BR112018074980B1 - Dispositivo de supressão induzida por vórtice e elevação - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice (10) compreendendo: um tubo de riser (12); um corpo de cinta (14) cir-cundando o tubo de riser (12); uma palheta (16) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a palheta (16) tendo uma altura (18) e uma largura (20); e um amorte-cedor (26) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), o tampão (26) tendo uma altura (32); em que a altura (32) do amortecedor (26) é menor que a altura (18) da palheta (16). O amortecedor é fornecido para evitar danos na palheta de cargas de contato.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção se refere à supressão de vibração induzida por vórtice (VIV) e, mais particularmente, a um dispositivo aperfeiçoado para suprimir VIV em tubos de elevação.

ANTECEDENTES

[002]Convencionalmente, dispositivos de supressão de VIV, tal como descrito em WO2010085302, são instalados em tubos de elevação usando um mergulhador ou mergulhadores submarinos. No entanto, essa instalação pode ser dispendiosa e perigosa.

[003]Mais recentemente, aletas flexíveis para os dispositivos de VIV foram propostas como uma alternativa. O material flexível é ativado para permitir que os dispositivos de VIV sejam baixados junto com o tubo de elevação usando uma balsa de lançamento de tubulação. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 1, US 6.695.540 utiliza uma balsa de lançamento de tubulação com um stinger e rolos para baixar o elevação até o leito do mar.

[004]Um elemento de supressão alternativo é descrito em US7458752, que descreve um elemento de supressão para elementos de vórtice para envelopar um elemento tubular.

[005]Algumas embarcações de lançamento de tubos, no entanto, não incluem um stinger e rolos. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 2, US 8.366.352 ilustra uma embarcação de tubo de lançamento em J usando um moon pool. Em tais embarcações, o moon pool fornece espaço limitado e sem rolos ao longo de um stinger, um dispositivo de VIV pré-instalado encontraria forças de cisalhamento muito maiores em comparação com aquelas experimentadas com uma embarcação de stinger e rolo.

[006]Em Effectiveness of Polyehylene Helical Strakes in Suppression VIV Responses After Sustaining High Roller Load Deformation During S-lay Installation por Rafik Boubenider et. al. (OTC19289, Offshore Technology Conference 5 a 9 de maio de 2008), a eficácia de cintas de polietileno foi testada tendo sustentado deformações permanentes devido a uma alta carga de contato similada no rolo de um stinger durante uma instalação de lançamento em S.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007]É um objetivo proporcionar um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice melhorado que seja mais capaz de suportar cargas de contato que ocorrem durante a manipulação de elevações.

[008]Portanto, é fornecido um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice (10) compreendendo: um tubo de elevação (12); um corpo de cinta (14) circundando o tubo de elevação (12); uma aleta (16) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a aleta (16) tendo uma altura (18) e uma largura (20); e um amortecedor (26) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), o tampão (26) tendo uma altura (32); em que a altura (32) do amortecedor (26) é menor que a altura (18) da aleta (16).

[009]A altura do amortecedor pode estar na faixa de 0,05 a 0,25 vez a altura (18) da aleta (16).

[010]O amortecedor impede que a borda do moon pool ou outros objetos semelhantes se aproximem da base da aleta muito de perto, desse modo, forças de flexão excessivas na base 24 da aleta são limitadas e o dano à aleta é evitado ou pelo menos reduzido.

[011]De acordo com uma modalidade, o amortecedor (26) tem uma largura (27) ao longo da circunferência do corpo de cinta (14) que é maior do que a altura (32) do amortecedor (26). Isto torna o amortecedor mais capaz de suportar forças de cisa- lhamento.

[012]De acordo com uma modalidade, a altura (32) do amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vez a largura (20) da aleta (16).

[013]De acordo com uma modalidade, uma distância (30) entre a aleta (16) e o amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vez a altura (18) da aleta (16).

[014]De acordo com uma modalidade, a altura (32) do amortecedor (26) e uma distância (30) entre a aleta (16) e o amortecedor (26) criam uma fenda (28) definindo uma área de seção transversal que é igual ou maior que uma área de seção transversal definida pela altura (18) e pela largura (20) da aleta (16).

