BR112018015925B1 - Conjunto conector de atracação - Google Patents

Abstract

?CONJUNTO CONECTOR DE ATRACAÇÃO, E, BOIA SUBMARINA? Um conjunto conector de atracação (3) tem um corpo (10) disposto para ser pivotavelmente montado em uma estrutura (1), tal como uma boia amarrada, para ser atracada para movimento em torno de um eixo pivô. Pelo menos uma parte do corpo estende-se abaixo do eixo pivô quando assim montado e orientado para uso. Um batente de cabo (17) é montado na parte do corpo que se estende abaixo do eixo pivô em uso, e é operativo para reter um cabo de atracação (2) em relação ao corpo. O corpo é configurado para receber um tracionador (20) para tracionar um cabo de atracação (2) retido pelo batente de modo tal que o tracionador solicita o cabo em um ponto que está abaixo do eixo pivô quando o corpo é orientado para uso. O corpo pode ser um tubo alongado (10) pivotavelmente conectado a uma estrutura a ser atracada (1) em uma extremidade e encaixando-se com um batente de corrente (17) na extremidade oposta. O tubo é configurado para receber um tracionador de corrente (20) entre o batente de corrente (17) e o eixo pivô.

Description

Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um conjunto conector de atracação, particularmente, embora não exclusivamente, para uma boia amarrada.

Fundamentos da Invenção

[002] É conhecido usar boias submarinas em instalações de produção de hidrocarboneto. Estas boias são amarradas ao leito marinho com correntes de atracação a fim de mantê-las em uma posição desejada. As correntes são conectadas às boias por meio de conjuntos conectores que podem acomodar um tracionador de corrente para possibilitar que a tração em uma corrente de atracação conectada ao conjunto conector seja ajustada.

[003] Um conjunto conector é descrito em GB 2496860. O conjunto compreende um suporte montado em uma boia submarina. Um membro de alavanca é montado no suporte por meio de uma junta flexível permitindo que a alavanca se movimente em relação ao suporte em torno de um eixo pivô. Um mecanismo de batente de corrente é montado no suporte abaixo do eixo pivô. Uma armação se apoia sobre e se estende acima do suporte e uma roldana é montada na armação em uma posição acima do eixo pivô. Em uso, uma corrente estende-se a partir do leito marinho para o mecanismo de batente de corrente, para cima através do membro de alavanca e sobre a roldana com a extremidade livre da corrente pendendo para baixo a partir da roldana. Uma unidade de tracionamento de corrente pode ser suportada no topo do suporte, em uma posição acima do eixo pivô, e disposta para tracionar a corrente para possibilitar que a tração na corrente seja ajustada.

[004] O mecanismo de batente de corrente impede movimento para baixo da corrente através do membro de alavanca e, assim, em uso normal, mantém tração na corrente entre o leito marinho e a boia. A junta flexível permite que o membro de alavanca pivote em relação à boia sob tração na corrente de modo que a corrente se estende em um trajeto substancialmente reto a partir do leito marinho até o mecanismo de batente de corrente à medida que a boia se move em relação ao leito marinho, assim evitando concentrações de tensão indesejáveis na corrente.

[005] Quando é desejado ajustar a tração na corrente, uma unidade de tracionador de corrente é colocada sobre o suporte. A unidade de tracionador de corrente inclui macacos que engatam com a corrente estendendo-se a partir do membro de alavanca até a roldana a fim de tracionar a corrente e puxá-la para cima através do mecanismo de batente de corrente para ou aumentar a tração na corrente entre o mecanismo de batente de corrente e o leito marinho ou, retirando a carga do mecanismo de batente de corrente permitindo que ele seja liberado, para diminuir a tração permitindo que a corrente passe para baixo através do mecanismo de batente de corrente.

[006] Constatou-se, porém, um problema com o conjunto em que, quando a unidade de tracionador de corrente compensa a carga sobre a corrente, concentrações de tensão indesejáveis podem se formar na corrente. Uma vez que a unidade de tracionador de corrente está em uma posição fixa em relação ao suporte a corrente pode não mais se estender em um trajeto substancialmente reto entre o ponto em que ela é suportada (isto é, a unidade de tracionador de corrente) e o leito marinho. Adicionalmente, a corrente pode não mais se estender em um trajeto reto a partir da unidade de tracionador de corrente e o membro de alavanca o que pode tornar difícil desengatar o tracionador de corrente e/ou causar dano ao membro de alavanca. Estes problemas causam desgaste adicional sobre a corrente, levando potencialmente à sua falha prematura.

