da tubulação pode ser suportado não apenas pelos blocos de suporte, mas também pelos elos entre os blocos de suporte, embora apenas as bases dos blocos de suporte precisem transferir a carga para as placas de suporte de uma bucha de ancoragem. Para evitar danos, os elos devem ser rígidos e não devem girar em direções radiais: a única rotação autorizada dentre os elos é em torno de eixos que serão verticais em uso.

[0042] Assim, nas modalidades preferidas, a invenção provê um inserto de compressão compreendendo pelo menos duas, mais preferivelmente pelo menos três, bases de suporte que se estendem radialmente e outros elos que podem ser acoplados em conjunto. As bases de suporte podem ser acopladas a outros elos e o diâmetro do inserto pode ser ajustado adicionando ou removendo os elos. O diâmetro interno do inserto de compressão é adequadamente substancialmente circular. Cada base de suporte pode compreender pelo menos um bloco resistente à compressão que se estende radialmente para longe do diâmetro interno.

[0043] Cada elo é adequadamente uma parte sólida resistente à compressão que compreende de preferência pelo menos uma formação macho e pelo menos uma formação fêmea. Essas formações podem ser interligadas com formações de contrapartes complementares de elos adjacentes. Pelo menos um dos elos pode compreender um mecanismo de divisão bloqueável para abrir e fechar o inserto de compressão.

[0044] Vantajosamente, as formações de macho e fêmea são alongadas na direção axial, cuja direção será tipicamente vertical em uso e por isso é ortogonal a um plano no qual o inserto de compressão se estende como um anel em uso. O seu alongamento axial permite que uma formação macho de um primeiro elo a ser acoplado a uma formação fêmea de um segundo elo adjacente por deslizamento na direção axial. Além disso, o acoplamento resultante entre dois elos sucessivos permite apenas um grau de liberdade, que é a rotação ao redor da direção axial. Pelo menos um dos elos compreende adequadamente um elemento de bloqueio que, então, impede o deslizamento entre as formações macho e fêmea na direção axial para manter os elos adjacentes juntos.

[0045] Em aspectos preferidos, a invenção provê um método temporariamente para suspender uma tubulação flexível ou outro elemento alongado de uma embarcação de tubulação. O método pode compreender: ajustar o diâmetro de um inserto de compressão que compreende elos acoplados juntos e pelo menos duas bases de suporte que se estendem radialmente acopladas aos elos; instalar o inserto de compressão em um módulo de ancoragem da embarcação de instalação; abaixando a tubulação flexível ou outro elemento alongado através do módulo de ancoragem; e encostando um acessório da tubulação flexível ou outro elemento alongado no inserto de compressão.

[0046] Já foi feita referência à figura 1 dos desenhos para ilustrar um sistema de ancoragem conhecido na técnica anterior. Para que a invenção possa ser mais facilmente entendida, será feita referência, a título de exemplo, ao restante dos desenhos anexos, nos quais: figura 2 é uma vista em perspectiva de cima de um sistema de ancoragem, utilizando um inserto de ancoragem da invenção para suportar um elemento alongado exemplificado por um tubo flexível; figura 3 é uma vista plana de cima em corte de um inserto de ancoragem da invenção em uma configuração malha fechada, como se vê na figura 2; figura 4 é uma vista em perspectiva de cima do inserto de ancoragem mostrada na figura 3; figura 5 é uma vista em perspectiva ampliada de uma parte do inserto de ancoragem mostrada nas figuras 3 e 4, aqui em uma configuração relativamente aberta; figura 6 é uma vista detalhada ampliada em corte parcial do inserto de ancoragem mostrado nas figuras 3, 4 e 5, na configuração em malha fechada; figura 7 a, 7b e 7c são uma seleção de vistas de um elo do inserto de ancoragem da invenção; e figura 8 a 10 são vistas esquemáticas em corte transversal de insertos de ancoragem variantes da invenção em torno de um elemento alongado exemplificado por um tubo flexível.