[015]A área de seção transversal é medida em um plano perpendicular a um eixo de corpo longitudinal do tubo de elevação.

[016]De acordo com uma modalidade, a fenda (28) define uma distância entre um topo do amortecedor (26) e uma base (24) da aleta (16), a referida distância sendo menor que a altura (18) da aleta (16).

[017]De acordo com uma modalidade, o dispositivo compreende ainda: um segundo amortecedor (126) se estendendo para fora do corpo de cinta (14) num lado oposto da aleta (16) como o primeiro amortecedor (26), o segundo amortecedor (126) tendo uma altura (132); em que a altura (132) do segundo amortecedor (126) é menor que a altura (18) da aleta (16).

[018]O segundo amortecedor pode ter as mesmas dimensões que o (primeiro) amortecedor e pode ser posicionado na mesma distância da aleta que o (primeiro) amortecedor.

[019]De acordo com uma modalidade, a aleta (16) forma um caminho (34) ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14) e o amortecedor (26) forma um caminho ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14) paralelo ao caminho (34) da aleta (16). No caso de um segundo amortecedor, o segundo amortecedor também pode formar um caminho ao longo de um comprimento do corpo de cinta paralelo ao caminho (34) da aleta (16).

[020]De acordo com uma modalidade, a aleta (16) forma um caminho helicoidal (34) ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14).

[021]De acordo com uma modalidade, o dispositivo compreende ainda uma segunda aleta (116) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a segunda aleta (116) tendo uma altura (118) e uma largura (120), em que uma distância entre a segunda aleta (116) e o amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vez a altura (118) da segunda aleta (116).

[022]A segunda aleta pode ter dimensões semelhantes ou mesmo idênticas à (primeira) aleta. Ambas as aletas podem formar caminhos paralelos ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14). O(s) amortecedor(es) associado(s) à segunda aleta pode(m) ter o mesmo posicionamento relativo em relação à segunda aleta que os amortecedores associados à (primeira) aleta.

[023]De acordo com uma modalidade, o dispositivo compreende ainda um elemento de afastamento (36) em uma extremidade do tubo de elevação (12), em que próximo a uma base (24) da pahleta (16), o elemento de afastamento (36) tem uma espessura (38) que é maior que uma espessura (40) do corpo de cinta (14).

[024]De acordo com uma modalidade, próximo ao amortecedor (26), o elemento de afastamento (36) tem uma espessura (42) igual ou maior que a espessura (40) do corpo de cinta (14) e a espessura (42) é menor ou igual à espessura (40) do corpo de cinta (14) mais a altura (32) do amortecedor (26).

[025]De acordo com uma modalidade, o corpo de cinta (14), a aleta (16) e o amortecedor (26) são integralmente formados.

[026]De acordo com uma modalidade, o corpo de cinta (14), a aleta (16) e o amortecedor (26) são formados de poliuretano e/ou polietileno.

[027]De acordo com uma modalidade, uma borda de ataque (46) da aleta (16) é chanfrada.

[028]De acordo com uma modalidade, o amortecedor (26) tem um perfil de seção transversal configurado para reduzir ou aumentar arrasto.

[029]De acordo com um aspecto, é proporcionado uma elevação compreendendo um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice como definido acima.

[030]O dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice pode se estender ao longo de todo o comprimento da elevação ou através de uma porção da elevação. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[031]A Figura 1 é um desenho que mostra uma vista lateral de uma balsa de lançamento de tubulação com um stinger e rolos.

[032]A Figura 2 é um desenho que mostra uma vista em perspectiva de uma embarcação de tubulação do estado da técnica tendo um moon pool.

[033]A Figura 3 é um desenho de uma vista lateral de um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice (VIV).

[034]A Figura 4 é um desenho de uma vista em seção transversal do dispositivo de supressão de VIV da Figura 3.

[035]As Figuras 5A e 5B são desenhos de uma vista em seção transversal de um dispositivo de supressão de VIV sem um amortecedor quando é encontrada uma carga pontual.

