BR112019026211A2 - modelo e seu método para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas - Google Patents
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Abstract
Trata-se de um modelo para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas relacionadas umas às outras em uma formação de solo subaquático que compreende uma estrutura de modelo e uma pluralidade de guias de pilha que têm linhas centrais de guia de pilha paralelas e que são fixadas à estrutura de modelo. Cada guia de pilha é dotada de uma estrutura de guia de pilha que circunda uma passagem configurada para passar uma pilha através da mesma. Cada estrutura de guia de pilha inclui uma extremidade superior e uma extremidade inferior. O modelo tem um centro de modelo localizado na parte intermediária das linhas centrais de guia de pilha. Cada guia de pilha é dotada de um espaçador que é fixado à estrutura de guia de pilha e que se projeta na passagem. O espaçador tem uma superfície de contato de pilha para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo. A superfície de contato de pilha envolve um cilindro imaginário que inclui uma linha central que coincide com a linha central de guia de pilha. Na direção circunferencial em torno da linha central de guia de pilha, a localização da superfície de contato de pilha se desloca em relação à estrutura de guia de pilha correspondente em uma direção da extremidade inferior para a extremidade superior da mesma, como observado em uma direção do centro de modelo para a linha central de guia de pilha.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MODELO E SEU MÉTODO PARA USO NA INSTALAÇÃO DE UMA PLURALIDADE DE PILHAS”
[001] A presente invenção refere-se a um modelo para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas relacionadas umas às outras em uma formação de solo subaquático, que compreende uma estrutura de modelo e uma pluralidade de guias de pilha que têm linhas centrais de guia de pilha paralelas e que são fixadas à estrutura de modelo, em que cada guia de pilha é dotada de uma estrutura de guia de pilha que circunda uma passagem configurada para passar uma pilha através da mesma, em que cada estrutura de guia de pilha inclui uma extremidade superior e uma extremidade inferior e o modelo tem um centro de modelo localizado na parte intermediária das linhas centrais de guia de pilha, em que cada guia de pilha é dotada de um espaçador que é fixado à estrutura de guia de pilha e que se projeta na passagem, em que o espaçador tem uma superfície de contato de pilha para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo, em que a superfície de contato de pilha envolve um cilindro imaginário que inclui uma linha central que coincide com a linha central de guia de pilha.
[002] Tal modelo é conhecido a partir do documento EP 2 492 402. O modelo conhecido é dotado de tubos de guia que têm abas de sustentação que se estendem na direção longitudinal dos tubos de guia. As abas de sustentação são fornecidas ao longo da periferia interna de um anel que é disposto ao redor da superfície periférica do tubo de guia. O anel é dividido em duas partes que são acopladas de modo pivotante ao tubo de guia. As abas de sustentação podem passar através de aberturas na parede periférica cilíndrica do tubo de guia. O mecanismo permite que as abas de sustentação sejam giradas para fora de modo que as abas de sustentação possam liberar as pilhas que foram conduzidas no solo. Isso facilita a remoção do modelo da pilha, visto que um modelo de instalação de pilha submarino é tipicamente propenso a ficar preso às pilhas devido à preensão, que pode ser ocasionado por uma pilha que é conduzida no solo em um ângulo menor em relação à linha central do tubo de guia. As desvantagens do modelo conhecido são sua complexidade, os custos relativamente altos relacionados do mesmo e sua propensão a falhas devido à presença de partes móveis em condições severas próximo a um leito marinho.
[003] Um objetivo da invenção é fornecer um modelo robusto que pode ser facilmente liberado das pilhas conduzidas em um leito marinho.
[004] Esse objetivo é alcançado com o modelo de acordo com a invenção, em que, na direção circunferencial em torno da linha central de guia de pilha, a localização da superfície de contato de pilha se desloca em relação à estrutura de guia de pilha correspondente em uma direção da extremidade inferior para a extremidade superior da mesma, como observado em uma direção do centro de modelo para a linha central de guia de pilha.
[005] Isso significa que em condições operacionais do modelo, como observado em uma direção do centro de modelo para uma das linhas centrais de guia de pilha, o nível de altura da superfície de contato de pilha aumenta. O nível mais baixo da superfície de contato de pilha se encontra no lado da guia de pilha, em que o centro de modelo está localizado, e o nível mais alto da superfície de contato de pilha se encontra no lado da guia de pilha que é direcionada na direção contrária ao centro de modelo. Isso fornece a oportunidade de remover facilmente o modelo das pilhas após as mesmas terem sido conduzidas no solo, enquanto seções superiores das pilhas ainda estão em contato com as superfícies de contato de pilha dos respectivos espaçadores; um mecanismo automático de liberação parece ocorrer durante a elevação do modelo.
