BR112018073974B1 - Compensador de levantamento em linha transportável - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um compensador de levantamento em linha transportável (100) provido com dispositivos de conexão (19) para suspender o compensador (100) a partir de um dispositivo de suporte de carga e um dispositivo de conexão (19) para conduzir uma carga útil (101), onde o compensador (100) compreende uma parte de compensador de levantamento passiva e possivelmente uma parte de compensador de levantamento ativa, e sendo provido como um arranjo de sensor, onde o compensador (100) adicionalmente compreende pelo menos um atuador (10), que é horizontalmente orientado em operação e compreende uma haste de pistão de atuador (13) com um curso horizontal indiretamente conectado a um meio de corda (18), onde o meio de corda (18) em uma extremidade, através de um dispositivo de conexão (19), tal como um olhal, é conectado a pelo menos uma embarcação (102) na superfície do mar ou uma carga útil (101), que incorpora um dispositivo com uma superfície curva onde o meio de corda é suspenso para converter os movimentos verticais da embarcação (102) ou carga útil (101) em movimentos horizontais da haste de pistão de atuador (13) que compensam a carga (101).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um compensador de levantamento em linha transportável que é uma ferramenta de instalação projetada para compensar movimento de levantamento vertical durante instalações/elevações de carga útil em um ambiente offshore. A fonte de levantamento vertical é tipicamente induzida por ondulações que fazem com que objetos flutuantes, como embarcações e barcaças de instalação, mas não limitados às mesmas, se movam verticalmente para cima e para baixo. O compensador de levantamento em linha transportável é projetado para operar no ar e na água. O compensador de levantamento em linha transportável é uma ferramenta em linha que combina os princípios de isolamento de molas e que pode ser usada como um controle de cilindro ativo a fim de gerar um efeito de compensação eficiente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A ferramenta poderá operar como um dispositivo tradicional de amortecimento de molas de gás sobre fluido hidráulico, se o controle ativo apresentar defeito. Durante a construção offshore, estruturas altas e pesadas têm que ser abaixadas por embarcações de trabalho de alto custo com grandes guindastes de alta capacidade de carga. As estruturas têm que ser levantadas de objetos fixos ou flutuantes e colocadas em locais fixos ou flutuantes, na superfície ou submarinas. Movimentos irregulares de navios de trabalho, barcaças e embarcações de abastecimento gerados por ondulação e vento podem ser muito aumentados pela lança de guindaste, de modo que mesmo com ondulação média é difícil ou impossível transportar pelo guindaste estruturas sensíveis durante movimentos violentos do navio e do guindaste e abaixá-las no fundo do mar. Uma vez que os custos diários de operação com navios de trabalho são muito altos, cada atraso causa enormes custos adicionais. Portanto, há uma forte demanda para executar os respectivos trabalhos também em condições climáticas menos favoráveis e com ondulação média sem danificar as estruturas a serem movidas. Os dispositivos de compensação da técnica anterior, tais como compensadores de levantamento ativos montados em guindaste, apresentam um custo de capital muito alto e apresentam várias deficiências, onde as maiores são nenhuma mobilidade, desempenho insuficiente no cruzamento da zona de respingo, fadiga do cabo de aço, falta de sistemas de apoio passivos, alta demanda de energia e falta de modelos para elevadores pesados.

[0003] Há muitos compensadores de levantamento ativos (AHC) e passivos (PHC) da técnica anterior, como, por exemplo, os documentos US 20080251980, US20150362039 e US 20080105433. A principal diferença entre a invenção e as unidades PHC tradicionais é a de que a invenção usa um tambor equipado com um ou mais meios de corda como o meio de extensão de comprimento, enquanto um PHC tradicional usa um atuador hidráulico como o meio de extensão de comprimento. Comparado ao AHC, uma das diferenças entre a técnica anterior e a invenção é, por exemplo, a de que o compensador de levantamento em linha transportável é um compensador transportável para uso em linha com um sistema de apoio passivo para avanço submarino com a carga útil instalada. Compensadores ativos tradicionais frequentemente não apresentam um sistema de apoio passivo e sempre se encontram na superfície em uma embarcação.

[0004] No documento US 3743429 A é descrito um aparelho para manter uma tensão constante em um cabo. O aparelho compreende uma montagem de cilindro/pistão, um tambor, espiralmente formado para manter a tensão no cabo independente da posição do pistão, e uma cremalheira e pinhão como um meio para converter deslocamentos longitudinais do pistão em rotação do tambor de cabo.

[0005] No documento GB 2187159 A é descrito um aparelho de elevação com blocos de roldana e compensadores conectados a um dos blocos de roldana para impedir a transmissão de movimentos, como movimentos de onda, do bloco para a carga transportada. Uma montagem de pistão-cilindro de reforço acionado por fluido é interconectada com o compensador para permitir que cargas maiores sejam transportadas para a mesma faixa de movimento do compensador.

[0006] No documento US 2015/129529 A1 é descrito um aparelho de elevação marinho com compensação de levantamento ativa incluindo um chassi principal, uma montagem de acionamento com uma coluna de elevação compreendendo uma cremalheira de engrenagem, um pinhão, e um motor. Um circuito de controle comanda o conjunto de acionamento para fazer com que a coluna de elevação translade no movimento de levantamento detectado por um sensor.

[0007] Comparado ao AHC, uma das diferenças entre a técnica anterior e a invenção é, por exemplo, a de que o compensador de levantamento em linha transportável é um compensador móvel para uso em linha com um sistema de apoio passivo para avanço submarino com a carga útil instalada. Compensadores ativos tradicionais frequentemente não apresentam um sistema de apoio passivo e sempre se encontram na superfície em uma embarcação.

[0008] As desvantagens principais da técnica anterior são: alto custo de capital em equipamentos permanentemente instalados (ou seja, não móveis) que são muitas vezes necessários apenas algumas semanas por ano, altos custos de instalação, altos custos de manutenção (especialmente relacionados à fadiga em cabos de aço do guindaste), baixo desempenho no cruzamento da zona de respingo devido à dinâmica rápida, baixo desempenho por curtos períodos de onda devido à dinâmica rápida, proteção de ressonância deficiente, alta demanda de energia e falta de modelos existentes para elevadores pesados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] As principais características da presente invenção são apresentadas na reivindicação independente. Características adicionais da invenção são apresentadas nas reivindicações dependentes.

[0010] O compensador de levantamento em linha transportável é basicamente um compensador de levantamento passivo que é tradicionalmente uma ferramenta em linha, com um componente ativo acrescentado opcional para aumentar o desempenho. O compensador de levantamento em linha transportável consiste em um ou mais atuadores conectados a um ou mais acumuladores de gás, que poderiam ser acumuladores de duplo efeito que são adicionalmente conectados a um ou mais tanques de gás.

[0011] O compensador de levantamento em linha transportável é naturalmente compensado em profundidade e permite o uso eficiente de bombas disponíveis para o controle de atuador ativo. Influências como variações de temperatura e variações de carga são controladas pelo sistema de compensação ativo.

[0012] O controle ativo do atuador é usado para compensar o movimento de levantamento. O controle ativo é controlado por sensores, onde os mais importantes são o sensor de posição de sensor ou ângulo de tambor, o acelerômetro e o sensor de velocidade do cabo de aço, isto é, por meio de um computador, que permitem que o compensador aumente ou reduza a pressão do gás em tanques e acumuladores individualmente pelo uso, isto é, de válvulas de controle, impulsionadores de gás, intensificadores de pressão, etc. Informação acerca da velocidade do cabo de aço é transferida para o compensador por meio de sinais sem fio enquanto o compensador está no ar e por meio de transmissão acústica enquanto ele está submerso.

[0013] O compensador de levantamento em linha transportável pode operar em diversos modos diferentes com rigidez variável e amortecimento com ou sem o controle ativo do atuador e com ou sem o controle ativo dos níveis de pressão nos vários volumes de gás. O compensador de levantamento em linha transportável é energeticamente eficiente devido ao fato de a parte passiva do compensador conduzir toda a carga do peso de carga útil e o(s) motor(es) hidráulico(s) ativamente controlado(s) apenas tem(têm) que compensar os efeitos de compressão de gás e atrito, que é tipicamente no máximo 15% da força comparada à força estática, e geralmente muito menor. A regeneração de energia é também usada de modo que apenas atrito bem como vazamento de óleo e perdas mecânicas na bomba hidráulica contribuam para o consumo de energia. Quando o controle ativo do atuador não se fizer necessário, o compensador de levantamento em linha transportável poderá usar o sistema ativo para carregar o conjunto de baterias interno. Além disso, a comunicação acústica submarina e a comunicação sem fio de superfície permitem o controle e o monitoramento do compensador, sensores de bordo permitindo que o usuário verifique o desempenho após o término de uma elevação.

[0014] A invenção apresenta as seguintes vantagens em comparação com a técnica anterior: uma construção móvel, um menor custo para a mesma capacidade, como bom desempenho por longos períodos de onda e melhor desempenho por curtos períodos de onda, um excelente desempenho de cruzamento da zona de respingo, bem adequado para proteção de ressonância, um menor desgaste do cabo aço, um baixo consumo de energia, menor exigência de altura de elevação, nenhum levantamento necessário.

