BR112019017077A2

BR112019017077A2 - torre para um sistema de lançamento de tubos, embarcação e método para formar uma torre

Info

Publication number: BR112019017077A2
Application number: BR112019017077A
Authority: BR
Inventors: John Urwin Nigel
Original assignee: Ihc Holland Ie Bv
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2020-04-07
Also published as: BR112019017077B1; EP3583339B1; US10995880B2; US20200018423A1; NL2018384B1; CN110402346B; EP3583339A1; WO2018151592A1; CN110402346A

Abstract

uma torre para um sistema de lançamento de tubos compreende uma estrutura com uma perna para sustentar a estrutura, e um suporte do guincho formado integralmente com a perna. o suporte do guincho é capaz de receber e sustentar um guincho e/ou componentes do guincho. o suporte do guincho pode ser formado em uma porção inferior da perna da torre.

Description

TORRE PARA UM SISTEMA DE LANÇAMENTO DE TUBOS, EMBARCAÇÃO E MÉTODO PARA FORMAR UMA TORRE

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a torres para lançamento de tubulações marinhas e, particularmente, essas torres com guinchos.

Antecedentes da Invenção [002] Tubulações submarinas são frequentemente usadas de muitas maneiras diferentes, por exemplo, na indústria de óleo e gás para o transporte do óleo e gás de locais em alto mar (offshore) para centros de produção, para transporte de corrente elétrica, sinais ópticos, informações, etc. As tubulações podem ser tanto de um tipo flexível como rígida, e para lançar essas tubulações, com frequência são usadas embarcações de lançamento de tubulação. As embarcações de lançamento de tubulação com frequência empregam uma rampa ou torre para sustentar e orientar a tubulação durante o processo de lançamento. A torre pode ser fixa, mas mais frequentemente é pivotávei para permitir que a tubulação seja lançada em diferentes ângulos. Alguns exemplos de sistemas de lançamento de tubulação que empregam uma torre incluem, mas não se limitam a, sistemas de lançamento flexível (flex-lay), de lançamento de carretei (reel-lay), de lançamento em forma de J (J-lay) e de lançamento múltiplo (multi-lay).

[003] Para um sistema flex-lay, uma tubulação flexível é armazenada em carretéis, carrosséis ou cestos a bordo da embarcação. Durante o processo de lançamento, a tubulação é enrolada em carretéis a partir do seu local de armazenamento para a parte superior da torre e, em seguida, abaixado através da torre para dentro do mar e para o fundo do mar.

[004] Para o sistema reel-lay, uma tubulação é preparada em terra (onshore) onde longos comprimentos de tubo rígido são soldados juntos para formarem uma tubulação contínua. A tubulação é testada e revestida antes de ser enrolada em carretéis sobre um carretei que é, em seguida, armazenada a bordo da embarcação de lançamento de tubos. Durante o processo de GED · 4450346VI

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2/11 lançamento, a tubulação é enrolada em carretéis a partir de seu carretei de armazenamento para a parte superior da torre, endireitado e, em seguida, abaixado através da torre para o fundo do mar.

[005] Para um sistema J-lay, seções de tubulação rígida são armazenadas a bordo da embarcação. Durante o processo de lançamento, as seções são erguidas para serem alinhadas com a torre e cada uma das outras, onde são soldadas juntas, testada e revestidas. Deste modo, as seções são interconectadas de modo a formarem uma tubulação contínua que é abaixada em direção ao fundo do mar.

[006] Um sistema multi-lay é um sistema flexível que pode combinar qualquer um ou todos os métodos de lançamento de tubos mencionados anteriormente em uma única embarcação, isto é, flex-lay, reel-lay e JJay.

[007] Cada um destes sistemas tipicamente usa uma torre com guinchos de tração que são montados sobre as outras pernas da torre (Figura 1). Os guinchos de tração montados na torre podem ser usados para diferentes propósitos, incluindo fornecer a tensão do cabo de aço para os sistemas de abandono e recuperação (“A&R”).

