BR112020006276A2 - dispositivo para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir de uma embarcação de superfície para uma estrutura offshore ou para outra embarcação - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um dispositivo, tal como um portaló (4), para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir de uma embarcação de superfície (1) para uma estrutura fixa ou flutuante, por exemplo, uma estrutura offshore, tal como uma turbina eólica (2), ou para outra embarcação, sendo que o dispositivo (4) compreende primeiro e segundo elementos telescópicos (9A, 9B) e uma plataforma intermediária (11) para fazer a ponte da transição entre o primeiro e segundo elementos telescópicos (9A, 9B), tal plataforma (11) é móvel em relação a ambos os elementos telescópicos (9A, 9B).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “DISPOSITIVO PARA TRANSFERIR FUNCIONÁRIOS E/OU MERCADORIAS A PARTIR DE UMA

EMBARCAÇÃO DE SUPERFÍCIE PARA UMA ESTRUTURA OFFSHORE OU PARA OUTRA EMBARCAÇÃO”

[001] A invenção refere-se a um dispositivo, em particular uma sistema de acesso offshore, por exemplo, um portaló, passagem, passarela, sistema de transferência, etc., para transferir funcionários e/ou mercadorias, tal como equipamentos e/ou elementos estruturais, a partir de uma embarcação de superfície para uma estrutura fixa ou flutuante, por exemplo, uma estrutura offshore, tal como uma turbina eólica, ou para outra embarcação, sendo que o dispositivo compreende primeiro e segundo elementos telescópicos. A invenção refere-se adicionalmente a uma embarcação que compreende tal dispositivo.

[002] Sistemas de acesso offshore, como passarelas, são usados, por exemplo, para transferência de pessoal de navios para plataformas fixas ou flutuantes e para outros navios.

[003] O documento nº WO 02/20343, por exemplo, revela uma embarcação fornecida com uma prancha telescópica extensível montada na mesma para movimento em torno de um eixo geométrico vertical.

[004] Com navios menores e/ou durante condições climáticas adversas, o movimento relativo se torna mais pronunciado e as velocidades telescópicas do portaló aumentam. Frequentemente, o movimento telescópico do portaló é um fator limitante para a transferência segura, ou seja, o portaló deslizante de entrada e saída é um risco potencial à segurança de funcionários e/ou mercadorias, por exemplo carga em carrinhos, no portaló.

[005] É um objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo de transferência aprimorado, em particular para melhorar a segurança do funcionários e/ou mercadorias no dispositivo de transferência.

[006] Para essa finalidade, o dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado por uma plataforma intermediária para fazer a ponte da transição entre o primeiro e segundo elementos telescópicos, cuja plataforma é móvel em relação a ambos elementos telescópicos.

[007] Em uma modalidade, a plataforma é móvel para trás e para frente ao longo da transição.

[008] Em outra modalidade, o dispositivo compreende um controlador configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária em relação ao movimento de pelo menos um dos elementos telescópicos, preferencialmente de modo que se correlacione com o movimento de pelo menos um dos elementos telescópicos e/ou de modo que, pelo menos durante a transferência de funcionários e/ou mercadorias, a plataforma seja mantida (retida) ao longo da transição.

[009] Em um refinamento, o movimento da plataforma é proporcional, preferencialmente por um fator em uma faixa a partir de 0,3 a 0,7, por exemplo 0,5, ao movimento relativo dos elementos telescópicos.

[010] Por exemplo, quando o primeiro elemento é fixado, por exemplo, por meio de uma fundação, a uma embarcação e o segundo elemento é fixado, por exemplo, por meio de uma ou mais garras ou por meio de empurrão, para uma estrutura offshore, e a velocidade telescópica do segundo elemento em relação ao primeiro elemento é Vt, o movimento recíproco da plataforma é controlado a uma velocidade Vp que é igual a 0,5 Vt. Portanto, em comparação com um dispositivo sem uma plataforma intermediária, o dispositivo de acordo com a presente invenção compreende duas transições à metade da velocidade telescópica, melhorando a segurança geral.

[011] Em outra modalidade, pelo menos durante a transferência de funcionários e/ou mercadorias, a plataforma é móvel para trás e para frente a partir de uma extremidade do dispositivo à outra extremidade, por exemplo, a plataforma é usada para transportar entre a embarcação de superfície e uma estrutura fixa.