[007] Modalidades da presente invenção foram preparadas levando em consideração estes problemas.

Sumário da Invenção

[008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é previsto um conjunto conector de atracação compreendendo: um corpo disposto para ser pivotavelmente montado em uma estrutura a ser atracada para movimento em torno de um eixo pivô, pelo menos uma parte do corpo estendendo-se abaixo do eixo pivô quando assim montado e orientado para uso, e um batente montado na parte do corpo que se estende abaixo do eixo pivô em uso e operativo para reter um cabo de atracação em relação ao corpo, em que o corpo é configurado para receber um tracionador para tracionar um cabo de atracação retido pelo batente de modo tal que o tracionador solicita o cabo em um ponto que está abaixo do eixo pivô quando o corpo é orientado para uso.

[009] Uma vez que tanto o batente quanto o tracionador são dispostos para reter um cabo de atracação em um ponto por baixo do eixo pivô em uso, quando tração é mantida no cabo ou pelo batente ou tracionador, essa tração vai fazer o corpo pivotar em torno do eixo pivô de modo que o cabo é substancialmente reto. Isto reduz as concentrações de tensão no cabo.

[0010] A parte do corpo que se estende abaixo do eixo pivô em uso pode ser configurada para receber um tracionador, em particular ela pode compreender uma formação e/ou acessório para suportar um tracionador. O corpo pode ser configurado para receber um tracionador em uma posição entre o batente e o eixo pivô quando o corpo é orientado para uso.

[0011] O corpo pode ser um membro alongado. O corpo pode ser um tubo.

[0012] Uma extremidade do membro alongado pode ser disposta para ser pivotavelmente montada em uma estrutura. O batente pode ser montado na extremidade oposta do corpo.

[0013] O corpo pode definir um espaço interno através de que um cabo de atracação se estende, em uso. Quando o corpo compreende um tubo, o cabo pode se estender através do tubo.

[0014] O corpo pode compreender uma ou mais aberturas para dentro do espaço interno através de que um tracionador pode se estender em uso. A ou cada abertura pode ser uma fenda alongada.

[0015] Uma ou mais estruturas de gestão de cabos podem ser montadas no corpo. Uma estrutura pode ser uma roldana, roda ou cursor para guiar a extremidade livre do cabo de atracação estendendo-se a partir do batente ou de um tracionador. O cabo pode ser uma corrente. Neste caso o corpo pode compreender superfícies definindo um espaço cruciforme através de que a corrente pode se estender. O batente pode ser um batente de corrente.

[0016] O conjunto conector de atracação pode compreender ainda um montante para ser montado em uma estrutura a ser atracada e o corpo pode ser pivotavelmente montado no montante. Um dentre o corpo e o montante pode compreender um ou mais munhões e o outro um ou mais mancais para receber o ou cada munhão. O montante pode ser disposto para ser pivotavelmente montado em uma estrutura a ser atracada. O montante pode ser disposto para pivotar através de um primeiro eixo em relação à estrutura e o corpo pode ser disposto para pivotar através de um segundo eixo em relação ao montante. O primeiro e o segundo eixos podem ser substancialmente perpendiculares.

[0017] Um tracionador do cabo pode ser montado no conjunto conector e disposto para tracionar um cabo de atracação retido pelo batente solicitando o cabo em um ponto que está abaixo do eixo pivô quando o corpo é orientado para uso. O tracionador do cabo pode ser um macaco de corrente.

[0018] De acordo com outro aspecto da invenção é prevista uma boia submarina tendo um conjunto conector de acordo com o primeiro aspecto da invenção montado na mesma.

Descrição Detalhada da Invenção

[0019] A fim de que a invenção possa ser mais claramente entendida, uma modalidade da mesma será agora descrita, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo, em que:

[0020] A figura 1 mostra parte de uma boia submarina equipada com conjuntos conectores de atracação;

[0021] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um dos conjuntos conectores de atracação da figura 1;

[0022] A figura 3 é uma elevação de extremidade do conjunto da figura 2;

[0023] A figura 4 é uma vista em planta do conjunto da figura 2;

[0024] A figura 5 é uma elevação lateral parcialmente destacada do conjunto da figura 2;

[0025] A figura 6 é uma vista em perspectiva de parte do conjunto da figura 3 com a corrente removida;

[0026] A figura 7 é uma vista em planta do aparelho da figura 6;

[0027] A figura 8 é uma vista em perspectiva de um tracionador de corrente;

[0028] A figura 9 é uma vista de extremidade do tracionador de corrente da figura 8;

[0029] A figura 10 é uma vista correspondente à figura 2 com o tracionador de corrente montado no conjunto conector de atracação; e

[0030] A figura 11 é uma vista de extremidade do aparelho mostrado na figura 10.