[008] Atualmente, um guincho de tração é um subsistema independente que é tipicamente fixado a uma torre através de vários pinos e disposições tipo grampo de deslizamento, embora também sejam possíveis outros métodos de fixação. Os pinos e grampos concentram as forças em áreas localizadas e necessitam de pontos de suporte dedicados, localmente enrijecidos. Há também um grau de ineficiência estrutural, uma vez que a fabricação da perna da torre e a fabricação da armação do guincho trabalham de forma independente e não têm capacidade de compartilhamento de carga.

Descrição Resumida da Invenção [009] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, uma torre para um sistema de lançamento de tubos compreende uma armação com uma perna para sustentar a armação, e um suporte do guincho formado integralmente com a perna, o suporte do guincho capaz de receber e sustentar um guincho e/ou GED · 4450346VI

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3/11 componentes do guincho.

[010] Essa torre fornece uma base forte e estável para sustentar um guincho. Pelo menos alguns componentes do guincho, como o alojamento do guincho, podem ser pelo menos parcialmente formados dentro da perna de modo que sejam necessários menos componentes separados, o que pode levar a menos pontos para conectar o guincho a uma perna. Isso também pode levar a uma transferência de força direta para a perna, evitando pontos fracos potenciais e/ou desgaste em pontos de conexão. A torre com suporte do guincho integral fornece uma disposição mais compacta, pelo menos parcialmente, situando o guincho dentro da perna da torre. Isto fornece espaço adicional na torre e ao redor da mesma que pode então ser ocupada por outro equipamento ou usada durante as operações de lançamento de tubos ou quaisquer outras operações na embarcação. A armação pode ser uma armação para meios de lançamento de tubos conforme mostrado nas Figuras 1A e 2, ou qualquer outro tipo de estrutura de armação com pelo menos uma perna de sustentação.

[011] De acordo com uma realização, o suporte do guincho compreende um alojamento do guincho que se estende pelo menos parcialmente para dentro da perna para receber pelo menos parte de uma polia; e um suporte para sustentar um eixo do guincho. Formando o alojamento pelo menos parcialmente se estendendo para dentro da perna, são necessárias menos partes separadas para alojar o guincho e conectar à torre.

[012] De acordo com uma realização, o suporte do guincho ainda compreende um ou mais suportes adicionais para sustentar um ou mais componentes adicionais do guincho. Opcionalmente, um ou mais suportes adicionais são configurados para sustentar um ou mais dentre: um eixo adicional do guincho, um motor, uma caixa de engrenagens, uma polia, rodas dentadas, um sistema de resfriamento, um sistema elétrico e uma cobertura de proteção. Esses suportes podem ajudar a sustentar e transferir diretamente a força do guincho e dos componentes do guincho na perna para uma ligação forte e estável.

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4/11 [013] De acordo com uma realização, a torre ainda compreende uma ou mais partes enrijecidas localizadas da perna no suporte do guincho ou perto do mesmo. Opcionalmente, a rigidez pode ser obtida por: espessamento local da parede da torre ou por adição de elementos de enrijecimento (por exemplo, flanges ou outras partes) ou por alguma combinação de ambos. Fazendo a perna da torre localmente mais espessa, pode-se fazer aumentar as dimensões externas localmente para acomodar o guincho, que pode ser especialmente útil se o guincho é particularmente grande e normalmente não se encaixam dentro da perna da torre. Para guinchos muito grandes, uma seção de perna inteira pode ser localmente ampliada para acomodar o guincho. As partes enrijecidas podem ser do mesmo material que a perna ou de um material diferente. As partes localmente enrijecidas podem fornecer a força necessária, somente nas partes necessárias para sustentar o guincho sem necessitar de uma perna mais grossa ou toda parte, economizando em custos de materiais e peso. Além disso, o enrijecimento localizado, por exemplo, através da adição de material a uma parte da perna pode ser uma maneira relativamente simples e econômica de formar uma perna com a força necessária.

[014] De acordo com uma realização, a torre é de aço.