[036]As Figuras 5C e 5D são desenhos de uma vista em seção transversal de um dispositivo de supressão de VIV com amortecedor quando é encontrada uma carga pontual.

[037]A Figura 6 é um desenho de uma vista em seção transversal do dispositivo de supressão de VIV da Figura 3 mostrando uma configuração de amortecedor alternativa àquela mostrada na Figura 4.

[038]A Figura 7 é um desenho de uma vista em seção transversal longitudinal do dispositivo de supressão de VIV da Figura 3 ilustrando um elemento de afastamento dentre outras coisas. Notavelmente, por simplicidade, a Figura 7 não ilustra uma configuração helicoidal opcional de certos elementos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[039]Com referência agora às Figuras 3 e 4, um projeto melhorado para um dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice (VIV) pode mitigar o cisa- lhamento indesejável que ocorre quando, por exemplo, uma borda do moon pool contata as aletas. Tal dispositivo de supressão de VIV 10 pode incluir um tubo de elevação 12, um corpo de cinta 14 envolvendo o tubo de elevação 12, uma aleta 16 se estendendo para fora a partir do corpo de cinta 14. Quando não é aplicada força à aleta 16, a aleta 16 se estende na direção radial a partir do corpo de cinta 14. A aleta 16 tem uma altura 18 e uma largura 20. A altura 18 é maior que a largura 20. Tipicamente, a altura é mais que um fator 5 ou 10 maior que a largura 20. As alturas são medidas na direção radial do tubo de elevação 12. Todas as larguras são medidas ao longo da circunferência do corpo de cinta 14. Todas as larguras e alturas indicadas de aletas e amortecedores se referem ao seu estado não deformado.

[040]O corpo de cinta 14 pode ser formado modularmente a partir de uma série de elementos de supressão modulares os quais, quando montados, envolvem o tubo de elevação 12 ao longo de um certo comprimento.

[041]A aleta 16 pode se estender ao longo de todo o comprimento do tubo de elevação 12 ou ao longo de uma porção predeterminada do comprimento do tubo de elevação 12.

[042]A aleta 16 pode, pelo menos parcialmente, ser construída de um material flexível de modo que uma ponta 22 da aleta 16 possa se mover em relação a uma base 24 da aleta 16. Tal flexibilidade pode permitir mitigação de falha de cisalhamento causada pela borda do moon pool MP ou outros pontos de carga focada. Com referência brevemente à Figura 5A, em vez de cisalhar, isto é, quebrar ou ficar permanentemente danificada, ao contatar uma carga pontual, a ponta 22 da aleta 16 pode tomar o caminho de menor resistência e simplesmente girar ou dobrar em relação à base 24 da aleta 16.

[043]Em algumas circunstâncias, no entanto, a flexibilidade sozinha é insuficiente para evitar falhas de cisalhamento. Por exemplo, com referência brevemente à Figura 5B, se a força de cisalhamento for aplicada perto da base 24 da aleta 16, a falha de cisalhamento pode ainda ocorrer mesmo em materiais flexíveis.

[044]Assim, o dispositivo de supressão de VIV 10 pode incluir um amortecedor 26 se estendendo para fora na direção radial a partir do corpo de cinta 14, por exemplo, como ilustrado na Figura 4. Em casos em que a ponta 22 da aleta 16 gira ou dobra em torno da base 24 da aleta 16 em até aproximadamente 90 graus, a aleta 16 pode pelo menos parcialmente encaixar dentro de uma fenda 28 entre a aleta 16 e o amortecedor 26, assim minimizando a probabilidade de que falha por cisalhamento ocorra.

[045]Amortecedor no contexto do presente pedido é dirigido a um dispositivo ou pedaço de material para reduzir choque ou dano nas aletas devido a contato, por exemplo, na direção radial. O amortecedor aqui serve como uma barreira protetora, protegendo o corpo de cinta 14. Os amortecedores da divulgação proporcionam um afastgamento protector entre sua superfície de contato radialmente mais externa e o corpo 14 da cinta de VIV. Os amortecedores da divulgação absorvem energia mediante impacto radial. Assim protegendo as aletas e resultando em cargas de contato reduzidas na cinta de VIV (por exemplo, durante a instalação).