[0047] A figura 2 mostra um sistema de ancoragem 26 que foi adaptado pelo uso de um inserto de ancoragem 28 de acordo com a invenção, em vez do inserto de ancoragem de divisão rígido 24 da técnica anterior, conforme ilustrado na figura 1. Caso contrário, o sistema de ancoragem 26 é semelhante ao sistema de ancoragem da técnica anterior 12 mostrado na figura 1, pelo que números semelhantes são utilizados para peças semelhantes.

[0048] O inserto de ancoragem 28 é apertado ao redor e circunda um elemento alongado 10, novamente exemplificado aqui como uma tubulação flexível de seção transversal circular que se estende ao longo de um eixo de lançamento geralmente vertical à medida que passa através do sistema de ancoragem 26.

[0049] Tal como no sistema de ancoragem 12 mostrado na figura 1, o sistema de ancoragem 26 mostrado na figura 2 compreende uma estrutura de suporte tubular 14 cujo topo aberto pode ser fechado por uma bucha de ancoragem 20 que é montada em duas metades em torno do elemento alongado 10. A bucha de ancoragem 20 tem um orifício central 22 para acomodar o elemento alongado 10.

[0050] A região de borda interna da bucha de ancoragem 20 em torno do orifício central 22 serve como um ressalto no qual o inserto de ancoragem 28 repousa. No uso da invenção, uma característica de ancoragem lateralmente saliente do elemento alongado 10, tal como um pote de armadura 16, como mostrado na figura 1 (que foi omitido da figura 2 para clareza), assenta, por sua vez, no inserto de ancoragem. 28 para transferir cargas do elemento alongado 10 através do inserto de ancoragem 28 para a bucha de ancoragem 20.

[0051] As figuras 3 e 4 mostram o inserto de ancoragem completo 28 da invenção em isolamento. O inserto de ancoragem 28 é uma banda flexível articulada ou segmentada compreendendo vários elos articulados 30, 32 que são usinados em aço e são unidos sucessivamente de ponta a ponta. Nestes desenhos, extremidades opostas da banda do inserto de ancoragem 28 foram unidas uma à outra para formar uma malha circular contínuo que é dimensionada para circundar um elemento alongado particular 10 de seção transversal circular.

[0052] O inserto de ancoragem 28 define uma face de suporte superior 34 que faz interface com o pote de armadura 16 e uma face de mancal inferior 36 que interage com a bucha de ancoragem 20. A face de suporte superior 34 e a face de mancal inferior 36 são substancialmente planas e ortogonalmente ao eixo longitudinal central de intersecção 38 do elemento alongado 10. Assim, a face de suporte superior 34 e a face do mancal inferior 36 estendem-se em planos substancialmente paralelos.

[0053] A banda do inserto de ancoragem 28 tem articulação suficiente para as suas extremidades serem unidas para formar uma malha circular, como mostrado nas figuras 3 e 4, para envolver um elemento alongado 10, tal como uma tubulação flexível. O eixo central da malha circular formada pela banda fechada do inserto de ancoragem 28 coincide então com o eixo longitudinal central 38 do elemento alongado 10. A banda também tem articulação suficiente para que suas extremidades sejam separadas o suficiente para abrir a malha de modo que o inserto de ancoragem 28 possa ser colocado em volta e removido de um tal elemento alongado 10.

[0054] De acordo com a invenção, o diâmetro da malha pode ser ajustado simplesmente pela adição de elos 30, 32 à banda do inserto de ancoragem 28 ou removendo os elos 30, 32 dessa banda. Além disso, o ajuste fino do diâmetro da malha é possível ajustando a folga entre as extremidades opostas da banda do inserto de ancoragem 28 quando essas extremidades estão acopladas uma à outra para fechar a malha. Nestes modos, um único inserto de ancoragem 28 pode ser adaptado para lidar com uma gama de diferentes elementos alongados 10, que previamente e, de um modo desvantajoso, exigiam múltiplas inserções de ancoragem rígidas 24 da técnica anterior, como mostrado na figura 1.