[015] De acordo com uma realização, a torre é uma torre para um sistema de lançamento de tubos flexíveis, rígidos ou multi-lançamento.

[016] De acordo com uma realização, o suporte do guincho é formado em uma porção da perna. Opcionalmente, esta é uma porção inferior da perna. Se formando em uma porção da perna, o guincho pode, por exemplo, ficar voltado somente para uma direção e ser mantido em uma pequena área, deixando outros lados livres para outros equipamentos ou pessoas.

[017] De acordo com uma realização, qualquer força sobre o suporte do guincho se transfere diretamente para a perna. Isto permite um suporte estável para o guincho. Atualmente, um guincho da técnica anterior tem o seu próprio alojamento separado que é montado à perna da torre. As forças geradas pelo guincho e as tensões do cabo são transmitidas pelo alojamento e transferidas GED · 4450346VI

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5/11 para a perna através das disposições de montagem do suporte. Vantajosamente, a invenção fornece uma via de carga mais direta e eficiente diretamente para a perna sem a necessidade de um alojamento do guincho ou disposição de montagem do alojamento do guincho separados.

[018] De acordo com uma realização, a torre ainda compreende um guincho sustentado pelo suporte do guincho e que se estende pelo menos parcialmente para dentro da perna da torre, de modo que a perna da torre forme pelo menos parte de um alojamento para o guincho.

[019] De acordo com um aspecto adicional da invenção, uma embarcação compreende a torre com suporte do guincho.

[020] De acordo com uma realização, a torre compreende duas pernas e o suporte do guincho é formado na perna no lado da porta. No entanto, em outras realizações, a torre poderia ter um número diferente de pernas e o suporte do guincho poderia ser formado em qualquer uma delas.

[021] De acordo com um aspecto da invenção, um método par formar uma torre compreende formar uma torre com uma perna; e formando integralmente um suporte do guincho na perna. Esse método fornece uma torre que pode sustentar de forma estável um guincho com menos partes do que se a torre fosse formada separadamente e, em seguida, tivesse que ser adaptada para ser capaz de sustentar um guincho. Formando integralmente o suporte do guincho dentro da perna, podem ser feitas uma série de eficiências e economias significativas, incluindo eliminar a necessidade de um alojamento do guincho separado e de alguns pontos de montagem localmente enrijecidos. Isto pode tornar a fabricação mais fácil e mais barata. Além disso, a necessidade reduzida ou eliminada de vários pinos e conjuntos de grampos deslizantes da técnica anterior de guincho economiza peso e custo de fabricação. O suporte do guincho integrado também economiza tempo e esforços de montagem que era necessário para conectar conjuntos de guincho do passado a uma perna da torre.

[022] De acordo com uma realização, a etapa de formar integralmente

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6/11 um suporte do guincho na perna compreende formar a perna com uma reentrância para receber pelo menos parte de uma polia do guincho e um suporte para sustentar um eixo do guincho. A formação de uma reentrância para receber pelo menos parte de uma polia do guincho permite que a perna que atua como pelo menos parte do alojamento do guincho, necessitando assim de menos componentes separados do que sistemas da técnica anterior.

[023] De acordo com uma realização, o método ainda compreende formar a perna com um ou mais suportes para sustentar um ou mais dopantes componentes do guincho adicionais. Esses um ou mais suportes podem ter um suporte estável para montar quaisquer componentes adicionais do guincho conforme desejado. Formar suportes integralmente com a perna também permite interfaces de montagem menos complicadas entre o guincho, componentes do guincho e a torre.

Breve Descrição das Figuras [024] A presente invenção será discutida em mais detalhes abaixo, com referência às Figuras anexas, em que:

[025] A Figura 1A mostra uma vista em perspectiva de uma embarcação com uma torre da técnica anterior com guincho conectado;

[026] A Figura 1B mostra uma vista posterior do guincho da técnica anterior e conexão do alojamento;

[027] A Figura 2 mostra uma vista de uma torre com guincho de acordo com a atual invenção;

[028] A Figura 3A mostra uma vista em perspectiva aproximada de uma parte de uma perna da torre com um suporte do guincho integralmente formado de acordo com a atual invenção;

[029] A Figura 3B mostra uma vista em perspectiva aproximada de um guincho montado na perna da torre da Figura 3A a partir de um primeiro lado, e [030] A Figura 3C mostra uma vista em perspectiva aproximada do guincho montado na perna da torre da Figura 3A a partir de um segundo lado.