[0015] Principais características deste pedido de patente, que são novas em comparação com as aplicações anteriores: - Design horizontal - Maior curso versus altura de suspensão exigida - Nenhum levantamento necessário do compensador (da horizontal para a vertical) - Compensação de profundidade passiva mais simples - Novo design de acumulador, construção mais eficiente e custo mais baixo

[0016] O novo design de atuador permite a construção horizontal do compensador, que confere dois grandes benefícios. Um, o alongamento do compensador pode ser longo sem aumentar o efetivo comprimento vertical do compensador. Dois, o levantamento problemático do compensador da posição horizontal no convés da embarcação para a posição vertical (suspenso no gancho do guindaste) é eliminado quando estiver pronto para ser levantado em linha reta a partir do convés da embarcação. Também é digno de nota que uma compensação de profundidade passiva muito simples, eficaz e de baixo custo pode ser usada com este design de atuador. O design aperfeiçoado do acumulador de gás permite uma construção mais simples a um custo mais baixo em comparação com a técnica anterior.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 mostra como o tambor com um meio de corda, a cremalheira e o pinhão e os pistões do atuador são conectados. A maior parte dos outros detalhes é deixada de fora.

[0018] A Figura 2 mostra uma versão mais detalhada do compensador de levantamento em linha transportável, com um design de dois tambores, acumuladores e tanques não mostrados.

[0019] A Figura 3 mostra uma vista de topo de um compensador de levantamento em linha transportável de dois tambores, sem acumuladores e tanques.

[0020] A Figura 4 mostra um esquema de um compensador de levantamento em linha transportável passivo.

[0021] A Figura 5 mostra um esquema de um compensador de levantamento em linha transportável ativo.

[0022] A Figura 6 mostra um tambor de compensador de levantamento em linha transportável com diâmetro variável.

[0023] A Figura 7 mostra o atuador de um design baseado em compressão com roldanas horizontalmente montadas na haste do atuador, visto a partir de um plano horizontal. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados.

[0024] A Figura 8 mostra o atuador de um design baseado em tensão com roldanas horizontalmente montadas na haste do atuador, visto a partir de um plano horizontal. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados.

[0025] A Figura 9 mostra o atuador de um design baseado em compressão com roldanas horizontalmente montadas na haste do atuador, visto a partir de um plano vertical. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados.

[0026] A Figura 10 mostra um circuito hidráulico simplificado para um sistema baseado em compressão.

[0027] A Figura 11 mostra um circuito hidráulico simplificado para um sistema baseado em tensão.

[0028] A Figura 12 mostra o atuador de um design baseado em compressão com roldanas horizontalmente montadas nos cilindros, visto a partir de um plano horizontal. A vantagem em comparação com a montagem vertical é uma menor exigência de altura de elevação e nenhum levantamento necessário. Os designs baseados em compressão também permitem designs mais compactos (possível utilizar mais do cilindro de atuador). Tanques e acumuladores de gás não são mostrados. Nota-se que o arranjo de roldana poderia ser ligeiramente modificado para tornar os dois cabos de aço colineares.

[0029] A Figura 13 mostra o atuador de um design baseado em compressão com roldanas horizontalmente montadas nos cilindros, visto a partir de um plano vertical. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados. Nota-se que a posição da roldana se dá para fins ilustrativos apenas e pode ser colocada mais alta ou mais baixa, sendo também possível ter um bloco de roldana na conexão de carga útil, caso desejado.

[0030] A Figura 14 mostra o atuador de um design baseado em tensão com roldanas verticalmente montadas nos cilindros, visto a partir de um plano horizontal. Os designs baseados em tensão podem usar hastes de pistão menores, que custam menos, devido a nenhum efeito de deformação. Também a compensação de profundidade tem um custo menor neste tipo de design pelo mesmo motivo. A desvantagem é uma maior necessidade de espaço horizontal. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados. Nota-se que o arranjo de roldana poderia ser ligeiramente modificado para tornar dos dois cabos de aço colineares.

[0031] A Figura 15 mostra o atuador de um design baseado em tensão com roldanas de múltiplas quedas verticalmente montadas nos cilindros, visto a partir de um plano horizontal. Os designs de múltiplas quedas podem aumentar o comprimento de alongamento sem aumentar o comprimento horizontal. Tanques e acumuladores de gás não são mostrados. Nota-se que o arranjo de roldana poderia ser ligeiramente modificado para tornar os dois cabos de aço colineares.

[0032] A Figura 16 mostra o atuador de um design baseado em tensão com roldanas verticalmente montadas nos cilindros, visto a partir de um plano vertical. São mostradas pernas de suporte bem como pontos de elevação. Nota-se a posição da roldana se dá para fins ilustrativos apenas e pode ser colocada mais alta ou mais baixa, sendo também possível ter um bloco de roldana na conexão de carga útil, caso desejado.

[0033] A Figura 17 mostra um atuador compensado em profundidade. A compensação de profundidade é realizada pela haste traseira, que tem o mesmo diâmetro da haste de pistão.

[0034] A Figura 18 mostra um circuito hidráulico simplificado para um sistema baseado em compressão. Nota-se que o atuador é simplificado a um cilindro.

[0035] A Figura 19 mostra um circuito hidráulico simplificado para um sistema baseado em tensão. Nota-se que o atuador é simplificado a um cilindro.

[0036] A Figura 20 mostra uma colocação do compensador de levantamento em linha transportável em uma elevação de topo, onde ele fica localizado bem acima de uma carga útil localizada em uma barcaça.

[0037] A Figura 21 mostra uma colocação do compensador de levantamento em linha transportável em uma elevação submarina, onde ela fica localizada bem acima de uma carga útil, que é simbolizada com um retângulo.

[0038] A Figura 22 é uma ilustração de um compensador de levantamento ativo da técnica anterior, permanentemente instalado na parte de cima.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[0039] A seguinte seção irá descrever como um compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a presente invenção, opera durante diferentes fases de uma elevação submarina offshore. É mostrada uma possível aplicação onde é assumido que uma carga útil (101) está inicialmente em uma barcaça (103) próxima a uma embarcação de instalação (102), conforme mostrado na Figura 20. A carga útil (101) tem que ser recuperada pela embarcação (102). Depois, a carga útil (101) precisa cruzar a zona de respingo. Em seguida, há uma queda da carga útil (101) em águas mais profundas, e, finalmente, o pouso da carga útil (101) no fundo do mar (106), conforme mostrado na Figura 21. Aqui, a carga útil (101) deve estar em repouso com relação ao fundo do mar (106).

[0040] Existem diferentes requisitos para funcionalidade durante as diferentes fases da operação de elevação. Durante a primeira fase, que é a elevação da carga útil (101), esta está localizada em uma barcaça flutuante (103), a partir de uma embarcação flutuante (101), sendo benéfico que o compensador de levantamento em linha transportável (100) possa compensar o movimento de tal maneira que o relativo movimento entre a parte inferior do compensador de levantamento em linha transportável (100) e o convés da barcaça (103) seja zero, exceto para o enrolamento do guincho. Esta funcionalidade requer três coisas: 1. Velocidade do convés da barcaça (103) 2. Velocidade do gancho do guindaste 3. Velocidade do guincho (isto é, velocidade de enrolamento do cabo de aço)

[0041] O primeiro requisito é controlado por uma unidade de referência de movimento (MRU) sem fio (105), colocada no convés da barcaça (103), preferivelmente próximo à carga útil (101). O segundo requisito é controlado por um acelerômetro dentro do compensador de levantamento em linha transportável (100), ou por uma MRU (104) localizada na embarcação (102) ou no guindaste. O requisito final é normalmente conferido pelo computador de guindaste, e é transferido sem fio enquanto no ar ou por meio de sinais acústicos enquanto submerso, para o compensador de levantamento em linha transportável (100).

[0042] Com base na informação acima, o computador integrado no compensador de levantamento em linha transportável (100) é capaz de controlar o atuador (10) de tal maneira que o relativo movimento entre a parte inferior do compensador de levantamento em linha transportável (100) e o convés da barcaça (103) fique próximo a zero enquanto que o guincho do guindaste que não está enrolando o cabo de aço. O computador levará em conta o enrolamento para não ocasionar nenhum atraso para o operador do guindaste.

[0043] Depois da conexão e da elevação bem sucedidas da carga útil (101) do convés da barcaça (103), a carga útil (101) tem que cruzar a zona de respingo (isto é, a fronteira entre o ar e o mar), onde se aplicam diferentes requisitos. Esta fase é caracterizada por dinâmica rápida, onde ocorrem forças imprevisíveis provenientes de impactos e de empuxos, e é bem adequada a um compensador de levantamento passivo, que é basicamente o compensador de levantamento em linha transportável (100). O controle do atuador ativo (10) é desativado, a rigidez e o amortecimento são ajustados para as melhores configurações possíveis com o uso de válvulas de controle (CV). Durante o efetivo cruzamento da zona de respingo, a posição de equilíbrio do atuador (10) tende a se mover para a posição interna, devido às forças de empuxo sobre a carga útil (101). Este efeito é compensado com o ajuste da pressão interna de gás em uma das seguintes formas: 1. Liberar gás para os arredores 2. Transferir gás do acumulador de gás (30, 70) para um tanque com menor pressão 3. Transferir gás do acumulador de gás (30, 70) para um tanque com maior pressão utilizando o impulsionador de gás (160).

[0044] O ajuste é realizado automaticamente pelo computador de bordo com base na mudança de posição de equilíbrio do atuador (10).