[0055] Os elos 30, 32 que formam a banda do inserto de ancoragem 28 compreendem uma pluralidade de blocos de suporte afastados 30 e uma maior pluralidade de vértebras 32 entre os blocos de suporte 30. Com efeito, os grupos de vértebras 32 são unidos em conjunto em série para formar elementos flexíveis 40 que conectam os blocos de suporte 30. Esses elementos flexíveis 40 seguem os respetivos arcos parcialmente circulares entre os blocos de suporte 30 quando as extremidades opostas da banda do inserto de ancoragem 28 são unidas para formar uma malha circular como mostrado nas figuras 3 e 4. Por outro lado, os elementos flexíveis 40 endireitam-se para abrir a malha de modo que o inserto de ancoragem 28 possa ser colocado em torno e removido do elemento alongado 10 antes e depois do uso. Nem todos os elementos flexíveis 40 precisam ter o mesmo número de vértebras 32, como as figuras 3 e 4 deixam claro.

[0056] Neste exemplo, um dos blocos de suporte 30 é dividido em duas partes separáveis 30A e 30B para servir como um conector entre as extremidades opostas da banda do inserto de ancoragem 28. As duas partes 30A, 30B do bloco de suporte do conector 30 são mantidas juntas por parafusos paralelos alinhados tangencialmente 42 que, quando apertados, colocam o inserto de ancoragem 28 sob tensão em torno do elemento alongado 10, o qual por sua vez é submetido à compressão. Esta tensão ajuda a endurecer o inserto de ancoragem 28 em uso, resistindo ao movimento relativo entre os elos adjacentes 30, 32 da banda. As duas partes 30A, 30B do bloco de suporte do conector 30 não necessitam de ser completamente unidas: pelo contrário, pode ser necessário que as partes 30A, 30B permaneçam ligeiramente afastadas para que os parafusos 36 possam manter a tensão na banda. Ajustar a folga remanescente entre as partes 30A, 30B permite o ajuste fino do diâmetro da malha sem necessariamente adicionar ou remover as conexões 30, 32.

[0057] A banda do inserto de ancoragem 28 é flexível para ser dobrada em um plano, cujo plano é ortogonal ao eixo longitudinal central de intersecção 38 do elemento alongado 10 e, assim, será tipicamente horizontal em uso. Inversamente, a banda é rígida para resistir à flexão em direções que são ortogonais àquele plano de dobragem, cujas direções são substancialmente paralelas ao eixo longitudinal central 38 e, portanto, serão tipicamente verticais em uso.

[0058] Esta rigidez diferencial da banda do inserto de ancoragem 28 é assegurada pelo alinhamento dos eixos de articulação 44 entre elos sucessivos 30, 32 para serem substancialmente paralelos um ao outro e substancialmente ortogonais ao plano no qual a banda é permitida dobrar. Assim, os eixos de articulação 44 entre os elos 30, 32 serão todos substancialmente verticais e, portanto, substancialmente paralelos ao eixo longitudinal central de intersecção 38 do elemento alongado 10, quando o inserto de ancoragem 28 está em uso.

[0059] Com referência agora também às figuras 5 e 6 dos desenhos, os eixos de articulação 44 são definidos entre as formações de interbloqueio articulado 46, 48 dos elos 30, 32. Especificamente, cada um dos blocos de suporte 30 e cada uma das vértebras 32 tem um lingueta 46 em uma extremidade e uma ranhura complementar 48 na extremidade oposta. O bloco de suporte do conector 30 tem uma ranhura 48 em uma das suas partes 30A e uma lingueta 46 na outra das suas partes 30B. Cada ranhura 48 é definida entre um par de pernas espaçadas 50 de cada elo 30, 32.

[0060] A lingueta 46 e a ranhura 48 de cada elo 30, 32 estão viradas em direções circunferenciais mutuamente opostas quando os elos 30, 32 são montados em uma banda circular. Assim, a lingueta 46 de um link 30, 32 está engatada rotativamente na ranhura 48 de um link adjacente 30, 32, de tal modo que as linguetas 46 podem girar dentro e em relação às ranhuras associadas 48 em torno dos respectivos eixos de articulação 44.