Descrição da Invenção

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7/11 [031 ] A Figura 1A mostra uma vista em perspectiva de uma embarcação (10) com uma torre da técnica anterior (12) com guincho (14) com alojamento (16); e a Figura 1B mostra uma vista posterior do guincho de tração (14) da técnica anterior e alojamento (16) não conectado à torre (12). A torre (12) inclui primeira perna (18) e segunda perna (20), e está montada na embarcação (10). A Figura 1A também mostra partes de um sistema de lançamento de tubos (21), incluindo tensionador (22), A&R (23), roda alinhadora (25) e guindaste (27). Outras partes do sistema de lançamento de tubos (21) não são mostradas, por exemplo, partes abaixo do convés como sistemas de armazenamento e manuseio de tubos.

[032] A torre (12) é uma torre de lançamento flexível (f/ex-/ay). O produto flexível (tubo) é trazido para a parte superior da torre (12) e alimentado ao longo da roda alinhadora (25). O guindaste (27) ajuda com este processo (bem como outras funções de manuseio). O tubo é passado através do tensionador (22) e, em seguida, tipicamente através de uma moonpool para a água. Se a torre (12) estiver montada em uma extremidade ou lado da embarcação (10), o tubo pode ser alimentado diretamente para a água, não através de uma moonpool. O tensionador (22) segura o produto e sustenta o peso do produto suspenso. O tensionador (22) também controla a taxa de descida do produto. O A&R (23) é usado para abandonar a extremidade do produto para o fundo do mar no final de uma operação. Ele também pode ser usado para recuperar uma extremidade de produto do fundo do mar e trazê-lo de volta até a embarcação (10), por exemplo, para conectar um novo carretei de tubo para continuar um outro lançamento. O A&R (23) também é usado para abandonar e recuperar outros itens, como tubulação de pedras preciosas e itens volumosos.

[033] O guincho (14) inclui uma série de componentes de guincho padrão (polia, eixos, caixa de engrenagens, sistema elétrico, etc.) que são montados no alojamento (16). O alojamento (16) inclui o conjunto de conexão (24) em um lado posterior, que se conecta à torre (12). Neste exemplo, o conjunto de conexão (24) inclui conjuntos de pinos superiores (26), conjunto de pino intermediário (28)

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8/11 e conjuntos de grampos deslizantes inferiores (30), embora outras disposições de montagem sejam possíveis. Os conjuntos de pinos (26, 28) e conjuntos de grampos deslizantes (30) conectam as interfaces da perna (18) da torre (12) para fixar o alojamento (16) e o guincho (14) à perna (18) da torre (12) para operações. Geralmente, o guincho (14) e o alojamento (16) são fabricados separadamente, e o último fornecido para ser conectado à torre (12) em uma interface de montagem que deve ser fabricada e usinada.

[034] A atual invenção forma um suporte do guincho integralmente com a perna da torre para fornecer uma montagem estável para um guincho com menos partes separadas para fabricar e encaixar. A Figura 2 mostra uma realização do como uma torre (40), com pernas da torre (42), (44) e guincho (48). A torre (40) pode serformada de diferentes materiais, por exemplo, aço ou outros metais fortes ou materiais para suportar um sistema de lançamento de tubos e guincho (48). O guincho (48) geralmente está localizado em uma porção inferior da perna (42), embora possa estar localizado em outro lugar. A torre (40) é uma torre flexível e inclui muitos dos mesmos componentes, conforme explicado em relação à torre (10), e funciona de uma maneira similar.