[006] Mais especificamente, na prática, ao elevar o modelo, o mesmo se inclinará automaticamente em torno de uma localização onde uma das guias de pilha prende na pilha correspondente de modo mais severo; em localizações onde as guias de pilha não prendem ou exercem uma força menor de preensão sobre a pilha correspondente, a guia de pilha se deslocará ao longo da pilha na direção para cima. Consequentemente, na localização de preensão mais forte, a guia de pilha gira em relação à pilha correspondente de modo que pelo menos uma parte da superfície de contato de pilha de seu espaçador perca contato com a pilha devido ao perfil deslocado da superfície de contato de pilha. De fato, como observado ao longo da pilha, a abertura definida pela superfície de contato se altera de um formato circular para um substancialmente oval ou elíptico mediante inclinação da guia de pilha. Após um determinado grau de inclinação, o modelo da guia de pilha que inicialmente prendeu mais severamente na pilha correspondente será liberado e deslocado para cima ao longo da pilha. Posteriormente, se o modelo ainda não puder ser completamente elevado das pilhas, o mesmo processo pode se repetir quando o modelo se inclina em torno de uma localização onde outra guia de pilha prende mais severamente em uma pilha correspondente. Devido ao processo de liberação automática, nenhum elemento móvel de espaçador é necessário pelo modelo de acordo com a invenção.
[007] É observado que a largura da superfície de contato de pilha pode ser muito menor que a distância entre a extremidade superior e a extremidade inferior da estrutura de guia de pilha.
[008] Em uma modalidade prática, a superfície de contato de pilha se estende de modo paralelo a um plano que é angulado em relação a um plano de base que se estende de modo perpendicular às linhas centrais de guia de pilha.
[009] Em uma modalidade particular, o espaçador compreende uma pluralidade de elementos de espaçador localizados em uma distância angular uns em relação aos outros em torno da linha central de guia de pilha, formando, consequentemente, uma superfície de contato de pilha descontínua que compreende porções de superfície de contato distintas nos respectivos elementos de espaçador.
[010] As porções de superfície de contato de uma guia de pilha podem se oblongas e ter direções longitudinais que se estendem de modo paralelo à linha central de guia de pilha. Nesse caso, a superfície de contato de pilha forma uma correia descontínua em torno da linha central de guia de pilha, em que a correia tem uma determinada largura. Quando as superfícies de contato de pilha têm comprimentos iguais, tal correia tem uma largura constante.
[011] As porções de superfície de contato de elementos de espaçador vizinhos podem se sobrepor umas às outras em uma direção ao longo da linha central de guia de pilha. É concebível que as mesmas não se sobreponham, por exemplo, no caso de um número pequeno de elementos de espaçador.
[012] Em uma modalidade prática, cada uma das estruturas de guia de pilha compreende um tubo cilíndrico. O espaçador pode ser facilmente fixado ao lado interno do tubo.
[013] Em uma modalidade particular, o espaçador da guia de pilha forma um espaçador inferior e a guia de pilha compreende um espaçador superior que está localizado entre o espaçador inferior e a extremidade superior da estrutura de guia de pilha. Nesse caso, a guia de pilha pode guiar uma pilha sobre uma ampla distância tanto pelos espaçadores inferior e posterior, enquanto apenas a seção superior de uma pilha é guiada apenas pelo espaçador inferior quando a pilha sai do espaçador superior durante seu deslocamento em direção para baixo.
[014] Mais especificamente, o espaçador superior pode ter uma superfície de contato de pilha superior para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo, que envolve o cilindro imaginário. A superfície de contato de pilha superior não necessita de uma orientação inclinada em relação a um plano de base que se estende de modo perpendicular às linhas centrais de guia de pilha se as pilhas, na prática, forem conduzidas até seus topos alcançarem uma posição além do espaçador superior, como observado a partir de cima.
[015] Os elementos de espaçador do espaçador inferior podem formar elementos de espaçador inferiores, em que o espaçador superior compreende uma pluralidade de elementos de espaçador superiores localizados em distância angular uns dos outros em torno da linha central de guia de pilha, formando, consequentemente, uma superfície de contato de pilha superior descontínua que compreende porções de superfície de contato distintas nos elementos de espaçador superiores.
[016] Os elementos de espaçador superiores podem se deslocáveis na direção radial em relação à estrutura de guia de pilha, o que fornece espaço para um martelo conduzir uma pilha além dos elementos de espaçador superiores.