[046]Os amortecedores aqui podem indicar corpos monolíticos. Monolítico aqui significa que cada amortecedor é basicamente um bloco de material. Os amortecedores podem ser feitos de um material o qual é elástico para permitir que os amortecedores absorvam choques mediante impacto. O material também pode ser relativamente denso e robusto, adequado para aplicação offshore.

[047]O amortecedor 26 evita que a borda do moon pool MP (ou outro objeto semelhante) se aproxime da base da aleta 16 próximo demais, desse modo limitando forças de flexão excessivas na base 24 da aleta. Dependendo das dimensões relativas e do posicionamento da aleta 16 e do amortecedor 26, a aleta 16 pode encaixar completamente na fenda 28 criada pelo amortecedor 26 (um exemplo do qual é mostrado na Fig. 5C) ou a aleta 16 pode encaixar parcialmente na fenda 28 criada pelo amortecedor 26, por exemplo, a aleta 16 pode dobrar em direção ao amortecedor 26 e pode assentar com seu lado no topo do amortecedor 26, desse modo sendo impedida de dobrar adicionalmente (um exemplo do que é mostrado na Fig. 5D).

[048]Uma tal fenda 28 pode ser definida como uma distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 como medida ao longo da superfície externa do corpo de cinta 14 antes de a aleta 16 ter deformado para preencher a fenda 28. A distância 30 é de preferência medida de um lado 27 do amortecedor 26 dirigido para a aleta 16 e um lado 17 da aleta dirigido para longe do amortecedor 26. Para o amortecedor 26 funcionar adequadamente, certas dimensões podem ser consideradas. A distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 pode ser maior que 0,5 vez a altura 18 da aleta 16, maior que 0,8 vez a altura da aleta, maior que 0,9 vez a altura 18 da aleta 16 ou maior ou igual à altura 18 da aleta 16. A distância 30 é de preferência inferior a 1,25 vezes a altura da aleta 16.

[049]O amortecedor 26 também tem uma altura 32. A altura 32 do amortecedor 26 pode ser maior que 0,5 vez a largura 20 da aleta 16, maior que 0,8 vez a largura 20 da aleta 16, maior que 0,9 vez a largura da aleta 16 ou pode ser igual ou maior que a largura 20 da aleta 16. Ao aplicar uma altura maior que é maior que a largura 20 da aleta 16, é possível usar materiais ligeiramente menos flexíveis sem criar forças de flexão excessivas na base 24 da aleta 16. A altura do amortecedor 26 é de preferência inferior a 1,25 vezes a largura da aleta 16.

[050]Como descrito acima, a altura 32 do amortecedor 26 e a distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 podem estar diretamente correlacionados com a altura 18 e a largura 20 da aleta 16 e possivelmente com a flexibilidade da aleta 16.

[051]De acordo com uma modalidade, a distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 é igual ou maior que a altura 18 da aleta 16 e a altura 32 do amortecedor 26 é igual ou maior que a largura da aleta 16 para criar uma fenda 28 grande o suficiente para receber a aleta 16.

[052]O volume ou a área de seção transversal pode ser usada como um substituto para as dimensões específicas mencionadas aqui.

[053]No entanto, em alguns casos, dependendo dos materiais, a forma da fenda 28 pode ser mais larga, ou mais alta ou de outro modo configurada. Geralmente, o volume da aleta 16 encaixa na fenda 28. Dito de outra forma, a altura 32 do amortecedor 26 e a distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 criam a fenda 28 definindo uma área de seção transversal ao longo da superfície do corpo de cinta 14 que é maior que a área de seção transversal definida pela altura 18 e pela largura 20 da aleta 16.