[012] Em um refinamento, o controlador é configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária de modo que sucessivamente correlacione-se com o movimento de um dos elementos telescópicos, por exemplo, seja travado a tal elemento e a uma extremidade de, por exemplo, um portaló, mova-se em direção ao outro elemento telescópico, e correlacione-se com o movimento do outro elemento telescópico, por exemplo, seja travado a tal elemento e à outra extremidade do portaló.

[013] Portanto, a plataforma intermediária pode ser usada como um transporte, por exemplo com portas e/ou luzes, permitindo que funcionários e/ou mercadorias acessem e saiam da plataforma em à velocidade zero em qualquer uma das extremidades, mesmo quando velocidades telescópicas forem altas.

[014] Em outra modalidade, o controlador é configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária, quando a mesma se move a partir de um dos elementos telescópicos para o outro, seguindo uma função matemática definida pelo menos com base no movimento de uma das peças telescópicas em relação à outra. Em uma modalidade, a função é implementada por um algoritmo em tempo real.

[015] Se f(t), g(t), em que t é tempo, forem funções de classe Cn (isto é, funções que têm um derivado da n-ésima ordem que é contínuo) que descrevem os valores de posição (medidos) da peça fixa e da peça telescópica, então um algoritmo de classe Cn calcula uma função de classe Cn h(t), que descreve a posição necessária da plataforma intermediária. Essa função h(t) atende as seguintes exigências (a transição real acontece no intervalo (t1', t2), no entanto, para obter o comportamento necessário a t1' e t2', um intervalo ligeiramente maior (t1, t2) é empregado): para t1 <t <t1': h(t)=f(t) para t2' < t < t2: h(t)=o(t)

[016] Uma vez que o algoritmo é executado em tempo real, o mesmo é causal, isto é, h(to0) não depende dos valores de f(t) e g(t) para t > to.

[017] Uma função de classe C'2 adequada é: h(t) = (1 - O(t - t1º)) 2 f(t) + O(t - t1') - o(t), em que: para t < O, O(t) = O para O <t <t2' - t1'º = to, O(t) = (113/8005): (F1-t9 0/2 + F2-tt9 + F3-t002), em que F1, F2 e F3 são constantes para assegurar o comportamento de classe C'2 em tet,e para t >= t2' - t1', O(t) =1

[018] Para reduzir ou impedir choques durante a transição da plataforma de um elemento telescópico para outro, é preferível que a segunda derivada da função seja contínua, isto é, uma função da classe C'2 seja indicada.

[019] Para também reduzir ou impedir empurrões durante a transição da plataforma de um elemento telescópico para outro, é preferível que a terceira derivada da função seja contínua, isto é, uma função da classe C3 seja indicada.

[020] Tipicamente, a plataforma intermediária é acionada na direção longitudinal do dispositivo, como um portaló, preferencialmente por um sistema de acionamento dedicado e preferencialmente independente do sistema de acionamento telescópico, mas acoplado ao sistema de controle do sistema de acionamento telescópico.

[021] Tipicamente, o controlador compreende um processador e uma memória, e é configurado, por exemplo, programado, para receber dados sobre o movimento relativo dos elementos telescópicos, por exemplo, a partir do sistema de acionamento telescópico ou a partir de um sensor separado, para processar tais dados, e para operar um ou mais acionadores que movem a plataforma intermediária. Por exemplo, o dispositivo pode compreender um transmissor de posição, que mede a posição do elemento telescópico em relação ao elemento “fixo”. Adicionalmente, para melhorar a precisão, o dispositivo pode compreender um transmissor de posição que mede a posição da plataforma intermediária em relação ao elemento “fixo”. Outras possibilidades incluem, porém sem limitação, medições adicionais de velocidades relativas e/ou uma unidade de referência de movimento para determinar as posições relativas.

[022] Em geral, o controlador pode ser implementado na forma de qualquer sistema que inclua um processador e uma memória que sejam capazes de realizar as funções descritas neste relatório descritivo. Adicionalmente, o controlador pode ser acoplado a um ou mais dispositivos de entrada/saída (1/O). Exemplos de dispositivos de entrada podem incluir, porém sem limitação, uma alavanca, um ou mais botões, um teclado (pequeno) ou similares. Exemplos de dispositivos de saída podem incluir,

porém sem limitação, um monitor ou um visor, alto-falantes ou similares. Os dispositivos de entrada e/ou saída podem ser acoplados ao sistema de processamento de dados ou diretamente ou através de controladores interventores de I/O.