[0045] Em certa distância depois do cruzamento da zona de respingo, o compensador de levantamento em linha transportável (100) irá frequentemente comutar para um ajuste mais suave com menos amortecimento. Isto é feito para impedir a ressonância no arranjo de elevação. Se o sistema passivo sozinho não for suficiente para impedir a ressonância, então, o atuador (10) poderá ser travado pelas válvulas de controle de fechamento ou ativamente controlado pelo computador para impedir a ressonância.

[0046] A queda na temperatura durante o transporte de águas rasas para águas mais profundas influencia a posição de equilíbrio do atuador (10). A temperatura da água muitas vezes tende a diminuir à medida que o compensador de levantamento em linha transportável (100) é abaixado em águas mais profundas. Isto afeta o equilíbrio do atuador (10) devido ao fato de a pressão do gás em todos os volumes de gás ser reduzida devido à temperatura menor. O compensador de levantamento em linha transportável (100) compensa isto transferindo gás sob pressão maior de um dos tanques para o acumulador de gás (30) por meio das válvulas de controle ou de um tanque sob pressão menor para o acumulador de gás (30) por meio de o impulsionador de gás (160) ou intensificador de pressão (141) e válvulas de controle (CV). O segundo e frequentemente mais importante efeito é a crescente pressão da água.

[0047] Durante a fase final da operação de elevação, que é a fase de pouso, o controle do atuador ativo (10) é novamente ativado, por comandos acústicos, disparo da pressão da água ou por um ROV, para assegurar que haja uma relativa velocidade mínima entre a extremidade inferior do compensador de levantamento em linha transportável (100) e o fundo do mar (106). O computador de bordo usa o acelerômetro de bordo, o sensor de posição (90) ou o sensor de ângulo de tambor (91) bem como sinais acusticamente transmitidos da embarcação (102) em torno do enrolamento do cabo de aço para ativamente controlar o atuador (10) até um grau elevado de precisão e sem o atraso para o operador do guindaste. O sensor de pressão da água (indiretamente medindo a distância) pode ser também usado no aperfeiçoamento do sinal de controle.

[0048] A fonte de energia para o compensador pode ser um conjunto de baterias ou uma fonte de energia na embarcação conectados ao compensador por meio de um cabo umbilical.

[0049] Os esboços ou figuras mostrados se destinam a mostrar os princípios da invenção, onde numerosas variações com inúmeros acumuladores e tanques podem ser utilizadas a fim de obter os melhores resultados.

[0050] De acordo com uma concretização da invenção, um compensador de levantamento em linha transportável compreende no mínimo um tambor, no mínimo um primeiro atuador, que consiste em um cilindro e um pistão localizado dentro do cilindro e adaptado para movimento alternado um com relação ao outro, no mínimo uma cremalheira e pinhão, que liga entre si o tambor e o primeiro pistão, e converte o movimento rotacional do tambor e do pinhão em movimento linear da cremalheira e do primeiro pistão do atuador. A concretização adicionalmente compreende um meio de suporte para o tambor para permitir a rotação do tambor, um meio de estrutura/estrutura que liga o meio de suporte ao primeiro atuador, que são imóveis entre si, no mínimo um primeiro acumulador, que fluidamente conecta o primeiro atuador no lado da haste ou no lado do pistão, no mínimo um meio de corda conectado ao tambor em uma extremidade e um dispositivo de conexão na outra extremidade e no mínimo um segundo dispositivo de conexão conectado a um meio de corda ou a um ponto fixo no compensador.

[0051] Um acelerômetro (92) pode medir a posição do compensador de levantamento em linha transportável (100), cuja posição é afetada pelo movimento da embarcação (102). O(s) sensor(es) do ângulo do tambor (91) pode(m) medir o movimento da carga útil (101). Se a carga útil (101) não estiver em repouso, o meio para o transporte de fluido hidráulico (180) irá empurrar ou frear o pistão (42) no segundo atuador (40), de modo que o movimento líquido da carga útil (101) seja zero. Um meio de comunicação (145) transfere os sinais da embarcação em torno do enrolamento do guincho do guindaste para o compensador de levantamento em linha transportável (100), de modo que tais efeitos possam ser rapidamente incorporados nas ações do meio para o transporte de fluido hidráulico (108).

[0052] O compensador de levantamento em linha transportável (100) pode compreender um arranjo ou um meio de detecção, tal como, por exemplo, pelo menos um sensor de ângulo de tambor (91), mostrado com colocações alternativas na Figura 5, por exemplo, no tambor (16), no primeiro atuador (10), no segundo atuador (40), no primeiro acumulador (30) ou no intensificador de pressão (170). Com base nas medições diretas ou indiretas de pelo menos um destes sensores (91), juntamente com as medições de um acelerômetro (2) e/ou um sensor de pressão da água (93) e/ou um meio de comunicação (145), o compensador de levantamento em linha transportável (100) poderá calcular como um meio para o transporte de fluido hidráulico (180) deve operar para transportar fluido hidráulico entre um volume de fluido hidráulico no intensificador de pressão (170) e outro volume de fluido hidráulico no segundo acumulador (60) a fim de continuamente ter um relativo movimento zero líquido entre pelo menos o dispositivo de conexão (19) ou o fundo do mar (106).

[0053] Quando a carga útil (101) na barcaça (103) for conectada ao compensador de levantamento em linha transportável (100), o torque que atua sobre o tambor (16) será aumentado até quase conduzir a carga (cerca de 90% do peso estático) da carga útil (101). Quando desejado pelo operador do guindaste, um rápido aumento de pressão poderá ser realizado para rapidamente elevar (isto é, mais rápido do que a velocidade normal do guindaste) a carga útil (101) da barcaça (103) a fim de reduzir o risco de contato entre o convés da barcaça (103) e a carga útil (101) depois do levantamento, o aumento de pressão sendo executado pela injeção de gás de um segundo tanque (T2) ou com o uso do meio para o transporte de fluido hidráulico (180). A barcaça (103) é então realocada, e a carga útil (101) está pronta para cruzar a zona de respingo. Durante a fase de cruzamento da zona de respingo, o compensador de levantamento em linha transportável (100) opera em um modo passivo, sem qualquer controle ativo do tambor (16), exceto para ajustes de equilíbrio (ângulo de equilíbrio desejado (ou "curso") é preestabelecido) devido a distúrbios ambientais, tal como uma maior flutuabilidade e/ou mudança de temperatura. Depois do cruzamento da zona de respingo, a rigidez do compensador de levantamento em linha transportável (100) é reduzida com a conexão de um primeiro tanque (T1). Isto é crucial para prover uma boa proteção de ressonância. Durante a fase de abaixamento, a bomba (180) pode ser usada para carregar uma fonte de energia (144), adaptada para suprir o compensador de levantamento em linha transportável (100) com energia, utilizando o fluxo de fluido hidráulico no compensador de levantamento em linha transportável (100). O ângulo de equilíbrio (ou "curso") do tambor (16) é mantido por um meio para o transporte de gás (140) que ajusta a pressão dos diferentes volumes de gás no compensador de levantamento em linha transportável (100). O modo de fase de pouso é ativado com base na profundidade da água ou ativado por um ROV (o ROV acionando um comutador no compensador de levantamento em linha transportável (100).) Durante esta fase, o movimento de levantamento da carga útil (101) será próximo a zero, e poderá ser instalado com segurança. O movimento de levantamento é parcialmente compensado pela mola passiva (isto é, um volume de gás no primeiro acumulador (30), e um volume de gás no primeiro tanque (T1)), e parcialmente pelo meio do transporte de fluido hidráulico (180), que transfere fluido para dentro e para fora do segundo atuador (40) por meio de o intensificador de pressão (170).

[0054] O compensador de levantamento em linha transportável (100) é provido com dispositivos de conexão (19) para suspender o compensador (100) de um dispositivo de suporte de carga e um dispositivo de conexão (19) (19) para conduzir uma carga útil (101). O compensador (100) compreende uma parte de compensador de levantamento passiva e possivelmente uma parte de compensador de levantamento ativa, e é provido com um arranjo de sensor, onde o compensador (100) adicionalmente compreende pelo menos um atuador (10) que é horizontalmente orientado em operação e compreende uma haste de pinhão de atuador (13) com um curso horizontal indiretamente conectado a um meio de corda (18), com indiretamente sendo entendido que não é diretamente conectado à haste de pinhão, mas conectado por meio de um elemento que é conectado na extremidade da haste de pinhão, em uma roldana ou em um tambor que está em conexão com a haste de pinhão por meio de uma cremalheira e pinhão, onde o meio de corda (18) em uma extremidade, por meio de um dispositivo de conexão (19), tal como um olhal, é conectado a pelo menos uma embarcação (102) na superfície do mar ou uma carga útil (101), incorporando um dispositivo curvo/dispositivo com uma superfície curva onde o meio de corda é suspenso para converter os movimentos verticais da embarcação (102) ou carga útil (101) em movimentos horizontais da haste de pinhão de atuador (13) que compensam a carga (101). O compensador de levantamento em linha transportável (100) compreende uma parte ativa que é autossustentada e não conectada à embarcação (102). Com o termo "autossustentada" entende-se que o compensador apresenta uma parte ativa que não tem que ser acoplada à embarcação.