[0031] Na sequência, os termos para cima, para baixo, topo, base e termos similares são usados para descrever o aparelho na orientação em que ele é ilustrado nas figuras 2 a 11 dos desenhos, mas não são destinados a ser de outro modo limitativos. Em uso, o aparelho irá tipicamente adotar a orientação mostrada na figura 1.

[0032] Com referência aos desenhos, uma boia submarina 1 ou outra estrutura à meia água (que pode tomar qualquer forma apropriada) é presa em posição em relação ao leito marinho por uma pluralidade de correntes de atracação 2. As correntes de atracação estendem-se a partir de ancoragens apropriadas sobre o ou perto do leito marinho (não mostrado) para conjuntos conectores de atracação 3 montados na boia.

[0033] Cada conjunto conector de atracação compreende um pino pivô geralmente cilíndrico 4. O pino pivô 4 é montado em um lado da boia, em uma orientação ereta, por uma série (cinco na modalidade ilustrada) de placas 5 espaçadas regularmente ao longo de parte do comprimento do pino. As placas 5 circundam o pino 4, a que elas são soldadas ou fixadas de outro modo, e têm uma borda que se conjuga com a superfície externa da boia e é soldada ou fixada de outro modo na boia de modo a montar o pino pivô em uma posição espaçada da superfície da boia com o pino estendendo-se tanto acima da placa a mais superior 5 quanto abaixo da placa a mais inferior.

[0034] Um montante 6 é pivotavelmente montado no pino 4 para rotação parcial em torno do pino. O montante compreende um par inferior de braços 7 que se estendem em geral horizontalmente para fora de um mancal montado na parte do pino 4 que se projeta abaixo das placas de montagem 5, e um par superior de braços 8 que formam estribos de tração estendendo-se diagonalmente a partir de um mancal montado na parte do pino 4 que se projeta acima das placas de montagem 5 para uma posição perto da extremidade livre dos braços inferiores 7. Um par de mancais dispostos em geral horizontalmente 9 são previstos na extremidade livre dos braços inferiores 7.

[0035] Um tubo descendente alongado 10 é suspenso a partir do montante. Munhões 11 são previstos sobre lados opostos do tubo descendente próximo de sua extremidade de topo e recebidos nos mancais 9 sobre o montante 6 assim permitindo que o tubo descendente pivote em torno de eixo horizontal em relação ao montante 6. Um suporte de corrente12 é montado fora da extremidade de topo do tubo descendente 10 de modo que, em uso, ele se estende entre os dois braços inferiores 7 do montante 6. O suporte de corrente prevê duas superfícies convexas arqueadas espaçadas, paralelas 13 estendendo-se a partir de logo dentro do topo do tubo descendente 10 afastando-se radialmente do eixo do tubo descendente em um plano vertical. As superfícies estendem-se através de aproximadamente 180 graus. Diametralmente oposto a estas superfícies 13 dentro do topo do tubo descendente 10 está um segundo par de superfícies de suporte de corrente arqueadas, convexas 14 que espelham as superfícies 13.mas estendem-se através de um ângulo menor. Dentro do tubo descendente as quatro superfícies 13, 14 definem um espaço cruciforme através de que, em uso, a corrente de atracação se estende.

[0036] Duas fendas alongadas diametralmente opostas 15 são formadas através da parede do tubo descendente. As fendas se estendem paralelas ao eixo do tubo descendente a partir de uma posição abaixo do suporte de corrente 12 até uma posição a cerca de meio caminho ao longo do comprimento do tubo descendente. Cada fenda 15 é posicionada por baixo de um dos munhões 11.

[0037] Duas hastes de guia substancialmente paralelas espaçadas 16 são montadas na superfície exterior do tubo descendente 10, espaçadas da superfície do tubo descendente e estendendo-se geralmente paralelas ao eixo do tubo descendente a partir de uma posição abaixo das fendas alongadas 15 até uma posição espaçada acima da base do tubo descendente.

[0038] Um batente de corrente de resolução de elo de uma corrente 17 é montado na base do tubo descendente. O batente de corrente 17 é de um tamanho maior do que o diâmetro do tubo descendente e a superfície superior do batente de corrente suporta dois pinos de posicionamento 18.