[035] A Figura 3A mostra uma vista em perspectiva aproximada de um suporte do guincho (50) na perna (42), a Figura 3B mostra uma vista em perspectiva aproximada de um guincho (48) montado na perna da torre (42) de um lado, e a Figura 30 mostra uma vista em perspectiva da perna da torre (42) e guincho (48) a partir de um segundo lado.

[036] A perna da torre (42) inclui o suporte do guincho (50), o qual inclui o alojamento do guincho (52), partes localmente enrijecidas (53a), (53b), suportes do eixo (54) e suportes adicionais (56) para sustentar um ou mais dentre: uma unidade de direção, um motor, caixa de engrenagem, rodas dentadas, sistemas de refrigeração e/ou aquecimento, um sistema elétrico, uma cobertura de proteção ou outros componentes. O alojamento do guincho (52) se estende para dentro da perna (42), formando uma reentrância na perna (42) para alojar pelo menos uma parte do guincho (48).

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9/11 [037] O guincho (48) inclui polias (58), componentes adicionais do guincho (60) e cabo (62). Componentes adicionais do guincho (60) poderíam ser componentes variados dependendo do guincho (48) necessário, e poderíam incluir um ou mais dentre uma unidade de direção, um motor, caixa de engrenagem, rodas dentadas, sistemas de refrigeração e/ou aquecimento, um sistema elétrico, uma cobertura de proteção ou outros componentes.

[038] O suporte do guincho (50) é integralmente formado na perna da torre, de modo que o alojamento (52) se estende pelo menos parcialmente para dentro da perna (42) para receber pelo menos uma parte das polias (58), e outros componentes (como suportes do eixo (54)) podem se estender para além do formato geral de perna (42). Os suportes do eixo (54) são integralmente formados na perna (42), de modo que a força do guincho (48) é transferida diretamente para a perna (42). Uma ou mais partes da perna (42) no suporte do guincho ou próximas ao mesmo (50) podem ser localmente enrijecidas. Nesta realização, o flange (53a) se sobressai a partir da perna da torre (42), o qual mantém a resistência da torre perto da abertura que forma o alojamento do guincho (52). Seções de parede (53b) (e flanges) também poderíam ser mais espessas do que a espessura das paredes da perna da torre (42), por exemplo, 20 a 40% mais espessa, para ajudar a manter a resistência.

[039] Formando a perna (42) da torre (40) com suporte do guincho integral (50), a torre (40) é capaz de fornecer uma base forte e estável para sustentar e pelo menos parcialmente alojar o guincho (48). A força é capaz de ser transferida diretamente do guincho (48) para a perna da torre (42), evitando potenciais fraquezas das torres do passado com sistemas com guincho que tinham que conectar o alojamento do guincho à perna da torre. Além disso, formando integralmente o suporte do guincho (50) na perna da torre, são necessárias menos partes separadas para a fabricação de todo o sistema, simplificando o processo de montagem para a montagem do guincho (48) e da torre (40). A capacidade para reforçar localmente e/ou enrijecer partes da perna da torre (42), por exemplo, através de flanges (53a) e/ou parede espessada GED · 4450346VI

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10/11 (53b), garante que a perna (42) não esteja localmente enfraquecida formando o suporte do guincho (50) integralmente com a perna (42), e a perna (42) mantém a força necessária para lidar com as cargas estruturais de lançamento de tubos e cargas ambientais na torre (40). A capacidade para reforçar localmente e/ou enrijecer partes da perna da torre (42) também garante que a perna (42) terá sustentação suficiente para quaisquer cargas do guincho que possam ser encontradas durante as operações da torre (40). Formar o suporte do guincho (50) integralmente com a perna (42) também permite interfaces de montagem menos complicadas entre o guincho (48) (com alojamentos separados) e a torre (40).