[0061] As figuras 7a a 7c mostram uma das vértebras 32 em isolamento para explicar as formas e interação da lingueta 46 e da ranhura 48 em maior detalhe. Será evidente que as linguetas 46 e ranhuras 48 dos blocos de suporte 30 têm características semelhantes e interagem da mesma maneira.

[0062] As linguetas 46 e ranhuras 48 são alongadas em direções paralelas aos eixos de articulação 44 e têm cortes transversais substancialmente constantes nessas direções. Especificamente, as linguetas 46 dos elos 30, 32 compreendem, cada uma, uma projeção cilíndrica parcial 52 de corte transversal circular parcial que se estende em torno de um arco superior a 180° para deixar um gargalo mais estreito 54. Por outro lado, as ranhuras complementares 48 dos elos 30, 32 compreendem cada um recesso parcialmente cilíndrico 56 do corte transversal circular parcial que se estende em torno de mais de 180° de arco para deixar um bocal mais estreito 58. O gargalo 54 é mais estreito que o bocal 58 para dar espaço para o movimento articulado relativo de uma lingueta 46 em uma ranhura 48.

[0063] O recesso 56 de uma ranhura 48 é ligeiramente mais largo do que o diâmetro da projeção 52 de uma lingueta 46, na medida em que a projeção 52 é um encaixe deslizante no recesso 56. Contudo, a projeção 52 de uma lingueta 46 é mais larga do que o bocal 58 de uma ranhura 48 de modo que a projeção 52 seja mantida no recesso 56 da ranhura 48. Contudo, como as extremidades da ranhura 48 estão abertas, a lingueta 46 pode ser deslizada para fora da ranhura 48 por movimento relativo ao longo do eixo articulado 44 para desacoplar os elos adjacentes 30, 32.

[0064] Os pinos de retenção retos 60 impedem que as linguetas 46 sejam deslizadas para fora através das extremidades abertas das ranhuras 48. Os pinos 60 de retenção intersectam-se e estendem-se ortogonalmente aos eixos 44 de articulação e estendem-se substancialmente radialmente em um plano comum quando o inserto de ancoragem 28 é formado em uma malha circular em torno do elemento alongado 10 para uso. As orientações radiais dos pinos de retenção 60 são melhor apreciadas na vista plana da figura 3, em que a seção é tomada através do plano dos pinos 60. A vista detalhada ampliada da figura 6 é também seccionada no mesmo plano. Aqui, é evidente que os pinos de retenção 60 não precisam ser sólidos, mas podem ser tubos ocos.

[0065] Cada pino de retenção 60 estende-se através do recesso 56 de uma ranhura 48 e através dos orifícios alinhados 62 nas pernas 50 dos elos 30, 32 que definem a ranhura 48. Ao atravessar o recesso 56, um pino de retenção 60 passa através, portanto, engata com uma ranhura 64 na projeção 52 de uma lingueta 46 que se encontra engatada no recesso 56. Assim, a inserção do pino de retenção 60 através dos orifícios 62 nas pernas 50 que definem a ranhura 48 bloqueia a lingueta 46 contra o movimento em relação à ranhura 48 ao longo do eixo giratório 44. Contudo, o movimento relativo entre o pino de retenção 60 e a ranhura 64 permanece possível, de modo que a lingueta 46 pode ainda girar na ranhura 48.

[0066] Um pino de retenção 60 pode ser empurrado ou retirado dos orifícios alinhados 62 nas pernas 50 que definem a ranhura 48 para libertar a lingueta associada 46 ao desacoplar os elos adjacentes 30, 32.

[0067] A figura 7c mostra melhor que os elos 30, 32 aqui exemplificados por uma vértebra 32 são assimétricos de tal maneira que uma linha entre os eixos de articulação 44 da lingueta 46 e a ranhura 48 não são ortogonais a uma linha que une os orifícios alinhados 62 nas pernas 50 que definem a ranhura 48. Assim, quando orientada e montada para uso para formar uma banda circular do inserto de ancoragem 28, como melhor mostrado na figura 3, a lingueta 46 de cada elo 30, 32 é deslocada ligeiramente radialmente internamente em relação à ranhura 48 desse elo 30, 32.