[0055] A Figura 1 ilustra como a rotação do tambor (16) é transformada em movimento linear por meio de uma cremalheira (14) e pinhão (15). A cremalheira (14) é conectada a pistões (12, 42) em cada extremidade. Os dois meios de corda (18) mostrados são conectados ao gancho do guindaste e à carga útil (101), respectivamente. O peso da carga útil (101) gera torque no tambor (16) que é transferido como uma força linear para a cremalheira (14) por meio de o pinhão (150). O "curso" aumentará quando o tambor (16) estiver girando no sentido anti- horário e reduzirá quando ele estiver girando no sentido horário. O(s) atuador(es) (10, 40) pode(m) ser providos com ou sem caixa de empanque; em qualquer caso, eles compensam a pressão da água, visto que eles tem uma área igual em cada haste (cremalheira (14)) ou pistão (12, 42) ou ambos. A pressão de um agente passivo ou ativo é aplicada ao(s) atuador(es) (10, 40) para neutralizar a força do torque do tambor (16).

[0056] A Figura 2 ilustra uma versão de dois tambores (16) do compensador de levantamento em linha transportável (100), vista a partir do lado, enquanto que a Figura 3 mostra uma versão de dois tambores (16) vista a partir do topo. Acumuladores, tanques e outras partes não são mostrados. A versão de dois tambores permite atingir o centro de gravidade no meio do compensador de levantamento em linha transportável (100) e não irá mudar com o ângulo do tambor (16). Dois atuadores (10, 40) são usados por tambor (16); contudo, parece possível usar apenas dois atuadores (10, 40) no total, se um pinhão extra (15) for usado para obter a direção rotacional correta (isto é, os tambores devem girar opostos entre si). O meio de corda (18) a partir dos tambores (16) são conectados entre si usando um meio de construção (81) e apresentam um dispositivo de conexão (19) ajustado de modo que manilhas possam ser conectadas. Um meio de construção (80) forma uma conexão rígida entre os atuadores (10, 40) e o meio de suporte (17) usado para suportar os eixos (83) do tambor (16). Se um "curso" longo não se fizer necessário, então, será possível conectar o gancho de guindaste ou a carga útil (101) ao dispositivo de conexão alternativo (82).

[0057] A Figura 4 mostra um esquema para um compensador de levantamento em linha transportável passivo (100). Para fins de simplicidade, apenas um tambor (16) é mostrado, embora possa ser usado mais. A rotação do tambor (16) no sentido horário faz com que um ou mais meios de corda (18) sejam enrolados no tambor (160) quando da aplicação de força ao dispositivo de conexão (19). Um pinhão (15) é conectado ao tambor (16) e converte movimento rotacional do tambor (160) em movimento linear da cremalheira (14). A cremalheira (14), por sua vez, é conectada a dois pistões (12, 42) localizados dentro dos dois atuadores (10, 40). O lado do pistão em um atuador deve ser conectado ao lado da haste do outro atuador. Isto pode ser feito de duas maneiras, a maneira mostrada na Figura 4 é adequada para a rotação do tambor (16) no sentido horário (para aumentar o torque), enquanto que a maneira oposta é adequada para a rotação do tambor (16) no sentido anti-horário (para aumentar o torque). Um meio de conduto conecta os dois atuadores (40, 10) ao primeiro acumulador (30) através de um meio de válvula (CV1). O meio de válvula (CV1) é usado para bloquear ou parcialmente bloquear o fluxo de fluido hidráulico dos atuadores (10, 40) para o primeiro acumulador (30). O primeiro acumulador (30) contém um pistão (32) que separa o fluido hidráulico do gás. O meio de conduto adicionalmente conecta o lado do gás do primeiro acumulador (30) a um primeiro tanque (T1) através do meio de válvula (CV4, CVB1), que pode ser independentemente fechado, parcialmente fechado ou totalmente fechado. O primeiro tanque (T1) pode ser usado como um recipiente de armazenamento de gás para aumentar o volume de gás do primeiro acumulador (30). Um segundo tanque (T2) é usado para armazenar gás de alta pressão.

[0058] Um meio para o transporte de gás (140), que consiste em um intensificador de pressão (141), conectado a uma bomba (142), conectada a um motor (143), conectado a uma fonte de energia (144), é usado para transportar gás entre o primeiro acumulador (30), o primeiro tanque (T1), o segundo tanque (T2) e os arredores. O meio para transporte de gás (140) permite o transporte de gás mesmo quando houver uma pressão diferencial negativa. Os meios de válvula (CV6, CV5, CVB2) são usados para controlar o fluxo de gás para dentro e para fora do meio para transporte de gás (140). O(s) sensor(es) de ângulo de tambor (91), que pode(m) ser localizado(s) em um ambos os atuadores (10, 40), no primeiro acumulador (30) ou no tambor (16), é(são usado(s) para medir o "curso" do compensador de levantamento em linha transportável (100) como uma função do ângulo do tambor (16).

[0059] A Figura 5 mostra um esquema para um compensador de levantamento em linha transportável ativo (100). Para fins de simplicidade, apenas um tambor (16) é mostrado, embora possa ser usado mais de um. A rotação do tambor (16) no sentido horário faz com que um ou mais meios de corda (1) sejam enrolados no tambor (16) quando da aplicação de força ao dispositivo de conexão (19). Um pinhão (15) é conectado ao tambor (16) e converte movimento rotacional do tambor (16) em movimento linear da cremalheira (1). A cremalheira (14), por sua vez, é conectada a dois pistões (12, 42) localizados dentro dos dois atuadores (10, 40). O lado do pistão de um atuador é conectado ao primeiro acumulador (30) através de um meio de válvula (V1). O meio de válvula (200) é usado para bloquear ou parcialmente bloquear o fluxo de fluido hidráulico dos atuadores (10, 40) para o primeiro acumulador (30). O primeiro acumulador (30) contém um pistão (32) que separa o fluido hidráulico do gás. O meio de conduto adicionalmente conecta o lado do gás do primeiro acumulador (30) a um primeiro tanque (T1) através do meio de válvula (CV4, CVB1), que pode ser independentemente fechado, parcialmente fechado ou totalmente aberto. O primeiro tanque (T1) pode ser usado como uma embarcação de armazenamento de gás para aumentar o volume de gás do primeiro acumulador (30). Um segundo tanque (T2) é usado para armazenar gás de alta pressão. O lado da haste ou do pistão ou ambos do outro atuador (neste exemplo, 40) é conectado a um intensificador de pressão (170) através do meio de conduto. O intensificador de pressão consiste em dois cilindros (173, 174), um pistão (172) e uma haste (171). Ele é usado para aumentar a taxa de fluxo do meio para o transporte de fluido hidráulico (180) por uma relação igual à relação de área do pistão (172) e da haste (171). O meio para transporte de fluido hidráulico (180) é conectado a um segundo acumulador (60), que contém tanto óleo quanto gás separados por um pistão (62), através de um meio de conduto. O meio para o transporte de fluido hidráulico (180) é energizado por um motor (181) que capta energia de uma fonte de energia (144), que pode ser um conjunto de baterias ou uma fonte de energia localizada na embarcação (3). O meio para transporte de fluido hidráulico (180) é controlado com base em medições do sensor de ângulo de tambor (91), do acelerômetro (92) e/ou do sensor de pressão d'água (94) e/ou do meio de comunicação (110). O meio de comunicação (145) transfere informação acerca do movimento do guindaste e/ou enrolamento do guincho do guindaste para o compensador de levantamento em linha transportável (100).

[0060] A Figura 6 mostra um tambor (16) com diâmetro variável versus ângulo rotacional. O diâmetro variável pode reduzir a necessidade de volume de gás de forma significativa, visto que um torque quase constante pode ser obtido com a variação do braço de momento da mesma maneira que a pressão de gás varia durante a compressão. O resultado é próximo ao torque constante versus o ângulo rotacional, o que significativamente aumenta o desempenho do sistema passivo e reduz a necessidade de energia para o sistema ativo.

[0061] As Figuras 7 e 9 ilustram uma concretização de um atuador (10) de compensador de levantamento em linha transportável baseado em compressão (100) com roldanas horizontais (25, 26) conectadas às hastes de atuador (13, 21) com todos os subcomponentes numerados vistos a partir de cima e a partir do lado; nelas não estão representados acumuladores, tanques ou outros componentes. A Figura 8 mostra um design similar, mas baseado em tensão. Roldanas horizontais (25, 26) reduzem o tamanho vertical do compensador de levantamento em linha transportável (100), visto que outras roldanas (27, 28, 29) podem ser adicionalmente montadas, reduzindo, portanto, o tamanho vertical mínimo do compensador de levantamento em linha transportável (100).

[0062] O atuador (10) consiste em um cilindro de atuador ativo (20) e um cilindro de atuador passivo (11), que são colineares entre si bem como horizontais.

[0063] O cilindro de atuador ativo (20) compreende uma primeira haste de pistão oca (21), conectada a um primeiro pistão (23), uma segunda haste de pistão oca (24) conectada a um segundo pistão (22), onde a segunda haste de pistão oca (24) e o segundo pistão (22) são montados concentricamente dentro da primeira haste de pistão oca (21) e fixados em uma extremidade do cilindro de atuador ativo (20). O cilindro de atuador ativo (20) apresenta três volumes separados, indicados por V3, V4 e V5. V3 é localizado entre o lado interno da primeira haste de pistão oca (21), o lado de dentro da segunda haste de pistão (24), o topo do segundo pistão (22) bem como a extremidade do cilindro de atuador (20) e é cheio com fluido hidráulico. V4 é localizado entre o lado de dentro da primeira haste de pistão oca (21), o lado de fora da segunda haste de pistão (24), o fundo do segundo pistão (22) e o primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um gás de baixa pressão incluindo vácuo. V5 é localizado entre o lado de fora da primeira haste de pistão oca (21), o topo do primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um fluido hidráulico.