[023] Em uma modalidade, o dispositivo compreende um acionador, por exemplo, um aríete hidráulico, correia e polia, cabo e roldana, corrente e roda dentada ou cremalheira e pinhão, para mover a plataforma intermediária em relação a ambos elementos telescópicos.

[024] Em geral, prefere-se que uma extremidade do dispositivo seja conectada de maneira pivotável a uma fundação montada, ou que deva ser montada, em uma embarcação de superfície e, a extremidade livre do dispositivo seja fornecida com uma ou mais garras para acoplar o dispositivo, positivamente ou através de atrito, para uma estrutura offshore ou (outra) embarcação. Prefere-se adicionalmente que o dispositivo compreenda um sistema para compensar ativamente pelos movimentos da embarcação pelo menos durante o acoplamento do dispositivo para uma estrutura offshore ou para outra embarcação.

[025] Para reduzir o consumo de energia, em uma modalidade, a compensação é comutada para ociosa quando o braço estiver acoplado à estrutura offshore. Isto é, após o acoplamento, a extremidade distal do braço (no acoplamento) refere-se à estrutura offshore e à extremidade distal do braço (na fundação) e a embarcação se move livremente em relação à dita estrutura.

[026] A invenção refere-se adicionalmente a uma embarcação de superfície que compreende um dispositivo como descrito acima para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir da embarcação para uma estrutura offshore ou para outra embarcação.

[027] Para fins de conclusão, é dada atenção à técnica anterior a seguir.

[028] O documento nº US 4,011,615 refere-se a um portaló para transferir funcionários entre um navio e uma estrutura fixa é formada pelo primeiro e segundo membros extensíveis de encaixe correspondente que são dispostos para formar uma plataforma. As molas são montadas dentro da plataforma, o que permite que o primeiro e o segundo membros alonguem ou encurtem em torno de um ponto neutro, a fim de acomodar um movimento do navio durante marés pesados. São fornecidos dispositivos de anexação em cada extremidade do portaló para prendê-lo ao navio e à estrutura fixa, respectivamente. Um piso elástico pode ser colocado no portaló para que, quando o portaló se alongar ou encurtar, o funcionário que estiver no portaló não se machuque ou perca o equilíbrio. A modalidade mostrada na Figura 7 do documento nº US 4,011,615 é um portaló de três seções que tem plataformas deslizantes (indicadas pelo numeral 90) que fornecem uma rampa para que funcionários caminhem ao longo da superfície superior (65, 72) de seções (56, 55).

[029] O documento nº NL 1 033 767 refere-se a uma ponte de passarela que tem duas peças móveis em uma direção longitudinal entre si. Um corpo flexível se estende ao longo de uma extremidade (7) e outra extremidade das partes móveis, e é parcialmente sobreposto às peças móveis. Uma superfície superior (13) de uma das peças móveis se move em uma superfície superior (14) da outra peça móvel. Uma peça da armação (16) da peça móvel anterior é conectada a uma base, onde a peça móvel anterior se move em torno de um eixo geométrico paralelo a um piso. A peça móvel posterior tem uma meia peça de armação (22) que sustenta uma passarela. Uma reivindicação independente também é incluída para um método para transferir mercadorias e pessoas entre uma plataforma de um veículo e de uma construção offshore.

[030] O documento nº WO 2012/021062 refere-se a uma embarcação (1) que inclui uma plataforma de compensação de movimento (4). A plataforma compreende pelo menos um transportador (6) para transportar, mover e/ou transferir uma carga, e um portaló (16) dotado de uma primeira extremidade (16a) conectada de maneira pivotável ao transportador (6) e uma segunda extremidade (16b) para entrar em contato com uma área alvo.

[031] O documento nº US 4,473,916 refere-se a um portaló projetado para se estender entre um par de corpos relativamente móveis (2, 50), tal como uma embarcação de resgate de campo offshore e um equipamento ou plataforma tem uma série de plataformas telescópicas (36, 37) que definem uma superfície de passarela substancialmente plana e ligada por uma forma de acoplamento extensor do tipo “lazy-tong” (17, 18, 19, 20).

[032] O documento nº WO 82/01729 refere-se a uma refere-se a uma prancha de segurança automática incluindo uma pluralidade de seções de escada cooperantes que são extensíveis de uma posição totalmente telescópica ou retraída para uma posição alongada para extensão de uma doca ao convés de um navio.