[017] A invenção também se refere a um método de usar o modelo, como descrito anteriormente, em que o modelo é colocado no solo, as pilhas são inseridas nas respectivas guias de pilha e conduzidas no solo até que as extremidades superiores das respectivas pilhas tenham chegado à superfície de contato de pilha do espaçador Ou, se aplicável, em uma posição além da superfície de contato de pilha superior do espaçador superior, após o qual o modelo é elevado das pilhas que são conduzidas no solo.
[018] A invenção será doravante elucidada em referência a desenhos muito esquemáticos que mostram uma modalidade da invenção a título de exemplificação.
[019] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um modelo de acordo com a invenção.
[020] A Figura 2 é uma vista superior da modalidade, conforme mostrado na Figura 1.
[021] A Figura 3 é uma vista em corte transversal ampliada de uma parte da modalidade de acordo com a Figura 1, como indicado por III-1ll na Figura 2.
[022] A Figura 4 é uma vista lateral da modalidade da Figura 1.
[023] A Figura 5 é uma vista similar àquela da Figura 4, mas que mostra detalhes dos lados internos de guias de pilha do modelo.
[024] As Figuras 1 a 5 mostram vistas diferentes de uma modalidade de um modelo 1 para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas relacionadas umas às outras em uma formação de solo subaquático. Tal modelo de instalação de pilha submarino é tipicamente usado para instalar pilhas de revestimento pré-empilhamento nas quais um revestimento será colocado, por exemplo, como uma fundação para turbinas eólicas offshore. O modelo 1 é posicionado no fundo do mar para garantir que as pilhas estão sendo instaladas na localização correta e conduzidas na direção correta.
[025] A modalidade do modelo 1 compreende uma estrutura de modelo 2, por exemplo, um quadro soldado, e três guias de pilha 3, mas um número diferente de guias de pilha 3 é concebível. Como mostrado na Figura 3, cada guia de pilha 3 tem uma linha central de guia de pilha 4. As linhas centrais 4 são paralelas entre si. As guias de pilha 3 são, cada uma, dotadas de uma estrutura de guia de pilha 5 que é fixada à estrutura de modelo 2. Na modalidade, conforme mostrado na Figura 1, a estrutura de guia de pilha 5 compreende um tubo cilíndrico que circunda uma passagem 6 através da qual uma pilha pode ser passada durante a condução da mesma no solo. Uma porção de extremidade superior da estrutura de guia de pilha 5 tem uma porção cônica para guiar facilmente uma pilha na passagem 6. As extremidades inferiores das estruturas de guia de pilha 5 podem repousar no fundo do mar em condições operacionais. O modelo 1 tem um centro de modelo que é definido na parte intermediária das linhas centrais de guia de pilha 4, nesse caso, na parte intermediária do formato triangular do modelo 1.
[026] A Figura 3 mostra que cada uma das guias de pilha 3 é dotada de elementos de espaçador superiores 7 e elementos de espaçador inferiores 8. Nesse caso, há 12 elementos de espaçador superiores 7 e 12 elementos de espaçador inferiores 8, mas números diferentes são concebíveis. A distância entre os elementos de espaçador inferiores 8 e os elementos de espaçador superiores 7 é maior que a altura de qualquer um dos elementos de espaçador 7, 8, nesse caso. Os elementos de espaçador 7, 8 são fixados à estrutura de guia de pilha 5 na distância angular uns em relação aos outros em torno da linha central de guia de pilha 4 e se projetam na passagem 6. Os elementos de espaçador 7, 8 têm respectivas porções de superfície de contato distintas 9, 10 para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo. Nesse caso, as porções de superfície de contato 9, 10 são oblongas e têm comprimentos iguais em uma direção paralela à linha central de guia de pilha 4. As porções de superfície de contato 9, 10 são direcionadas para a linha central de guia de pilha 4 e podem compreender superfícies curvadas ou planas retangulares.
[027] As porções de superfície de contato 9, 10 tanto dos elementos de espaçador superiores 7 quanto dos elementos de espaçador inferiores 8 formam uma superfície de contato de pilha superior descontínua e uma superfície de contato de pilha inferior descontínua, respectivamente, que envolvem um cilindro imaginário que inclui uma linha central que coincide com a linha central de guia de pilha 4. Isso significa que a superfície de contato de pilha superior e a superfície de contato de pilha inferior podem entrar em contato e guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo.