[054]De acordo com uma modalidade alternativa, a distância 30 entre a aleta 16 e o amortecedor 26 e a altura 32 do amortecedor 26 pode ser selecionada de modo que a aleta 16, quando dobrada, assente no topo do amortecedor 26, desse modo impedindo dobramento excessivo. Por exemplo, a altura 32 do amortecedor 26 pode estar na faixa de 0,4 a 0,9 vez a altura 18 da aleta 16, por exemplo, 0,5 vez a altura 18 da aleta 16 e a distância 30 pode ser selecionada para estar na faixa de 0,4 a 0,9 vez a altura 18 da aleta 16.

[055]De preferência, o amortecedor 26 tem uma largura 27 que é maior do que a altura 32 do amortecedor 26. Mais preferivelmente, a largura do amortecedor é maior que 2 vezes a altura 32 do amortecedor 26. Estas dimensões tornam o amortecedor 26 mais capaz de suportar forças de cisalhamento.

[056]Ainda com referência às Figuras 3 e 4, a aleta 16 pode ter dois amortecedores associados 26, 126 permitindo que a aleta 16 flexione em qualquer direção quando uma carga é aplicada. Em tais casos, o segundo amortecedor 126 pode ser idêntico ao (primeiro) amortecedor 26 com uma altura semelhante 132 e a distância 130 entre a aleta 16 e o segundo amortecedor como o primeiro amortecedor 26. As dimensões do segundo amortecedor 126 e sua posição relativa em relação à aleta 16 podem ser como indicado acima para o primeiro amortecedor 26. Alternativamente, as dimensões e a colocação do segundo amortecedor 126 podem ser alteradas de quaisquer maneiras descritas acima em relação ao amortecedor 26, quer o amortecedor 26 seja assim alterado ou não.

[057]Com referência à Figura 3, a aleta 16 pode formar um caminho helicoidal 34 ao longo de um comprimento do tubo de elevação 12. A fim de manter espaçamento apropriado, os amortecedores 26, 126 podem formar um caminho helicoidal similar 35. O caminho helicoidal 34 pode ser vantajoso, pois cintas helicoidais podem lidar eficientemente com qualquer direção de corrente de água. Referência é feita a C. Scruton e D.E.J. Walshe, A Means for Avoiding Wind-excited Oscillations of Structures with Circular Or Nearly Circular Cross-section, National Physics Laboratory (Great Britain), 1957 e Allen, D.W., An Experimental Evaluation of Vortex Suppression Devices, Technical Progress Report BRC 22-89, Shell Development Co., Bellaire Research Center, Houston, 1989.

[058]Com referência de novo à Figura 4, qualquer número de aletas e amortecedores associados pode ser usado. Os exemplos de uma aleta 16 e um amortecedor 26 e de uma aleta 16 e dois amortecedores 26, 126 são descritos acima. Com referência à Figura 4, um exemplo adicional inclui três aletas 16, 116 e 216, com seis amortecedores associados 26, 126, 226, 326, 426, 526, cada aleta 16, 116, 216 tendo dois amortecedores associados, um em cada lado da aleta. Os detalhes, as dimensões e o posicionamento relativo destas aletas e amortecedores seriam semelhantes àqueles descritos acima e, portanto, não são repetidos aqui. No entanto, é notável que o número de amortecedores pode ser maior ou igual ao número de aletas, depen-dendo do projeto específico. Alguns projetos específicos previstos incluem 2 aletas deslocadas uma da outra por 180 graus, 3 aletas deslocadas uma da outra por 120 graus e 4 aletas deslocadas uma da outra por 90 graus.

[059]Com referência agora à Figura 6, um único amortecedor 26 pode ser suficiente para uma, duas ou mais aletas 16, 116. Como ilustrado na Fig. 6, um único amortecedor 26 pode ser usado para criar a fenda 28 associada à primeira aleta 16 e pode ser usado para criar uma fenda semelhante associada à segunda aleta 116. Neste exemplo, a segunda aleta 116 se estende para fora na direção radial do corpo de cinta 14. Como a primeira aleta 16, a segunda aleta 116 tem uma altura 118 e uma largura 120. Do mesmo modo, como descrito acima, a altura 32 do amortecedor 26 pode ser selecionada em relação à largura 120 da segunda aleta 116 e uma distância 230 pode ser selecionada em relação à altura 118 da segunda aleta 116, de acordo com os critérios estabelecidos acima. Da mesma forma, o volume ou a área de seção transversal pode ser usada como um substituto para as dimensões específicas mencionadas aqui.