[040] Conforme discutido nos antecedentes, um guincho da técnica anterior tem o seu próprio alojamento separado que é fixado à perna da torre. O método de fixação geralmente necessita de vários pinos e disposições tipo grampo deslizante, embora outros métodos de fixação também podem ser possíveis. Os pinos e grampos concentram as forças para as áreas localizadas e necessitam de pontos de montagem dedicados, localmente enrijecidos em ambas as pernas e o alojamento do guincho. Formando integralmente o suporte do guincho na perna, uma série de eficiências e economias significativas são feitas. O projeto integrado não necessita de um alojamento do guincho separado, ele é, portanto, mais leve e mais barato para a fabricação. Também não há necessidade de vários subconjuntos de pinos e grampos deslizantes, o que permite poupar ainda mais o peso e o custo de fabricação. O guincho integrado não necessita ser montado na perna, economizando ainda tempo e esforços que isto exige.

[041] Embora o guincho (48) seja mostrado com duas polias (58) e, portanto, vários suportes do eixo (54); outras realizações podem ter diferentes configurações de guinchos, por exemplo, com um número diferente de polias e/ou componentes diferentes. Adicionalmente, o suporte do guincho (50) poderia estar localizado em uma localização diferente na torre (40) e/ou a torre (40) poderia ter uma configuração diferente dependendo do uso desejado.

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11/11 [042] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a realizações exemplares, será entendido pelos técnicos no assunto que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem sair do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material específico aos ensinamentos da invenção sem se afastar do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não se limite às realizações particulares ou preferenciais divulgadas, mas que a invenção inclua todas as realizações incluídas dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

Reivindicações

1. TORRE PARA UM SISTEMA DE LANÇAMENTO DE TUBOS, caracterizada por compreender:

- uma armação com uma perna para sustentar a armação, e

- um suporte do guincho formado integralmente com a perna, o suporte do guincho capaz de receber e sustentar um guincho e/ou componentes do guincho.
2. TORRE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo suporte do guincho compreender:

um alojamento do guincho que se estende pelo menos parcialmente para dentro da perna para receber pelo menos parte de uma polia; e um suporte para sustentar um eixo do guincho.
3. TORRE, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo suporte do guincho ainda compreender:

um ou mais suportes adicionais para sustentar um ou mais componentes adicionais do guincho.
4. TORRE, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por um ou mais suportes adicionais serem configurados para sustentar um ou mais dentre: um eixo adicional do guincho, um motor, uma caixa de engrenagens, uma polia, rodas dentadas, um sistema de resfriamento, um sistema elétrico e uma cobertura de proteção.
5. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por ainda compreender:

uma ou mais partes enrijecidas localizadas no suporte do guincho ou perto do mesmo.
6. TORRE, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por uma ou mais partes enrijecidas compreenderem:

um ou mais flanges que se sobressaem a partir da torre.
7. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizada por uma ou mais partes enrijecidas localizadas compreenderem uma ou mais partes da parede no suporte do guincho ou perto do mesmo, as GED · 4450346VI

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2/3 quais são mais espessas do que outras paredes da perna da torre.
8. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela torre ser de aço.
9. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela torre ser uma torre para um sistema de lançamento de tubos flexíveis, rígidos ou multi-lançamento.
10. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo suporte da torre ser formado em uma porção da perna.
11. TORRE, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo suporte da torre ser formado em uma porção inferior da perna.
12. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por qualquer força no suporte do guincho se transferir diretamente para a perna.
13. TORRE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada por ainda compreender:

um suporte sustentado pelo suporte da torre e que se estende pelo menos parcialmente para dentro da perna da torre, de modo que a perna da torre forme pelo menos parte de um alojamento para o guincho.
14. EMBARCAÇÃO, caracterizada por compreender a torre, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.
15. EMBARCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pela torre compreender duas pernas e o suporte do guincho ser formado na perna no lado da porta.
16. MÉTODO PARA FORMAR UMA TORRE, caracterizado por compreender:

formar uma torre com uma perna; e formar integralmente um suporte do guincho na perna.
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela etapa de formar integralmente um suporte do guincho na perna compreender:

formar a perna com uma reentrância para receber pelo menos parte de uma

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3/3 polia do guincho e um suporte para sustentar um eixo do guincho.
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado ainda por compreender:

formar a perna com um ou mais suportes para sustentar um ou mais componentes adicionais do guincho.