[0064] O cilindro de atuador passivo (11) compreende um terceiro pistão (12) conectado a uma haste de pinhão (13) e apresenta dois volumes, indicados por V1 e V2, onde V1 está no lado do pistão e V2 está no lado da haste. Os volumes são cheios de forma diferente, dependendo de se o cilindro de atuador passivo (11) estiver trabalhando em modo de tensão ou compressão, onde V1 é cheio com fluido hidráulico e V2 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão (incluindo vácuo) quando trabalhando em modo de compressão e onde V2 é cheio com fluido hidráulico e V1 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão (incluindo vácuo) quando trabalhando no modo de tensão. Pelo menos um dos dois volumes é conectado a um acumulador de gás (30)

[0065] Os cilindros de atuador ativo e passivo (11, 20) apresentam comprimento de curso igual, as hastes de pistão (13, 21) são ligadas entre si e devem ter preferivelmente o mesmo diâmetro para cancelar efeitos de pressão da água. Na área de junção entre as hastes de pistão (13, 21), é montado um conjunto de roldanas de atuador (25, 26).

[0066] O atuador adicionalmente contém uma estrutura (8) que liga os dois cilindros de atuador (10, 20) entre si em uma conexão rígida. A estrutura (80) pode consistir parcialmente em tanques e acumuladores para reduzir o peso. A estrutura (8) é adicionalmente equipada com um dispositivo de conexão (19) usado para conectar o compensador de levantamento em linha transportável (100) a um guindaste, ou similar, localizado em uma embarcação (102), onde o dispositivo de conexão (19) pode ser localizado no centro de gravidade do compensador de levantamento em linha transportável (100) ou em outras localizações, conforme mostrado na Figura 9. A estrutura (80) adicionalmente suporta três roldanas secundárias (27, 28, 29), usadas para suportar o meio de corda (18), tal como cabo de aço, cabo de fibra, correia, corrente ou similar, que conectam as roldanas de atuador (25, 26) ao dispositivo de conexão (19) inferior (19), que, por sua vez, é conectado à carga útil (101). O meio de corda (18) é passado sobre as roldanas de atuador (25, 26) e as roldanas secundárias (27, 28, 29), com uma extremidade conectada a um ponto fixo, tal como a estrutura (80) e a outra extremidade conectada à carga útil (101) por meio de um dispositivo de conexão inferior (19). O abaixamento da carga útil (101) com relação ao compensador de levantamento em linha transportável (100) faz com que as roldanas de atuador (25, 26) se movam na direção horizontal (isto é, para e longe do cilindro de atuador ativo (20)) dependendo de se o compensador de levantamento em linha transportável (100) é baseado em compressão ou em tensão. O abaixamento da carga útil (101) irá fazer com que a pressão no acumulador de gás (30) aumente. A força que atua sobre o atuador (10) é pelo menos duas vezes a força no meio de corda (18), dependendo do número de quedas usado.

[0067] As Figuras 10 e 11 são muito similares e mostram circuitos hidráulicos simplificados de compensador de levantamento em linha transportável (100) baseado em compressão e tensão. Elas são ambas descritas abaixo: - Um atuador (10) compreende um cilindro de atuador ativo (20) e um cilindro de atuador passivo (11), cujos eixos longitudinais são colineares - O cilindro de atuador ativo (20) compreende uma primeira haste de pinhão oca (21), conectada a um primeiro pistão (23), uma segunda haste de pinhão oca (24) conectada a um segundo pistão (22), onde a segunda haste de pinhão oca (24) e o segundo pistão (22) são montados concentricamente dentro da primeira haste de pinhão oca (21) e fixados em uma extremidade do cilindro de atuador ativo (20), o cilindro de atuador ativo (20) apresenta três volumes separados, indicados por V3, V4 e V5; V3 é localizado entre o lado de dentro da primeira haste de pinhão oca (21), o lado de dentro da segunda haste de pinhão (24), o topo do segundo pistão (22) bem como a extremidade do cilindro de atuador (20) e é cheio com fluido hidráulico; V4 é localizado entre o lado de dentro da primeira haste de pinhão oca (21), o lado de fora da segunda haste de pinhão (24), o fundo do segundo pistão (22) e do primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um gás de baixa pressão (incluindo vácuo); V5 é localizado entre o lado de fora da primeira haste de pinhão oca (21), o topo do primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um fluido hidráulico - O cilindro de atuador passivo (11) compreende um terceiro pistão (12) conectado a uma haste de pinhão (13) e apresenta dois volumes, indicados por V1 e V2, onde V1 está no lado do pistão e V2 está no lado da haste, os volumes sendo cheios de forma diferente, dependendo de se o cilindro de atuador passivo (11) está trabalho em modo de tensão ou compressão, onde V1 é cheio com fluido hidráulico e V2 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão (incluindo vácuo) quando trabalhando em modo de compressão, e onde V2 é cheio com fluido hidráulico e V1 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão (incluindo vácuo) quando trabalhando em modo de tensão, um dos dois volumes sendo conectados a um acumulador de gás (30) - Um meio de medição de posição (90) para registrar a posição do terceiro pistão (12) - Um acumulador de gás (30), que caracteriza um quarto pistão (32) que separa fluido, contendo dois volumes indicados por V6 e V7, onde V6 será conectado a V1 no cilindro de atuador passivo (11), se operar em modo de compressão, e a V2 no cilindro de atuador passivo (11), se operar em modo de tensão, através de um meio de conduto adaptado com uma válvula de controle (CV1), cheia com fluido hidráulico, e onde V7 é cheio com gás - Um impulsionador de gás (160), que pode ser do tipo simples efeito ou duplo efeito, com ou sem diferença de área entre o lado de gás e de acionamento, que inclui um meio para acioná-lo, que poderia ser de base hidráulica ou de gás - Inúmeros tanques (T1, T2, ... TN) adequados para o armazenamento de gás - Um meio de conduto entre V3 e V5 adaptado com uma bomba hidráulica (P) adaptada para transportar óleo sob pressão entre os respectivos volumes em qualquer direção, adaptado com válvulas de controle (CV2, CV3) e um acumulador de gás (190) adequado para controlar o vazamento de bomba e prover a restrição de fluxo baixo quando o compensador de levantamento em linha transportável (100) for usado no modo passivo - Um meio de conduto entre V7 e os volumes de tanque (T1, T2, ..., TN) adaptados com válvulas de controle CVA1, CVA2..., CVAN) para ajuste do tamanho de volume conectado a V7 - Um meio de conduto entre todos os volumes de gás (V7, T1, T2, ..., TN), o impulsionador de gás (160) bem como os arredores, adaptados com válvulas de controle (CV4, CV5, CV6, CVB1, CVB2, ..., CVBN), adequadas para ajuste de pressão, tanto para cima como para baixo, em todos os volumes bem como enchimento dos arredores ou liberação da pressão para os arredores.

[0068] O compensador de levantamento em linha transportável (100) adicionalmente caracteriza um meio de detecção adaptado para medir o movimento vertical do compensador de levantamento em linha transportável (100), um ou mais meios de detecção adaptados para medir a pressão em um ou mais volumes, um computador adaptado para controlar a bomba (P), o impulsionador de gás (160) e as válvulas de controle (CV) com base na entrada do meio de detecção, um meio de comunicação adaptado para transferir sinais entre a embarcação (102) e o compensador de levantamento em linha transportável (100), preferivelmente com comunicação acústica enquanto submerso e sem fio enquanto no ar e um conjunto de baterias ou um cabo umbilical para suprimento de energia.

[0069] A diminuição na temperatura e o aumento da pressão d'água são controlados pelo compensador de levantamento em linha transportável (100) de diferentes maneiras: 1. O atuador (10) mostrado na Figura 17 é compensado em profundidade passiva, que efetivamente cancela o efeito de pressão d'água em tendo as hastes traseiras (84) passando através dos cilindros de atuador (11) com o mesmo diâmetro que as hastes de atuador (13). 2. Os compensadores de levantamento em linha transportáveis (100) mostrados na Figura 18 e na Figura 19 apresentam um sistema de compensação de profundidade ativa que ajusta a pressão em ambos os lados dos pistões de atuador (12) de modo que o efeito de pressão d'água seja cancelado. O sistema é controlado pelo computador de bordo e pode, em muitos casos, provê um melhor desempenho do que a compensação de profundidade passiva; contudo, a versão passiva é mais robusta e menos complexa.

[0070] As Figuras 12 e 13 ilustram uma concretização de um atuador (10) de compensador de levantamento em linha transportável baseado em compressão (100) com roldanas horizontais (25) conectadas a hastes de atuador (13) com todos os subcomponentes principais numerados vistos a partir de cima e do lado nelas não estão representados acumuladores, tanques ou outro componentes. Um design baseado em compressão permite um compensador de levantamento em linha transportável mais compacto (100) na direção horizontal comparado a designs baseados em tensão, visto que os cilindros de atuador (11) podem ser parcialmente adjacentes entre si. Roldanas horizontais (25) reduzem o tamanho vertical do compensador de levantamento em linha transportável (100), visto que outras roldanas (27) podem ser montadas adicionalmente em cima, reduzindo consequentemente o tamanho vertical mínimo do compensador de levantamento em linha transportável (100).