[0068] As figuras 7a e 7b mostram que a vértebra 32 tem faces planas superiores e inferiores paralelas 66, 68, com as quais os eixos de articulação 44 mostrados na figura 7c intersectam-se ortogonalmente. O espaçamento entre as faces superior e inferior 66, 68 define a profundidade da vértebra 32. Igualmente, as figuras 4 e 5 dos desenhos mostram que os outros elos na forma dos blocos de suporte 30 também têm faces superiores e inferiores planas paralelas 70, 72 com as quais os seus eixos de articulação 44 também se cruzam ortogonalmente. O espaçamento entre as faces superior e inferior 70, 72 define a profundidade dos blocos de suporte 30.

[0069] Cada bloco de suporte 30 também tem uma face facetada côncava 74 no seu lado radialmente interno para assentar contra a curvatura externa convexa do elemento alongado 10 em uso do inserto de ancoragem 28.

[0070] Vantajosamente, a profundidade das vértebras 32 e a profundidade dos blocos de suporte 30 combinam entre si de modo que as suas faces superior e inferior 66, 70 e 68, 72 se alinham nos respectivos planos comuns. Isto permite que todos os elos 30, 32 participem na sustentação e partilha do peso suspenso do elemento alongado 10 em uso. Assim, como melhor apreciado com referência às figuras 4 e 5, as faces superior e inferior 66, 70 e 68, 72 cooperam para definir superfícies de transmissão de carga planas paralelas substancialmente contínuas nos lados superior e inferior do inserto de ancoragem 28 Estas superfícies de transmissão de carga são a face superior de suporte acima mencionada 34 que interage com o pote de armadura 16 e a face de mancal inferior 36 que interage com a bucha de ancoragem 20.

[0071] As figuras 4 e 5 mostram também que a lingueta 46 e a ranhura 48 de cada bloco de suporte 30 estão deslocadas em direção à face facetada 74 no lado radialmente interior do bloco de suporte 30. Assim, quando a banda do inserto de ancoragem 28 for formada em uma malha circular, o bloco de suporte 30 estende-se radialmente para fora em relação às vértebras adjacentes 32 para maximizar a área de suporte das suas faces superior e inferior 70, 72.

[0072] Em uma variante da modalidade descrita acima, seria possível que a face de suporte superior 34 e/ou a face de apoio inferior 36 de um inserto de ancoragem fossem, em vez disso, descontínuas. Por exemplo, a face de suporte superior 34 e a face de apoio inferior 36 podem ser definidas pelas faces superior e inferior 70, 72 dos blocos de suporte 30, todos situados nos respectivos planos, com as vértebras 32 ou outros elementos de conexão sendo de menor altura do que os blocos de suporte 30.

[0073] Outras variações são possíveis dentro do conceito inventivo de um inserto de ancoragem que pode ser adaptado para se adequar a diferentes elementos alongados de diferentes diâmetros. Alguns exemplos são mostrados nas figuras 8 a 10 dos desenhos, os quais mostram insertos de ancoragem variantes 76, 78, 80, respectivamente, circundando um elemento alongado 10 que é novamente exemplificado por um tubo flexível.

[0074] O inserto de ancoragem 76 mostrado na figura 8 compreende blocos de suporte 82 que estão espaçados angularmente em torno de uma malha. A malha compreende ainda uma banda de aço flexível 84 que une os blocos de suporte 82 e mantém o espaçamento mútuo entre os blocos de suporte 82. A banda 84 pode ser tensionada e a circunferência da banda 84 pode ser ajustada puxando uma extremidade de sobreposição 86 da banda 84 e bloqueio da sobreposição, por exemplo, com um grampo (não mostrado) que atua entre partes sobrepostas da banda 84. Alterar a circunferência da banda 84 ajusta a circunferência interna efetiva do inserto de ancoragem 76 ao efetuar o movimento radial dos blocos de suporte 82.

[0075] Os blocos de suporte 82 podem ser fixos à banda 84 ou podem deslizar ao longo da banda 84 para ajustar o seu espaçamento mútuo quando se adapta o inserto de ancoragem 76 para se adequar a diferentes elementos alongados 10 com diferentes diâmetros.