[0039] O batente de corrente 17 compreende garras de corrente que são dispostas para permitir que a corrente 2 passe através do batente para cima para dentro do tubo descendente 10, mas não passe no sentido reverso. O batente de corrente 17 compreende uma alavanca de liberação 19 que é operável para liberar as garras de corrente (quando a carga da corrente tiver sido removida deles) para permitir que corrente passe para baixo através do batente para fora do tubo descendente.

[0040] Em uso, uma corrente de atracação 2 estende-se a partir de um ponto de ancoragem para cima através do batente de corrente 17, através do tubo descendente 10, para fora do topo do tubo descendente e sobre o suporte de corrente 12 com sua extremidade livre pendendo para baixo a partir do suporte de corrente 12. Como o batente de corrente impede que a corrente passe para baixo para fora do tubo descendente 10, ele mantém a corrente sob tração entre o conjunto conector de atracação e o ponto de ancoragem. Mancais 9 sobre o montante e os mancais sobre os pinos pivôs 4 permitem que o tubo descendente pivote em torno de dois eixos substancialmente perpendiculares com tração na corrente, de modo que a corrente mantém um trajeto substancialmente reto entre o ponto de ancoragem e o batente de corrente. A massa da extremidade livre da corrente 2 pendendo a partir do suporte de corrente 12 mantém a região de corrente entre o batente de corrente 17 e o suporte de corrente 12 sob tração, mas muito menos tração do que a região se estendendo a partir do batente de corrente 17 até o ponto de ancoragem. A corrente 2 é retida em uma posição de rotação fixa em relação ao tubo descendente 10 pelo batente de corrente 17, e na mesma posição de rotação fixa em relação ao tubo descendente pelo espaço cruciforme formado pelas superfícies de suporte da corrente 13 e 14 no topo do tubo descendente 10, com o resultado de que a corrente dentro do tubo descendente 10 é suportada em uma orientação de rotação fixa em relação ao tubo descendente.

[0041] Quando é desejado ajustar a tração na corrente, um tracionador de corrente 20 é implementado. O tracionador de corrente compreende um corpo 21 disposto para ser montado sobre o tubo descendente 10, engatando com as hastes de guia 16 e localizando-se sobre os pinos de posicionamento 18 sobre o batente de corrente 17. O corpo é equipado com manípulos de retenção 22 para facilitar sua manipulação por um ROV (veículo remotamente operado). O corpo também compreende uma conexão de potência elétrica 23, uma conexão de comunicação de dados por fibra óptica 24 para controle e comunicação de instrumentação com o tracionador, um receptáculo de união a alta pressão 25 para cancelamento de emergência, assim como válvulas operáveis por ROV 26 para funções de cancelamento. O corpo compreende ainda um par de cilindros de elevação hidráulicos 27, cujos pistões são conectados a aríetes conectados a garras de corrente 28, que são pivotavelmente montadas em um garfo 29. Um cilindro hidráulico adicional 30 é montado no garfo 29 e é operável para mover as garras de corrente 28 entre posições estendidas e retraídas. Um par de cilindros hidráulicos adicionais 31 é montado na direção da base do corpo, disposto para operar a alavanca de liberação do batente de corrente 19 quando o tracionador é montado sobre o tubo descendente.

[0042] Em uso, o tracionador 20 é montado, como mostrado nas figuras 10 e 11, sobre o tubo descendente de um conjunto conector de atracação, com a base do corpo 21 do tracionador localizando-se sobre os pinos de posicionamento 18 sobre o batente de corrente. Isto coloca os cilindros hidráulicos 31 adjacentes à alavanca de liberação do batente de corrente. Isto também coloca o garfo 29 adjacente ao tubo descendente de modo que as garras de corrente 28 se situam adjacentes à base das fendas alongadas 15 formadas no tubo descendente 10. São feitas conexões à potência 23 e conexões de comunicação 24 a partir de um umbilical, ou via um ROV, para um ponto de controle para possibilitar operação do tracionador.

[0043] Para tracionar a corrente de atracação, o cilindro 30 é ativado para mover as garras de corrente 28 nas suas posições estendidas em que elas se estendem para dentro das aberturas alongadas 15 no tubo descendente e contatam a corrente que corre no tubo descendente. Os cilindros de elevação 27 são então operados, fazendo o garfo 29 se mover a partir de sua posição original a mais próxima do corpo 21 do tracionador como mostrado na figura 10 para uma posição estendida, mostrada na figura 11. À medida que o garfo 29 se move as garras de corrente 28 engatam com um elo da corrente e levantam e puxam a corrente através do batente de corrente 17 e do tubo descendente 10. Quando um (ou mais, como desejado e na medida em que o curso dos cilindros de elevação e o tamanho da corrente permitem), elo(s) de corrente 2 foi(foram) puxado(s) através do batente de corrente, os cilindros de elevação são retraídos. À medida que os cilindros retraem a corrente vai mais uma vez ser suportada pelo batente de corrente 17 com as garras do batente de corrente suportando um elo da corrente abaixo de que que ele era previamente suportado.