[0071] O atuador (10) consistem, no mínimo em dois cilindros de atuador (11), cada qual com um pistão de atuador (12) e uma haste de atuador (13) conectada ao pistão de atuador (12) em uma extremidade e uma roldana horizontal (25) na outra extremidade, uma estrutura (80) que trava os cilindros de atuador em posição entre si bem como provê suporte para as roldanas (27) e que atua como um suporte para o compensador de levantamento em linha transportável (100) quando não estiver em uso (isto é, colocado no convés da embarcação), pelo menos dois meios de corda (18) (isto é, cabo de aço, cabo de fibra, corrente, correia ou similar) conectado a um ponto fixo (por exemplo, estrutura (80)) em uma extremidade e conectado à carga útil (101) na outra extremidade e sendo passado sobre as roldanas de atuador (25) e as outras roldanas (27), dispositivo de conexão (19) usado para conectar o compensador de levantamento em linha transportável (100) ao guindaste e à carga útil (101) por meio de um dispositivo de conexão (19) conectado a uma estrutura (80) conectada, no mínimo, a dois meios de corda (18). Os cilindros de atuador (11) apresentam dois volumes cada, o primeiro volume (V+) usado para estender a haste de atuador (13), e o segundo volume (V-) pode ser usado, por exemplo, para a compensação de comprimento ativa ou amortecimento de extremidade. O primeiro volume (V+) é normalmente conectado a acumulador(es) de gás de duplo efeito e é normalmente cheio com óleo.

[0072] Quando da aplicação de tensão ao meio de corda (18), uma força irá atuar na haste de atuador (13) por meio de a roldana de atuador (25) que, por sua vez, será transferida para o primeiro volume (V+) como pressão por meio de o pistão de atuador (12). A figura mostra uma configuração do meio de corda (18) que confere um movimento duplo do meio de corda (18) em comparação com o curso do cilindro de atuador (11). Isto pode ser aumentado com o aumento do número de quedas do meios de corda (18). Também a força que atua sobre o cilindro de atuador (11) é duas vezes a força no meio de corda (18).

[0073] As Figuras 14-16 ilustram concretizações de um atuador (10) de compensador de levantamento em linha transportável baseado em tensão (100) com roldanas verticais (25) conectadas às haste de atuador (13) com todos os subcomponentes principais numerados; nelas não estão representados acumuladores, tanque ou outros componentes. Um design baseado em tensão permite o uso de hastes de atuador de diâmetro menor (13) comparado a designs baseados em compressão. Também é fácil implementar múltiplas quedas, e, portanto, fácil de aumentar a relação entre o movimento do dispositivo de conexão inferior (19) (isto é, conectado à carga útil (101)) e o movimento da haste de atuador (13). A força que atua sobre o cilindro de atuador (11) é também multiplicada com a mesma relação. Um design de queda única é mostrado na Figura 14 e um design de múltiplas quedas é mostrado na Figura 15.

[0074] O atuador (10) consiste, no mínimo, de dois cilindros de atuador (11), cada qual com um pistão (12) e uma haste de atuador (13) conectada ao pistão de atuador (12) em uma extremidade e uma roldana de atuador (25) na outra extremidade, uma estrutura (80) que trava os cilindros de atuador em posição entre si bem como provê uma suporte para as roldanas (27), pelo menos dois meios de corda (18), (isto é, cabo de aço, cabo de fibra, corrente, correia ou similar) conectados a um ponto fixo (por exemplo, a estrutura (80)) em uma extremidade e conectados à carga útil (101) na outra extremidade e sendo passados sobre as roldanas de atuador (25) e as outras roldanas (27), dispositivo de conexão (19) usado para conectar o compensador de levantamento em linha transportável (100) ao guindaste. Os cilindros de atuador (11) apresentam dois volumes cada, o primeiro volume (V+) sendo usado, por exemplo, para compensação de profundidade ativa ou amortecimento de extremidade, e o segundo volume (V-) sendo usado para retrair a haste de atuador (13). O segundo volume (V-) é normalmente conectado a acumulador(es) de gás de duplo efeito e é normalmente cheio de óleo.

[0075] Quando da aplicação de tensão ao meio de corda (18), uma força irá atuar sobre a haste de atuador (13) por meio de a roldana de atuador (25), que, por sua vez, será transferida para o segundo volume (V-) como pressão por meio de o pistão de atuador (12).

[0076] A Figura 17 mostra um cilindro de atuador (11) com compensação de profundidade passiva. O cilindro de atuador (11) apresenta um pistão (12) conectado a uma haste de pistão (13) e a uma haste traseira (84), ambas as hastes (13, 84) apresentando o mesmo diâmetro, de modo que quando pressão externa for aplicada às hastes (13, 84), a força líquida será zero. Este princípio pode ser usado em qualquer das concretizações.

[0077] As Figuras 18 e 19 são muito similares e mostram circuitos hidráulicos simplificados de compensadores de levantamento em linha transportáveis baseados em compressão e tensão (100). Elas são ambas descritas abaixo:

[0078] - Um atuador hidráulico (10), que compreende, no mínimo, dois cilindros de atuador (11) que consistem em uma haste de atuador (13) conectada a um pistão de atuador (12) e se estendendo para fora a partir do mesmo através de uma extremidade do cilindro de atuador, adaptado para movimento alternado com relação ao mesmo, roldana de atuador (25) montada em uma extremidade da haste de atuador (13) com relação ao mesmo, roldana de atuador (25) montada em uma extremidade da haste de atuador (13) adaptada para aplicar força ao meio de corda (18), um primeiro volume de atuador (V+), localizado entre o pistão de atuador (12) e o lado do pistão do cilindro de atuador (11), cheio com óleo para designs baseados em compressão e cheio com gás (em qualquer pressão, incluindo vácuo) nos designs baseados em tensão, um segundo volume de atuador (V-), localizado entre o pistão de atuador (12) e o lado da haste do cilindro de atuador (11), cheio com óleo em designs baseados em tensão e cheio com gás (em qualquer pressão, incluindo vácuo) nos designs baseados em compressão, ou um meio de medição de posição (90) para registrar a posição do pistão de atuador (12)

[0079] - Um acumulador de gás de duplo efeito (70), que compreende um primeiro cilindro (71), um pistão na forma de anel (72) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro (71) e adaptado para movimento alternado com relação ao mesmo, onde a extremidade inferior do pistão na forma de anel (72) estará no mesmo lado que a extremidade inferior do primeiro cilindro (31) quando o pistão na forma de anel (72) estiver em curso zero, um primeiro cilindro interno (73) montado concentricamente com o pistão na forma de anel (72) e fixado à extremidade superior do mesmo, um segundo cilindro interno (74) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro (71) e fixado na extremidade inferior do primeiro cilindro (71) com uma conexão estanque a vazamento contra extremidade inferior do primeiro cilindro (71) bem como uma vedação estanque a vazamento contra o pistão na forma de anel (72), um pistão interno (78) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro interno (74) com uma vedação estanque a vazamento contra o primeiro cilindro interno (74) onde a extremidade inferior do pistão interno (78) está no mesmo nível que a extremidade inferior do pistão de anel (78), um terceiro cilindro interno (75) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro (71) e fixado à extremidade do pistão interno (78) e a um conector de cilindro (76) que liga o terceiro cilindro interno (75) com o primeiro cilindro interno (73) em uma conexão rígida, uma caixa de empanque (77) é montada no topo do segundo cilindro interno (74) para formar uma conexão estanque a vazamento com o primeiro cilindro interno (73), o conector de cilindro (76) apresenta aberturas que permitem o fluxo livre de fluidos para cada lado do conector de cilindro (76), o segundo tubo interno (74) é equipado com meios para transportar fluido de fora do acumulador de gás de duplo efeito (70) para o volume (V10) entre o primeiro tubo interno (73) e o segundo tubo interno (74), um primeiro volume (V8), localizado entre a extremidade inferior do pistão de anel (72), a extremidade do primeiro cilindro (71) e o lado de fora do primeiro cilindro interno (74), um segundo volume (V9), localizado entre a extremidade inferior do pistão interno (78), a extremidade inferior do primeiro cilindro (71) e o lado de dentro do segundo cilindro interno (74), um terceiro volume (V10), localizado entre a extremidade superior do pistão de anel (72), o lado de fora do primeiro cilindro interno (74), o lado de dentro do primeiro cilindro interno (74) e a extremidade inferior da caixa de empanque, um quarto volume (V11) contendo o volume restante do acumulador de duplo efeito (70) não ocupado por nenhuma parte ou nenhum outro volume - Um impulsionador de gás (160), que pode ser do tipo simples efeito ou duplo efeito, com ou sem diferença de área entre o lado do gás e do acionamento, incluindo meio para acioná-los, que poderia ser de base hidráulica ou de gás - Inúmeros tanques (T1, T2, ... TN) adequados para o armazenamento de gás - Um meio de conduto entre o primeiro volume de atuador (V+) e o primeiro volume (V8) para designs baseados em compressão e um meio de conduto entre o segundo volume de atuador (V-) e o primeiro volume (V8) para designs baseados em tensão, adaptados com uma válvula de controle (CV1) - Um meio de contudo entre o segundo volume (V9) e o terceiro volume (V10) adaptado com uma bomba hidráulica (P) adaptada para transportar óleo sob pressão entre os respectivos volumes em qualquer direção - Um meio de conduto entre o quarto volume (V11) e os volumes de tanque (T1, T2, ..., TN) adaptados com válvulas de controle (CVA1, CVA2, ..., CVAN) para ajuste do tamanho de volume conectado ao quarto volume (V11) - Um meio de conduto entre o primeiro volume de atuador (V+), para designs baseados em tensão, e entre o segundo volume de atuador (V-), para designs baseados em compressão, e qualquer número de volumes de tanque (T1, T2, ..., TN), adaptados com válvulas de controle (CVC1, CVC2, ..., CVSN) para ajuste do tamanho de volume conectado ao atuador - Um meio de conduto entre todos os volumes de gás (V4, V+ para designs baseados em tensão, V- para designs baseados em compressão, T1, T2, ..., TN), o impulsionador de gás (160) bem como os arredores, adaptados com válvulas de controle (CV4, CV5, CV6, CVB0, CVB1, CVB2, ... CVBN), adequadas para ajuste de pressão tanto para cima como para baixo, em todos os volumes bem como o enchimento dos arredores ou a liberação de pressão para os arredores.