[060]Com referência agora à Figura 7, em adição a qualquer um ou a todos os vários elementos descritos acima, o dispositivo de supressão de VIV 10 pode ainda incluir uma seção de rampa para cima ou um elemento de afastamento 36 numa extremidade do tubo de elevação 12. O elemento de afastamento 36 pode ter uma superfície externa inclinada 37 (como mostrado) ou pode ter uma superfície externa escalonada 37 (não mostrada) na direção axial. O elemento de afastamento 36 pode estar presente ao longo de toda a circunferência do tubo de elevação 12 ou pode estar presente apenas nas aletas próximas e no amortecedor. Um elemento de afastamento pode estar presente para cada aleta e amortecedores associados. No último caso, o elemento de afastamento 36 pode também ter uma inclinação ou porção escalonada na direção circunferencial, para criar uma transição suave entre porções da circunferência tendo um elemento de afastamento e porções sem elementos de afastamento. Em algumas aplicações, pode ser considerado útil incluir um elemento de afastamento 36, 136 em cada extremidade do tubo de elevação 12. O elemento de afastamento 36 serve para reduzir ainda mais a tensão de cisalhamento criada pelas cargas pontuais. Para essa finalidade, próximo à base 24 da aleta 16, o elemento de afastamento pode ter uma espessura 38 que é maior que a espessura 40 do corpo de cinta 14. Do mesmo modo, próximo ao amortecedor 126, o elemento de afastamento 36 pode ter uma espessura 42 que é substancialmente igual à espessura 40 do corpo de cinta 14 mais a altura do amortecedor 26.

[061]Como ilustrado na Figura 7, a aleta 16 e/ou os amortecedores podem se estender substancialmente ao longo de todo o comprimento do tubo de elevação 12 como uma cinta contínua. Contudo, é também possível que a aleta 16 e/ou os amortecedores sejam uma série de aletas mais pequenas alinhadas para agir como uma cinta descontínua. Do mesmo modo, as outras aletas 116 e 216 podem ter qualquer tipo de construção.

[062]Várias porções dos dispositivos acima descritos podem ser integralmente formadas. Por exemplo, o corpo de cinta 14, a aleta 16 e o amortecedor 26 podem ser integralmente formados. Da mesma forma, com aletas adicionais e/ou amortecedores adicionais, a formação integral pode ser possível.

[063]Materiais adequados para os elementos aqui descritos podem incluir materiais tipicamente usados em tais aplicações. Por exemplo, tubos de elevação são bem conhecidos e são comumente construídos de aço. Do mesmo modo, as outras porções relativas à(s) aleta(s), amortecedor(es), corpo de cinta e, opcionalmente, o elemento de afastamento podem ser todos construídos de materiais conhecidos para supressão de VIV. Por exemplo, poliuretano e/ou polietileno podem ser usados. Para o elemento de afastamento ou seção de rampa para cima, aço pode ser usado. Além disso, anodos (de alumínio) podem ser usados para servir como seção de rampa para cima ou elemento de afastamento 36. A seção de rampa para cima pode ser formada para funcionar como um anodo e pode, pelo menos parcialmente, ser formada de um material adequado para anodo, tal como alumínio ou zinco.

[064]O elemento de afastamento pode ser formado unitariamente com outros elementos ou pode ser um elemento separado que é fixado aos elementos restantes.

[065]Em algumas aplicações, um chanfro 44 na borda de ataque 46 da aleta 16 pode proporcionar resistência adicional a cisalhamento da aleta 16. No caso da aleta 16 ser formada como uma série de aletas menores alinhadas para agir como uma cinta descontínua, o chanfro 44 pode se estender através de duas ou mais aletas menores. O chanfro 44 está presente na direção da extremidade da elevação 12.