[0044] Para afrouxar a corrente de atracação 2, os cilindros de elevação são parcialmente estendidos antes das garras de corrente 28 serem movidas para a posição estendida. Os cilindros de elevação são, então, ainda mais estendidos, o suficiente para retirar a carga da corrente 2 do batente de corrente 17. Então, os cilindros 31 são operados para mover uma alavanca de liberação do batente de corrente para mover as garras de corrente do batente de corrente distante do trajeto da corrente, depois do que os cilindros de elevação são retraídos para um ponto abaixo seu ponto de partida permitindo que a corrente passe para baixo através do batente de corrente. A alavanca de liberação de batente de corrente é então liberada permitindo que as garras de corrente do batente de corrente se movam de volta para dentro do trajeto da corrente, e os cilindros de elevação retraídos permitindo ainda que tração na corrente seja novamente compensada pelo batente de corrente. No caso em que as garras do batente de corrente vão agora suportar a corrente por um elo acima de que a corrente eras previamente suportada.

[0045] Depois das operações tanto de tracionar quanto de afrouxar as garras de corrente sobre o garfo podem ser movidas para posição retraída para possibilitar que o tracionador de corrente seja removido do conjunto de atracação.

[0046] Durante as operações de tanto tracionar quanto afrouxar a corrente é por um tempo suportada pelas garras de corrente do tracionador, ao invés de ser pelo batente de corrente. Por toda a operação, todavia, a corrente mantém um trajeto substancialmente reto a partir do leito marinho até o batente de corrente à medida que corrente é sempre suportada a partir de ponto abaixo dos eixos em torno de que o tubo descendente pode pivotar. Portanto a tração na corrente continua a alinhar o tubo descendente de maneira tal que a corrente adota um trajeto substancialmente reto. Isto evita concentrações de tensão na corrente, prolongando a vida da corrente.

[0047] A modalidade acima é descrita a título de exemplo apenas. Muitas variações são possíveis sem sair do escopo da invenção, como definida pelas reivindicações em anexo.

Claims (11)

1. Conjunto conector de atracação (3) compreendendo: um montante (6) disposto para ser montado em uma estrutura (1) a ser atracada; um tubo (10) pivotavelmente montado no montante (6) para movimento em torno de um eixo pivô, pelo menos uma parte do tubo (10) estendendo-se abaixo do eixo pivô quando assim montado e orientado para uso, e um batente (17) montado na parte do tubo (10) que se estende abaixo do eixo pivô em uso e operativo para reter um cabo de atracação (2) em relação ao tubo (10), caracterizado pelo fato de que o tubo (10) é configurado para receber um tracionador (20) para tracionar um cabo de atracação (2) retido pelo batente (17) de modo tal que o tracionador (20) solicita o cabo em um ponto que está abaixo do eixo pivô quando o tubo (10) é orientado para uso.

2. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte do tubo (10) que se estende abaixo do eixo pivô em uso é configurada para receber o tracionador (20).

3. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tubo (10) é configurado para receber um tracionador (20) em uma posição entre o batente (17) e o eixo pivô quando o tubo (10) é orientado para uso.

4. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma extremidade do tubo (10) é disposta para ser pivotavelmente montada em uma estrutura, e o batente é montado na extremidade oposta do tubo (10).

5. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tubo (10) define um espaço interno através de que um cabo de atracação (2) se estende, em uso.

6. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tubo (10) compreende uma ou mais aberturas (15) para o espaço interno através de que um tracionador (20) pode se estender em uso.

7. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma estrutura de gestão de cabo é montada no tubo (10).

8. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o batente (17) é um batente de corrente.

9. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o montante (6) é disposto para ser pivotavelmente montado em uma estrutura (1) a ser atracada.

10. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ter um tracionador (20) montado sobre o mesmo disposto para tracionar um cabo de atracação (2) retido pelo batente (17) solicitando o cabo em um ponto que está abaixo do eixo pivô quando o tubo (10) é orientado para uso.

11. Conjunto conector de atracação (3) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o tracionador (20) do cabo é um macaco de corrente.