[0080] A Figura 20 mostra o compensador de levantamento em linha transportável (100) durante uma elevação de uma carga útil (101) de uma barcaça (103). Uma MRU sem fio (105) adaptada para transferir dados de movimento para o compensador de levantamento em linha transportável (100) é usada em combinação com uma MRU interna ou uma segunda MRU externa (104) bem como a transmissão de dados de enrolamento de guincho para calcular a velocidade da haste de atuador para assegurar que o relativo movimento entre a extremidade inferior do compensador de levantamento em linha transportável (100) e o convés da barcaça (103) seja próximo a zero, exceto para enrolamento do guincho, isto permitindo uma conexão segura e eficiente entre o compensador de levantamento em linha transportável e a carga útil bem como um levantamento seguro. A pressão do atuador (10) é ajustada, por transferência de gás entre os tanques (T1, T2,..., T3) e o acumulador de gás de duplo efeito (30), para se casar com o real peso da carga útil.

[0081] A Figura 21 mostra o compensador de levantamento em linha transportável (100) durante uma elevação submarina de uma carga útil (101). Durante a maior parte do tempo, enquanto em trânsito da zona de respingo para um tempo curto antes do pouso, o compensador de levantamento em linha transportável (100) está no modo passivo, isto é, não há nenhuma influência sobre o sistema da bomba (fluxo livre). O compensador de levantamento em linha transportável (100) pode ser colocado no modo ativo por diversos meios, por exemplo, com base na profundidade da água, no tempo, no acionamento de um comutador ROV ou por comunicação acústica. Enquanto no modo ativo, o compensador de levantamento em linha transportável (100) irá minimizar o relativo movimento entre a extremidade inferior do compensador de levantamento em linha transportável (100) e o fundo do mar (106) para assegurar um pouso seguro e controlado. Os dados de enrolamento do guincho são preferivelmente transferidos para o compensador de levantamento em linha transportável (100) por meio de comunicação acústica ou por meio de um cabo umbilical para remover o atraso para o operador do guindaste.

[0082] O compensador de levantamento em linha transportável (100) adicionalmente caracteriza um meio de detecção adaptado para medir o movimento vertical do compensador de levantamento em linha transportável (100), um ou mais meios de detecção adaptados para medir a pressão em um ou mais volumes, um computador adaptado para controlar a bomba (P), o impulsionador de gás (160) e as válvulas de controle (CV) com base na entrada do meio de detecção, um meio de comunicação adaptado para transferir sinais entre a embarcação (102) e o compensador de levantamento em linha transportável (100), preferivelmente com comunicação acústica enquanto submarino e sem fio enquanto no ar, e um conjunto de baterias ou um cabo umbilical para suprimento de energia.

Claims (15)

1. Compensador de levantamento em linha transportável (100) provido com dispositivos de conexão (19) para suspender o compensador (100) de um dispositivo de suporte de carga e um dispositivo de conexão (19) para transportar uma carga útil (101), caracterizado pelo fato de que o compensador (100) compreende uma parte de compensador de levantamento passiva e uma parte de compensador de levantamento ativa, e é provido com um arranjo de sensor, em que o compensador (100) adicionalmente compreende pelo menos um atuador (10), que é horizontalmente orientado em operação e compreende uma haste de pistão de atuador (13) com um curso horizontal indiretamente conectado a um meio de corda (18), em que o meio de corda (18) em uma extremidade, por meio de um dispositivo de conexão (19) é conectado a pelo menos uma dentre: uma embarcação (102) na superfície do mar ou uma carga útil (101), e em que o compensador (100) incorpora um dispositivo com uma superfície curva onde o meio de corda é suspenso para converter os movimentos verticais da embarcação (102) ou a carga útil (101) em movimentos horizontais da haste de pistão de atuador (13) que compensam a carga (101).

2. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compensador compreende uma parte ativa que é autossuportada e não conectada à embarcação (102).

3. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que elementos incorporados no compensador estão em posição fixa e em relação mútua, visto que os elementos são direta ou indiretamente fixados a uma estrutura (80), e em que o meio de corda (18) preferivelmente compreende cabo de aço, cabo de fibra, corrente, correia ou similar.

4. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o compensador compreende pelo menos um acumulador de gás (30), que compreende um cilindro (31), um pistão (32) que separa óleo/fluido hidráulico do gás, fluidamente conectado ao atuador (10) no lado da haste ou no lado do pistão do atuador (10), em que o atuador (10) compreende um cilindro de atuador horizontalmente orientado e um pistão de atuador (12) localizado dentro do cilindro e adaptado para movimento alternado com relação ao mesmo e uma haste de pistão (13) conectada ao pistão de atuador (12) e se estendendo para fora e através de uma extremidade do cilindro de atuador (11), e em que o compensador (100) adicionalmente compreende um meio de válvula usado para bloquear ou parcialmente bloquear o fluxo de óleo/fluido hidráulico entre o atuador e o acumulador.

5. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o compensador adicionalmente compreende, no mínimo, um tanque de gás (T1, T2,..., TN) conectado ao lado do gás de acumulador de gás através de um meio de conduto, adaptado com válvulas de controle (CVA1, CVA2, ..., CVAN, CVB0, CVB1, ..., CVBN, CV4) para ajuste do volume de gás no acumulador (100).

6. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o atuador compreende, no mínimo, dois cilindros de atuador horizontalmente montados (11), onde cada cilindro de atuador compreende uma haste de atuador (13) conectada a um pistão de atuador (12).

7. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo curvo incorporado/dispositivo com uma superfície curva é, no mínimo, uma roldana de atuador (25), onde as roldanas de atuador (25) são conectadas na extremidade das hastes de pistão de atuador (13).

8. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois cilindros de atuador horizontalmente montados (11) compreendem um cilindro de atuador passivo (11) e um cilindro de atuador ativo (20).

9. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro cilindro de atuador (11) é um cilindro de atuador passivo (11), onde o pistão (12) divide o cilindro em dois volumes, indicados por V1 e V2, onde V1 está no lado do pistão e V2 está no lado da haste, os volumes são cheios de forma diferente, dependendo de se o cilindro de atuador passivo (11) está trabalhando em modo de tensão ou compressão, onde V1 é cheio com fluido hidráulico e é conectado ao acumulador de gás (30) através de um meio de conduto e V2 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão, incluindo vácuo, quando trabalhando no modo de compressão e onde V2 é cheio com fluido hidráulico e é conectado ao acumulador de gás (30) através de um meio de conduto e V1 é cheio com óleo ou cheio com gás de baixa pressão, incluindo vácuo, quando trabalhando em modo de tensão; em que o segundo cilindro de atuador (20) é um cilindro de atuador ativo (20), que inclui uma haste de pistão (21), e o cilindro de atuador passivo (11) tem eixos longitudinais colineares que são horizontais, onde as respectivas hastes de pistão (13, 21) são fixadas juntas em uma conexão rígida com roldanas de atuador (25, 26) no ponto de conexão; adicionalmente compreende um meio de medição de posição (90) para registrar a posição do pistão (12); em que o acumulador de gás (30) caracteriza o pistão (32) que separa dois volumes indicados de V6 e V7, onde V6 é conectado a V1 no cilindro de atuador passivo (11), se estiver operando no modo de compressão, e a V2 no cilindro de atuador passivo (11), se estiver operando no modo de tensão, através de um meio de conduto adaptado com uma válvula de controle (CV1), cheia com fluido hidráulico, e onde V7 é cheio com gás; o atuador (10) compreende uma estrutura (80) que liga os elementos juntos em uma conexão rígida, onde a estrutura (80) pode parcialmente consistir em tanques e acumuladores para reduzir o peso, a estrutura (80) sendo adicionalmente equipada com o dispositivo de conexão (19) usado para conectar o compensador (100) a um guindaste, ou similar, localizado em uma embarcação (102), onde o dispositivo de conexão (19) pode ser localizado no centro de gravidade do compensador (100) ou em outras localizações, a estrutura (80) adicionalmente suportando três roldanas secundárias (27, 28, 29), usadas para suportar um meio de corda (18), cabo de fibra, correia, corrente ou similar, que conecta as roldanas de atuador (25, 26) ao dispositivo de conexão inferior (19), que, por sua vez, é conectado à carga útil (101), os meios de corda (18) sendo passados sobre as roldanas de atuador (25, 26) e as roldanas secundárias (27, 28, 29), com uma extremidade conectada a um ponto fixo e a outra extremidade conectadas à carga útil (101) por meio de um dispositivo de conexão inferior (19), o abaixamento da carga útil (101) com relação ao compensador (100) fazendo com que as roldanas de atuador (25, 26) se movam na direção horizontal, a direção para o ou para longe do cilindro de atuador ativo (11) dependendo de se o compensador (100) é baseado em compressão ou tensão; adicionalmente compreende um acelerômetro integrado no compensador (100), adaptado para medir o movimento vertical; adicionalmente compreende um meio de comunicação adaptado para transmitir dados da embarcação (102) para o compensador (100); adicionalmente compreende um motor hidráulico (P), que é reversivelmente adaptado para acionar o cilindro de atuador ativo (20), com base nos dados de medição do sensor de posição (90), no acelerômetro e nos dados de medição da embarcação (102).