[028] Na modalidade, conforme mostrado, as porções de superfície de contato superior e inferior formam respectivas correias virtuais descontínuas sobre as respectivas linhas centrais de guia de pilha 4. A Figura 3 mostra que a superfície de contato de pilha superior se desloca de modo paralelo a um plano de base virtual que se estende de modo perpendicular às linhas centrais de guia de pilha 4, enquanto a superfície de contato de pilha inferior se estende de modo paralelo a um plano que é angulado em relação aos plano de base. Como observado em uma direção a partir do centro de modelo para cada uma das linhas centrais de guia de pilha 4, a localização da superfície de contato de pilha inferior se desloca em uma direção da extremidade inferior para a extremidade superior da estrutura de guia de pilha 5 ao longo da circunferência da estrutura de guia de pilha tubular 5. Em outras palavras, os elementos de espaçador inferiores 8 de cada uma das guias de pilha 3 são colocados de uma maneira escalonada na direção para cima, como observado em uma direção do centro de modelo para a linha central de guia de pilha correspondente 4. Na modalidade, conforme mostrado, os elementos de espaçador inferiores 8 são posicionados de modo que as porções de superfície de contato 10 de elementos de espaçador vizinhos 8 se sobreponham umas às outras em uma direção ao longo da linha central de guia de pilha 4.
[029] Antes de conduzir as pilhas no solo, o modelo 1 é colocado no leito marinho. De modo subsequente, as pilhas são inseridas de modo sucessivo nas passagens 6 e conduzidas no solo. As pilhas são conduzidas até que suas extremidades superiores cheguem em uma posição além das porções de superfície de contato 9 dos elementos de espaçador superiores 9, como observado a partir de cima. Após a última pilha ter sido conduzida no solo, o modelo 1 é removido das pilhas por elevação das mesmas. Na prática, uma das guias de pilha 3 pode se prender à pilha correspondente mais severamente. O modelo 1 se inclinará automaticamente sobre essa localização de preensão durante a elevação do modelo 1. Consequentemente, a guia de pilha correspondente 3 gira em relação à pilha de preensão de modo que pelo menos uma parte das porções de superfície de contato 10 dos elementos de espaçador inferiores 8 perca o contato com a pilha devido a suas posições escalonadas em relação à pilha. Como observado a partir da pilha, a abertura definida pelas porções de superfície de contato 10 dos elementos de espaçador inferiores 8 se altera de um formato circular para um formato elíptico, fornecendo, consequentemente, à guia de pilha 3 mais espaço para se deslocar para cima ao longo da pilha. Após um determinado grau de inclinação do modelo 1, a guia de pilha 3 que inicialmente foi presa mais severamente à pilha correspondente, será liberada e deslocada para cima ao longo da pilha. Enquanto isso, outra guia de pilha 3, que inicialmente foi presa menos severamente a uma pilha correspondente, pode se prender de modo crescente durante a operação de elevação. O mesmo processo pode se repetir quando o modelo 1 se inclina de modo subsequente sobre uma localização na qual a guia de pilha 3, agora, se prende ainda mais severamente à pilha correspondente.
[030] A invenção não é limitada à modalidade mostrada nos desenhos e descrita anteriormente, o que pode ser variado de diferentes maneiras dentro do escopo das reivindicações e seus equivalentes técnicos. Por exemplo, os elementos de espaçador superiores podem ser deslocáveis na direção radial em relação à estrutura de guia de pilha a fim de permitir que um martelo passe nos elementos de espaçador superiores. Ademais, os elementos de espaçador superiores podem ser integrados a um único espaçador superior que inclui uma superfície de contato de pilha superior contínua em vez de porções de superfície de contato superiores distintas. De modo similar, os elementos de espaçador inferiores podem ser integrados a um único espaçador inferior que inclui uma superfície de contato de pilha inferior contínua em vez de porções de superfície de contato distintas dos elementos de espaçador inferiores.
Claims (12)
1. Modelo (1) para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas relacionadas umas às outras em uma formação de solo subaquático, que compreende uma estrutura de modelo (2) e uma pluralidade de guias de pilha (3) que têm linhas centrais de guia de pilha paralelas (4) e que são fixadas à estrutura de modelo (2), em que cada guia de pilha (3) é dotada de uma estrutura de guia de pilha (5) que circunda uma passagem (6) configurada para passar uma pilha através da mesma, em que cada estrutura de guia de pilha (5) inclui uma extremidade superior e uma extremidade inferior, e o modelo (1) tem um centro de modelo localizado na parte intermediária das linhas centrais de guia de pilha (4), em que cada guia de pilha (3) é dotada de um espaçador (8) que é fixado à estrutura de guia de pilha (5) e que se projeta na passagem (6), em que o espaçador (8) tem uma superfície de contato de pilha (10) para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo, em que a superfície de contato de pilha (10) envolve um cilindro imaginário que inclui uma linha central que coincide com a linha central de guia de pilha (4), caracterizado por, na direção circunferencial em torno da linha central de guia de pilha (4), a localização da superfície de contato de pilha (10) se deslocar em relação à estrutura de guia de pilha correspondente (5) em uma direção da extremidade inferior para a extremidade superior da mesma, como observado em uma direção do centro de modelo para a linha central de guia de pilha (4).
2. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a superfície de contato de pilha (10) se estender de modo paralelo a um plano que é angulado em relação a um plano de base que se estende de modo perpendicular às linhas centrais de guia de pilha (4).
3. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o espaçador compreender uma pluralidade de elementos de espaçador (8) localizados em distância angular uns em relação aos outros em torno da linha central de guia de pilha (4), formando, consequentemente, uma superfície de contato de pilha descontínua que compreende porções de superfície de contato distintas (10) nos respectivos elementos de espaçador.
4. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por as porções de superfície de contato (10) de uma guia de pilha (3) serem oblongas, com direções longitudinais que se estendem de modo paralelo à linha central de guia de pilha (4).
5. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por as porções de superfície de contato (10) terem comprimentos iguais.
6. Modelo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por as porções de superfície de contato (10) de elementos de espaçador vizinhos (8) se sobreporem umas às outras em uma direção ao longo da linha central de guia de pilha (4).
7. Modelo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por cada uma das estruturas de guia de pilha (5) compreender um tubo cilíndrico.
8. Modelo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o espaçador da guia de pilha (3) formar um espaçador inferior (8), e a guia de pilha (3) compreender um espaçador superior (7) que está localizado entre o espaçador inferior (8) e a extremidade superior da estrutura de guia de pilha (5).
9. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o espaçador superior (7) ter uma superfície de contato de pilha superior (9) para guiar uma pilha durante que conduz a mesma no solo, que envolve o dito cilindro imaginário.
10. Modelo, de acordo com a reivindicação 8 ou 9 e a reivindicação 3, caracterizado por os elementos de espaçador do espaçador inferior formarem elementos de espaçador inferiores (8), e em que o espaçador superior compreende uma pluralidade de elementos de espaçador superiores (7) localizados em uma distância angular uns em relação aos outros em torno da linha central de guia de pilha (4), formando, consequentemente, uma superfície de contato de pilha superior descontínua que compreende porções de superfície de contato distintas (9) nos elementos de espaçador superiores (7).
11. Modelo (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os elementos de espaçador superiores (7) serem deslocáveis em uma direção radial em relação à estrutura de guia de pilha (5).
12. Método para usar o modelo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o modelo (1) ser colocado no solo, as pilhas serem inseridas nas respectivas guias de pilha (3) e conduzidas no solo até que as extremidades superiores das respectivas pilhas tenham atingido a superfície de contato de pilha (10) do espaçador (8) ou, se aplicável, em uma posição para além da superfície de contato de pilha superior (9) do espaçador superior (7), como observado a partir de cima, após o que o modelo (1) é elevado das pilhas que são conduzidas no solo.
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Resumo da Patente de Invenção para: “MODELO E SEU MÉTODO PARA USO NA INSTALAÇÃO DE UMA PLURALIDADE DE PILHAS”
Trata-se de um modelo para uso na instalação de uma pluralidade de pilhas relacionadas umas às outras em uma formação de solo subaquático que compreende uma estrutura de modelo e uma pluralidade de guias de pilha que têm linhas centrais de guia de pilha paralelas e que são fixadas à estrutura de modelo.
Cada guia de pilha é dotada de uma estrutura de guia de pilha que circunda uma passagem configurada para passar uma pilha através da mesma.
Cada estrutura de guia de pilha inclui uma extremidade superior e uma extremidade inferior.
O modelo tem um centro de modelo localizado na parte intermediária das linhas centrais de guia de pilha.
Cada guia de pilha é dotada de um espaçador que é fixado à estrutura de guia de pilha e que se projeta na passagem.
O espaçador tem uma superfície de contato de pilha para guiar uma pilha durante a condução da mesma no solo.
A superfície de contato de pilha envolve um cilindro imaginário que inclui uma linha central que coincide com a linha central de guia de pilha.
Na direção circunferencial em torno da linha central de guia de pilha, a localização da superfície de contato de pilha se desloca em relação à estrutura de guia de pilha correspondente em uma direção da extremidade inferior para a extremidade superior da mesma, como observado em uma direção do centro de modelo para a linha central de guia de pilha.
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