[066]A função primária dos amortecedores é manter a borda do moon pool MP ou do stinger/rolos a alguma distância do corpo de cinta 14, desse modo reduzindo a flexão e o cisalhamento das aletas. Além disso, os amortecedores fornecem fendas nas quais as aletas podem se situar em circunstâncias em que as aletas poderiam, de outra forma, cisalhar.

[067]O perfil de seção transversal (numa direcção perpendicular ao eixo do corpo da elevação 12) dos amortecedores pode ser escolhido para influenciar o arrasto da elevação. Os amortecedores podem ter um perfil relativamente suave configurado para reduzir arrasto. Alternativamente, em casos em que elevado arrasto pode ser preferido, o perfil dos amortecedores pode incluir bordas mais ásperas (por exemplo, seção transversal quadrada ou retangular). Da mesma forma, a largura dos amortecedores pode ser selecionada para otimizar o arrasto. Além de proteger as aletas, os amortecedores também podem proteger grampos ou outros elementos usados para fixar as aletas ao tubo de elevação.

[068]O tubo de elevação 12 pode servir como a base do dispositivo de supressão de VIV 10 com os outros elementos fixados à mesma por faixas ou outros mecanismos de fixação.

[069]Notavelmente, embora as aletas/amortecedores tenham sido descritos como tendo uma largura e uma altura, deve ser observado que ambas as dimensões podem variar na direção radial ao longo da aleta/amortecedor ou ao longo da direção axial do tubo de elevação 12. Por exemplo, é possível que a largura na base da aleta possa ser maior que a largura na ponta. Assim, quando o comprimento ou a largura estão sendo usados, alguém versado na técnica pode necessitar fazer ajustes apropriados para acomodar as dimensões reais.

[070]Acredita-se que o projeto descrito acima tenha vantagens sobre projetos anteriores que requerem instalação sobre a borda de um moon pool ou sobre rolos que abaixam significativamente cargas de contato, desse modo reduzindo ou evitando danos às cintas ou aletas de VIV associadas. Em algumas aplicações onde cargas de cisalhamento (axiais) são altas, as aletas de projetos tradicionais podem cisalhar e o sistema resultante é, assim, ineficaz para a supressão de VIV, particularmente quando as cintas de VIV são instaladas sobre uma superfície fixa, por exemplo, borda de moon pool, em vez de sobre rolos. No projeto inventivo, no entanto, as cargas de cisalha- mento podem ser deslocadas, resultando em cargas de contato reduzidas durante a instalação. Sem causar falha catastrófica das aletas, a supressão de VIV mais eficaz pode ser fornecida sem a necessidade de uma longarina e rolos durante o despacho.

[071]Geralmente, cintas de VIV estão sendo instaladas sobre rolos, o que resulta em cargas de contato significativamente mais baixas e nenhum ou dano limitado à cinta de VIV. Quando cargas de cisalhamento (axiais) são altas, as aletas de uma cinta de VIV podem cisalhar e o sistema não é eficaz para suprimir movimentos de VIV, este é particularmente o caso quando as estruturas de VIV estão sendo instaladas sobre superfícies fixas em vez de rolos. Alguns fornecedores usam um chanfro nas primeiras aletas para reduzir a carga de cisalhamento axial na aleta quando ela entra nos rolos de um stinger de uma embarcação de lançamento de tubulação durante a instalação. No entanto, nenhuma das tecnologias convencionais resolve o problema quando as cinas de VIV são instaladas sobre uma superfície fixa. O dispositivo de acordo com a presente divulgação, incluindo amortecedores, evita danos ou cisa- lhamento de aletas, mesmo quando cintas de VIV serão instaladas sobre uma superfície fixa.

[072]Os versados na técnica apreciarão que são possíveis muitas modificações e variações em termos das modalidades, configurações, materiais e métodos divulgados sem afastamento do escopo das reivindicações anexas. Consequentemente, o escopo das reivindicações e seus equivalentes funcionais não devem ser limitados pelas modalidades particulares descritas e ilustradas, pois estas são meramente exemplares na natureza. Por exemplo, elementos descritos em relação a modalidades separadas podem ser combinados.