10. Compensador de levantamento em linha transportável (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o cilindro de atuador ativo (20) compreende uma primeira haste de pistão oca (21), conectada a um primeiro pistão (23), uma segunda haste de pistão oca (24) conectada a um segundo pistão (22), onde a segunda haste de pistão oca (24) e o segundo pistão (22) são montados concentricamente dentro da primeira haste de pistão oca (21) e fixados em uma extremidade do cilindro de atuador ativo (20), o cilindro de atuador ativo (20) apresentando três volumes separados, indicados por V3, V4 e V5; V3 sendo localizado entre o lado de dentro da primeira haste de pistão oca (21), o lado de dentro da segunda haste de pistão (24), o topo do segundo pistão (22) bem como a extremidade do cilindro de atuador (20) e é cheio com fluido hidráulico; V4 sendo localizado entre o lado de dentro da primeira haste de pistão oca (21), o lado de fora da segunda haste de pistão (24), o fundo do segundo pistão (22) e o primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um gás de baixa pressão, incluindo vácuo; V5 sendo localizado entre o lado de fora da primeira haste de pistão oca (21), o topo do primeiro pistão (23) bem como a extremidade e o diâmetro interno do cilindro de atuador (20) e é cheio com um fluido hidráulico; adicionalmente compreende um meio de conduto entre V3 e V5 adaptado com uma bomba hidráulica (P) adaptada para transportar óleo sob pressão entre os respectivos volumes em qualquer direção, adaptado com válvulas de controle (CV2, CV3) e um acumulador de gás (190) adequado para controlar o vazamento de bomba e prover uma restrição de fluxo baixa quando o compensador (100) for usado no modo passivo; adicionalmente compreende inúmeros tanques (T1, T2, ..., TN) adequados para armazenamento de gás; adicionalmente compreende um meio de conduto entre V7 e os volumes de tanques (T1, T2, ..., TN) adaptados com válvulas de controle (CVA1, XVA2, ..., CVAN) para ajuste do tamanho de volume conectado a V7; adicionalmente compreende um meio de conduto entre todos os volumes de gás (V7, T1, T2, ..., TN), o impulsionador de gás (160) bem como os arredores, adaptado com válvulas de controle (CV4, CV5, CV6, CVB1, CVB2, ..., CVBN), adequadas para o ajuste de pressão, tanto para cima quanto para baixo, em todos os volumes bem como o enchimento dos arredores ou a liberação de pressão para os arredores.

11. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma primeira MRU (105) colocada em uma ponta do guindaste; e/ou uma segunda MRU (104) colocada nas proximidades da carga útil (101), adaptada para transmitir sinais sem fio para o compensador (100), para aperfeiçoar o controle sobre o cilindro de atuador ativo (20).

12. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a direção de montagem das roldanas de atuador poder ser horizontal ou vertical.

13. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o acumulador de gás é um acumulador de gás de duplo efeito.

14. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as roldanas são adaptadas para aplicar força ao meio de corda (18), onde o meio de corda é conectado a uma carga útil (101) por meio de dispositivo de conexão (19) e no mínimo uma roldana secundária (26), onde a roldana de atuador (25) e os inúmeros meios de corda (18) são no mínimo um sem qualquer limite superior; onde a estrutura (80) pode ser usada como pontos de fixação para o dispositivo de conexão (19) para conectar o compensador (100) a um guindaste, ou máquina similar; adicionalmente compreende um primeiro volume de atuador (V+), localizado entre o pistão de atuador (12) e o lado do pistão do cilindro de atuador (11), cheio com óleo para designs baseados em compressão e cheio com gás, em qualquer pressão, incluindo vácuo, em designs baseados em tensão, um segundo volume de atuador (V-), localizado entre o pistão de atuador (12) e o lado da haste do cilindro de atuador (11), cheio com óleo em designs baseados em tensão e cheio com gás, em qualquer pressão, incluindo vácuo, em designs baseados em compressão; adicionalmente compreende um meio de medição de posição (90), um sensor de posição linear ou um sensor de posição ultrassônico, para registrar a posição do pistão de atuador (12); onde o acumulador de gás é um acumulador de gás de duplo efeito (70), que compreende um primeiro cilindro (71), um pistão na forma de anel (72) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro (71) e adaptado para movimento alternado com relação ao mesmo, onde a extremidade inferior do pistão na forma de anel (72) estará no mesmo lado que a extremidade inferior do primeiro cilindro (71) quando o pistão na forma de anel (72) estiver em curso zero, um primeiro cilindro interno (73) montado concentricamente com a extremidade superior do pistão na forma de anel (72) e fixado à mesma, um segundo cilindro interno (74) montado concentricamente dentro do primeiro cilindro (71) e fixado na extremidade inferior do primeiro cilindro (71) com uma conexão estanque a vazamento contra a extremidade inferior do primeiro cilindro (71) bem como uma vedação estanque a vazamento contra o pistão na forma de anel (72), um pistão interno (78) montado concentricamente dentro do segundo cilindro interno (74) com uma vedação estanque a vazamento contra o primeiro cilindro interno (74) onde a extremidade inferior do pistão interno (78) está no mesmo nível que a extremidade inferior do pistão de anel (72), um terceiro cilindro interno (75) montado concentricamente com o primeiro cilindro (71) e fixado na primeira extremidade do pistão interno (78) e em um conector de cilindro (76) que liga o terceiro cilindro interno (75) com o primeiro cilindro interno (73) em uma conexão rígida, uma caixa de empanque (77) é montada no topo do segundo cilindro interno (74) para formar uma conexão estanque a vazamento com o primeiro cilindro interno (73), o conector de cilindro (76) apresentando aberturas que permite o fluxo livre de fluidos para cada lado do conector de cilindro (76), o segundo tubo interno (74) é equipado com um meio para transportar fluido, de fora do acumulador de gás de duplo efeito (70) para o volume (V3) entre o primeiro tubo interno (73) e o segundo tubo interno (74); adicionalmente compreendendo um primeiro volume (V8), localizado entre a extremidade inferior do pistão de anel (72), a extremidade inferior do primeiro cilindro (71) e o lado de fora do primeiro cilindro interno (74); adicionalmente compreendendo um segundo volume (V9), localizado entre a extremidade inferior do pistão interno (78), a extremidade inferior do primeiro cilindro (71) e o lado de dentro do segundo cilindro interno (74); adicionalmente compreendendo um terceiro volume (V3), localizado entre a extremidade superior do pistão de anel (72), o lado de fora do segundo cilindro interno (74), o lado de dentro do primeiro cilindro interno (74) e a extremidade inferior da caixa de empanque; adicionalmente compreendendo um quarto volume (V4), que contém o volume restante do acumulador de duplo efeito (70) não ocupado por nenhuma parte ou nenhum outro volume; adicionalmente compreendendo inúmeros tanques (T1, T2, ..., TN) adequados para o armazenamento de gás; adicionalmente compreendendo um meio de conduto entre o primeiro volume de atuador (V+) e o primeiro volume (V1) para designs baseados em compressão e um meio de conduto entre o segundo volume de atuador (V-) e o primeiro volume (V8) para designs baseados em tensão adicionalmente compreendendo um meio de detecção adaptado para medir o movimento vertical do compensador (100); adicionalmente compreendendo um ou mais meios de detecção adaptados para medir a pressão em um ou mais volumes; adicionalmente compreendendo um computador adaptado para controlar a bomba (P) e as válvulas de controle (CV) com base na entrada do meio de detecção; adicionalmente compreendendo um meio de comunicação adaptado para transferir os dados de enrolamento do guincho e outros sinais entre a embarcação (102) e o compensador (100); adicionalmente compreendendo um conjunto de baterias ou um cabo umbilical para suprimento de energia.

15. Compensador de levantamento em linha transportável (100), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um impulsionador de gás (160), que pode ser do tipo simples efeito ou duplo efeito, com ou sem diferença de área entre o lado do gás e do acionamento, incluindo meio para acioná-lo, que poderia ser de base hidráulica ou de gás; adicionalmente compreende um meio de conduto entre o primeiro volume de atuador (V+), para designs baseados em tensão e entre o segundo volume de atuador (V-), para designs baseados em compressão, e qualquer número de volumes de tanque (T1, T2, ..., TN), adaptados com válvulas de controle (CVC1, CVC2, ..., CVCN) para ajuste do tamanho de volume conectado ao atuador; adicionalmente compreendendo um meio de conduto entre todos os volumes de gás (V4, V+ para designs baseados em tensão, V- para designs baseados em compressão, T1, T2, ..., TN), o impulsionador de gás (160) bem como os arredores, adaptados com válvulas de controle (CV4, CV5, CV6, CVB0, CVB1, CVB2, ..., CVBN), adequadas para o ajuste de pressão, tanto para cima quanto para baixo, em todos os volumes bem como o enchimento dos arredores ou liberação da pressão para os arredores.