[033] O documento nº JP S60 166583 refere-se a uma segunda rampa deslizável na seção inferior de uma primeira rampa fixada de forma oscilante a um casco, através do intermediário de um trilho de guia disposto ao longo da viga lateral da primeira rampa e também fornecendo de maneira semelhante uma terceira rampa à segunda rampa.

[034] A invenção será agora explicada em mais detalhes com referência aos desenhos, que mostram esquematicamente modalidades do dispositivo de acordo com a presente invenção.

[035] Figura 1 é uma vista lateral de um exemplo de um dispositivo de transferência de acordo com a presente invenção.

[036] Figura 2 é uma vista em perspectiva detalhada de um portaló telescópico que compreende uma plataforma intermediária de acordo com a presente invenção.

[037] Figura 3 contém vistas laterais de vários acionadores para mover a plataforma intermediária de acordo com a presente invenção para frente e para trás.

[038] As Figuras 4A a 4D ilustram o movimento da plataforma intermediária em relação ao portaló telescópico.

[039] Os elementos que são idênticos ou que realizam substancialmente a mesma função são denotadas pelo mesmo numeral.

[040] A Figura 1 mostra uma embarcação de serviço 1 manobrada juntos com uma estrutura offshore fixa, nesse exemplo uma turbina eólica 2 compreende uma plataforma 3. A embarcação transporta um portaló 4 para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir da embarcação de superfície 2 para uma estrutura offshore.

[041] O portaló 4 compreende uma armação de base 5, montada nesse exemplo em um mastro de pedestal 6 por meio de um rolamento oscilante 7. O portaló compreende adicionalmente os chamados atuadores de elevação 8, uma barra de portaló 9 que, por sua vez, compreende primeiro e segundo elementos telescópicos 9A, 9B e conectada com sua extremidade fixa à armação de base 5. A extremidade livre do portaló boom 9 transporta uma plataforma desembarque 10.

[042] A barra de portaló 9 é dotada de uma plataforma intermediária 11 que realiza ponte da transição entre o primeiro e segundo elementos telescópicos 9A, 9B. A plataforma 11 é móvel, em particular, deslizável, para trás e para frente em relação a ambos os elementos telescópicos 9A, 9B e ao longo da transição. A plataforma pode ser, por exemplo, uma placa, por exemplo, uma placa de piso, opcionalmente dotada de paredes laterais ou trilhos e/ou um rampa 11A. Pode ser produzido, por exemplo, de um metal, como aço ou alumínio, ou outro material rígido, como um material sintético não elástico ou mesmo madeira.

[043] O portaló compreende um acionador para mover a plataforma intermediária em relação a ambos os elementos telescópicos. Nesse exemplo, o acionador é conectado com uma extremidade a um dos elementos telescópicos 9A, 9B e com a outra extremidade à plataforma 11. Os exemplos de acionadores adequados são mostrados na Figura 3 e incluem um aríete hidráulico 15, uma cremalheira 16 e pinhão 17, e um cabo e mecanismo de roldana 18.

[044] O portaló é adicionalmente dotado de um controlador configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária por meio do acionador e em relação ao movimento de pelo menos um dos elementos telescópicos.

[045] No exemplo mostrado nas Figuras, o movimento da plataforma 11 é proporcional, por exemplo, por um fator 0,5, ao movimento relativo dos elementos telescópicos 9A, 9B.

[046] Em outro exemplo, a plataforma 11 é móvel para trás e para frente a partir de uma extremidade do dispositivo para a outra extremidade, isto é, de adjacente à armação de base 5 para adjacente à plataforma de desembarque 10. O controlador é configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária 11 de modo que seja, sucessivamente, fixado em relação à armação de base 5, movido em direção à plataforma de desembarque 10 seguindo uma função matemática, e fixado em relação à plataforma de desembarque 10.

[047] Uma função de classe CM3 adequada é: h(t) = (1-0(t - t1'))-f(t) + O(t - 11º)-g(t), em que: para t <O, O(t) = O para O < t < t2'-t1' = to, e(t)=(t14/t807)-(35-t003 - 84-t to02 + 70-1124t8 - 20-93), e para t 2 t2'- t1', e(t) =1

[048] A função, que durante a transição da plataforma a partir de um dos elementos telescópicos para o outro 'mistura' matematicamente os movimentos desses elementos, é mostrada no diagrama na Figura 4A. Os diagramas nas Figuras 4B, 4C, e 4D mostra os movimentos, em termos, respectivamente, da posição, velocidade e aceleração, dos elementos telescópicos e da plataforma, isto é, a linha reta fina representa o movimento do elemento que é considerado fixo (tipicamente o elemento telescópico conectado à embarcação), a linha variável fina representa o movimento do elemento que é considerado como telescópico (tipicamente, o elemento conectado, por exemplo, a uma estrutura offshore), e a linha variável espessa representa o movimento da plataforma. Como é evidente nestas figuras, o movimento da plataforma é suave (figura 4B), sem choques (figura 4C) e sem puxões (figura 4D).