[0076] Aqui, o dever de suporte de carga do inserto de ancoragem 76 é realizado pelos blocos de suporte 82 atuando em combinação. Como na modalidade anterior, os blocos de suporte 82 têm faces superiores e inferiores planas e paralelas que se alinham e cooperam para definir superfícies de suporte de carga planas paralelas nos lados superior e inferior do inserto de ancoragem 76. Neste caso, no entanto, as superfícies de suporte do mancal de carga são interrompidas pela banda 84 entre os blocos de suporte 82 e, portanto, são descontínuas.

[0077] O inserto de ancoragem 78 mostrado na figura 9 é uma variante do inserto de ancoragem 76 mostrado na figura 8. O funcionamento e construção dos insertos de ancoragem 76, 78 é largamente semelhante, e números semelhantes são usados para peças semelhantes. No entanto, o inserto de ancoragem 78 da figura 9 une os seus blocos de suporte 82 com uma segunda banda de aço flexível 84 no lado radialmente externo da primeira banda de aço 84. As bandas dobradas radialmente 84 endurecem o inserto de ancoragem 78.

[0078] Finalmente, o inserto de ancoragem 80 mostrado na figura 10 tem uma circunferência fixa e assim junta-se aos seus blocos de suporte 88 com um anel 90 que é rígido, mas que poderia ser flexível ou articulado. O anel 90 é adequadamente dividido ou articulado para ser colocado em torno ou removido do elemento alongado 10. Nesta modalidade, os blocos de suporte 88 são cada um em duas partes, cada uma compreendendo um corpo 92 fixo ao anel 90 e uma almofada 94 que é radialmente móvel em relação ao corpo 92, por exemplo, por um acionador hidráulico, um mecanismo roscado ou outro sistema de acionamento, tal como um solenoide elétrico. O movimento radialmente para dentro das almofadas 94 fixa o inserto de ancoragem 80 em torno do elemento alongado 10. A extensão do movimento radial para dentro das almofadas 94 pode ser variada para se adequar a diferentes elementos alongados 10 de diferentes diâmetros, ajustando assim a circunferência interna efetiva do inserto de ancoragem 80.

[0079] Novamente, o dever de suporte de carga do inserto de ancoragem 80 é realizado pelos corpos 92 dos blocos de suporte 88 atuando em combinação. Tal como nas modalidades anteriores, os corpos 92 dos blocos de suporte 88 têm faces superiores e inferiores paralelas planas que se alinham e cooperam para definir superfícies planas paralelas de suporte de mancal de carga nos lados superior e inferior do inserto de ancoragem 80. No entanto, seria possível que o anel 90 que une os blocos de suporte 88 também possuam faces superiores e inferiores planas e paralelas que se alinham com as superfícies de suporte de suporte de carga planas dos corpos 92. Isto aumentaria beneficamente as superfícies de suporte do mancal de carga e as torna substancialmente contínuas em torno da circunferência total do inserto de ancoragem 80.

Claims (20)

1. Método de ancoragem de um elemento submarino alongado (10) flexível a partir de uma embarcação de superfície, o método caracterizado pelo fato de que compreende: colocar um inserto de ancoragem (28) em uma estrutura de ancoragem (26) da embarcação de superfície, o inserto de ancoragem compreendendo uma malha substancialmente circular cujo raio interno é definido por faces radialmente internas de segmentos de suporte (30) espaçados circunferencialmente ao redor da malha; e com o inserto de ancoragem (28) suportado pela estrutura de ancoragem e o elemento submarino alongado (10) que se estende através da malha, repousando um recurso de ancoragem (16) lateralmente saliente do elemento submarino alongado (10) em uma face de suporte (34) substancialmente plana definida coletivamente pelos segmentos de suporte (30) para transferência de peso do elemento submarino alongado (10) suspenso a partir da embarcação de superfície para a estrutura de ancoragem (26), em que o inserto de ancoragem (28) é flexível e o método compreende dobrar o inserto de ancoragem (28) flexível em torno do elemento submarino alongado (10) para formar a malha.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a fixação em conjunto de extremidades opostas do inserto de ancoragem (28) flexível para fechar a malha.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende conferir tensão na malha, comprimindo o elemento submarino alongado (10) dentro da malha.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adaptar o inserto de ancoragem (28) ajustando o raio interno da malha para se adequar a um raio externo do elemento submarino alongado (10).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar as posições radiais de pelo menos as faces radialmente internas dos segmentos de suporte para ajustar o raio interno da malha.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar o raio interno da malha variando um comprimento de pelo menos um elemento (40) entre os segmentos de suporte (30)..