Claims (19)

1. Dispositivo de supressão de vibração induzida por vórtice (10) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um tubo de elevação (12); um corpo de cinta (14) envolvendo o tubo de elevação (12); uma aleta (16) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a aleta (16) tendo uma altura (18) e uma largura (20); e um amortecedor (26) para proteger a aleta absorvendo energia mediante impacto radial, o amortecedor (26) se estendendo para fora do corpo de cinta (14) e tendo uma altura (32); em que a altura do amortecedor (32) do pelo menos um amortecedor (26) é menor que a altura (18) da pelo menos uma aleta (16).

2. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o amortecedor (26) tem uma largura (27) ao longo da circunferência do corpo de cinta (14) que é maior que a altura (32) do amortecedor (26).

3. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a altura (32) do amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vezes a largura (20) da aleta (16).

4. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma distância (30) entre a aleta (16) e o amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vezes a altura (18) da aleta (16).

5. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a altura (32) do amortecedor (26) e uma distância (30) entre a aleta (16) e o amortecedor (26) criam uma fenda (28) definindo uma área de seção transversal que é igual ou maior que uma área de seção transversal definida pela altura (18) e pela largura (20) da aleta (16).

6. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a fenda (28) define uma distância entre um topo do amortecedor (26) e uma base (24) da aleta (16), a referida distância sendo menor que a altura (18) da aleta (16).

7. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um segundo amortecedor (126) se estendendo para fora do corpo de cinta (14) em um lado oposto da aleta (16) como o primeiro amortecedor (26), o segundo amortecedor (126) tendo uma altura (132); em que a altura (132) do segundo amortecedor (126) é menor que a altura (18) da aleta (16).

8. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a aleta (16) forma um caminho (34) ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14) e o amortecedor (26) forma um caminho ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14) paralelo ao caminho (34) da aleta (16).

9. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a aleta (16) forma um caminho helicoidal (34) ao longo de um comprimento do corpo de cinta (14).

10. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: uma segunda aleta (116) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a segunda aleta (116) tendo uma altura (118) e uma largura (120), em que a distância entre a segunda aleta (116) e o amortecedor (26) é maior ou igual a 0,8 vezes a altura (118) da segunda aleta (116).

11. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um elemento de afastamento (36) em uma extremidade do tubo de elevação (12), em que, próximo a uma base (24) da aleta (16), o elemento de afastamento (36) tem uma espessura (38) que é maior que uma espessura (40) do corpo de cinta (14).

12. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que próximo ao amortecedor (26), o elemento de afastamento (36) tem uma espessura (42) igual ou maior que a espessura (40) do corpo de cinta (14) e a espessura (42) é menor ou igual à espessura (40) do corpo de cinta (14) mais a altura (32) do amortecedor (26).

13. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de cinta (14), a aleta (16) e o amortecedor (26) são formados integralmente.

14. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de cinta (14), a aleta (16) e o amortecedor (26) são formados de poliuretano e/ou polietileno.

15. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que uma borda de ataque (46) da aleta (16) é chanfrada.

16. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o amortecedor (26) tem um perfil de seção transversal configurado para reduzir ou aumentar arrasto.

17. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um amortecedor (26) tem um corpo monolítico, sendo um bloco de material.

18. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o material do pelo menos um amortecedor (26) é elástico para permitir que o pelo menos um amortecedor (26) absorva choques mediante o impacto.

19. Elevação CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um tubo de elevação (12); um corpo de cinta (14) envolvendo o tubo de elevação (12); uma aleta (16) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), a aleta (16) tendo uma altura (18) e uma largura (20); e um amortecedor (26) se estendendo para fora do corpo de cinta (14), o amortecedor (26) tendo uma altura (32); em que a altura (32) do amortecedor (26) é menor que a altura (18) da aleta (16), o amortecedor (26) tendo um corpo monolítico, sendo um bloco de material, e o material do amortecedor (26) sendo elástico para permitir que o amortecedor (26) absorva choques mediante o impacto.