[049] A invenção não é restrita às modalidades descritas acima, que podem ser variadas em diversos modos no interior do escopo das reivindicações. Em um exemplo, para maior precisão, o controlador está configurado para processar medições de velocidade, além de medições de posição.

Além disso, a experiência passada pode ser usada para otimizar o curso (isto é, tornar o curso da plataforma intermediária o mais curto possível) ou o tempo de transição ou para limitar as velocidades máximas e/ou a aceleração máxima.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo, tal como um portaló (4), para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir de uma embarcação de superfície (1) para uma estrutura fixa ou flutuante, por exemplo, uma estrutura offshore, tal como uma turbina eólica (2), ou para outra embarcação, sendo que o dispositivo (4) compreende primeiro e segundo elementos telescópicos (9A, 9B) e caracterizado por uma plataforma intermediária (11) para fazer a ponte da transição entre o primeiro e segundo elementos telescópicos (9A, 9B), tal plataforma (11) é móvel em relação a ambos os elementos telescópicos (9A, 9B).

2. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a plataforma (11) ser móvel para trás e para frente ao longo da transição.

3. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender um controlador configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária (11) em relação ao movimento de pelo menos um dos elementos telescópicos (9A, 9B).

4. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o controlador ser configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária (11) de modo que se correlacione com o movimento de pelo menos um dos elementos telescópicos (9A, 9B).

5. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, pelo menos durante a transferência de funcionários e/ou mercadorias, a plataforma (11) ser mantida ao longo da transição.

6. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por o movimento da plataforma (11) ser proporcional, preferencialmente por um fator em uma faixa a partir de 0,3 a 0,7, por exemplo 0,5, ao movimento relativo dos elementos telescópicos (9A, 9B).

7. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por, pelo menos durante a transferência de funcionários e/ou mercadorias, a plataforma (11) ser móvel para trás e para frente a partir de uma extremidade do dispositivo para a outra extremidade.

8. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o controlador ser configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária (11) de modo que, sucessivamente correlacione-se com o movimento de um dos elementos telescópicos (9A; 9B), mova-se em direção ao outro elemento telescópico, e correlacione-se com o movimento do outro elemento telescópico (9A; 9B).

9. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o controlador ser configurado para controlar o movimento da plataforma intermediária (11), quando a mesma se move a partir de um dos elementos telescópicos (9A; 9B) para o outro (9A; 9B), seguindo uma função matemática definida pelo menos com base no movimento de uma das peças telescópicas (9A; 9B) em relação às outras (9A; 9B).

10. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por pelo menos o primeiro derivado da função ser contínuo.

11. Dispositivo (4), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por pelo menos o primeiro e segundo derivados da função serem contínuos.

12. Dispositivo (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender um acionador, tal como um aríete hidráulico (15), correia e polia, cabo e roldana (18), corrente e roda dentada ou cremalheira e pinhão (16, 17), para mover a plataforma intermediária em relação a ambos os elementos telescópicos.

13. Dispositivo (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por uma extremidade do dispositivo (4) ser conectada de maneira pivotável a uma fundação (6) montada, ou que deve ser montada, em uma embarcação de superfície (1), e preferencialmente compreender um sistema para compensar ativamente pelos movimentos da embarcação pelo menos durante o acoplamento do dispositivo (4) a uma estrutura offshore (2, 3) ou a outra embarcação,

e a extremidade livre (10) do dispositivo (4) é fornecida com uma ou mais garras ou amortecedores para acoplar o dispositivo (4) a uma estrutura offshore (2, 3) ou (outra) embarcação.

14. Dispositivo (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o controlador compreender um processador e uma memória e é configurado para receber dados no movimento relativo dos elementos telescópicos (9A, 9B), para processar tais dados e para operar um ou mais acionadores (15; 16, 17; 18) que movem a plataforma intermediária (11).

15. Embarcação de superfície (1) caracterizada por compreender um dispositivo (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, para transferir funcionários e/ou mercadorias a partir da embarcação (1) para uma estrutura offshore (4) ou para outra embarcação.