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a malha compreende uma série circunferencial de elos interengatados (30, 32) que são adicionados ou removidos para ajustar o raio interno da malha.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende permitir que os elos interengatados (30, 32) girem um em relação ao outro ao fechar a malha em torno do elemento submarino alongado (10).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adaptar o inserto de ancoragem (28) montando o inserto de tal modo que o raio interno da malha se adapte a um raio externo do elemento submarino alongado (10).

10. Inserto de ancoragem (28) para ancorar um elemento submarino alongado (10) flexível a partir de uma estrutura de ancoragem (26) de uma embarcação de superfície, o inserto caracterizado pelo fato de que compreende: uma malha substancialmente circular que pode ser colocada em torno de um elemento submarino alongado (10) que se estende através da estrutura de ancoragem (26) em uso, a malha compreendendo uma pluralidade de segmentos de suporte (30) circunferencialmente espaçados que definem coletivamente uma face de suporte (34) substancialmente plana do inserto (28), os segmentos de suporte (30) possuindo cada um uma face radialmente interna orientada para ficar voltada para o elemento submarino alongado (10) em uso; em que as faces radialmente internas dos segmentos de suporte (30) definem coletivamente um raio interno da malha; e pelo menos as faces radialmente internas dos segmentos de suporte (30) podem ser posicionadas em várias posições radiais em relação a um eixo central (38) da malha para determinar o raio interno da malha, em que o inserto de ancoragem (28) é flexível e pode ser dobrado em torno do elemento submarino alongado (10) que se estende através da estrutura de ancoragem em uso para formar a malha; e em que: a malha compreende uma série circunferencial de elos interengatados (30, 32) que podem ser adicionados ou removidos para ajustar o raio interno da malha; as formações de interbloqueio (46, 48) dos elos são alongadas em uma direção geralmente ortogonal à face de suporte (34) do inserto (28); e os elos (30, 32) são engatáveis ou desengatáveis entre si por movimento relativo entre os elos na referida direção.

11. Inserto de ancoragem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o plano da face de suporte (34) se estende substancialmente ortogonalmente em relação ao eixo central da malha.

12. Inserto de ancoragem, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a malha compreende um conector (30) possuindo duas partes (30A, 30B) que podem ser conectadas entre si para fechar a malha.

13. Inserto de ancoragem, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um elemento de tensionamento (42) disposto para conferir tensão à malha forçando as duas partes (30A, 30B) do conector uma em direção à outra.

14. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que os elos (30, 32) incluem os segmentos de suporte (30).

15. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que os elos interengatados (30, 32) são articuláveis um em relação ao outro.

16. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que cada elo compreende uma lingueta (46) em uma extremidade e uma ranhura (48) complementar em uma extremidade oposta que se encontra em direções circunferenciais mutuamente opostas quando os elos (30, 32) são montados na malha.

17. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado pelo fato de que a face de suporte (34) substancialmente plana do inserto (28) se estende substancialmente continuamente em torno da malha e entre os segmentos de suporte.

18. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de que os segmentos de suporte (30) compreendem, cada um, uma face superior que faz parte da face de suporte do inserto e uma face inferior paralela à face superior e espaçada a partir da face superior, o espaçamento entre as faces inferior e superior paralelas sendo substancialmente idêntico para cada segmento de suporte.

19. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, caracterizado pelo fato de que a malha compreende uma banda flexível (84).

20. Inserto de ancoragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de que os segmentos de suporte incluem almofadas (94) radialmente móveis que definem as faces radialmente internas dos segmentos de suporte.

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