BR112020012420A2

BR112020012420A2 - sistema e método para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos em um corpo de água

Info

Publication number: BR112020012420A2
Application number: BR112020012420-6A
Authority: BR
Inventors: Alberto Serena; Giovanni Massari; Diego Lazzarin
Original assignee: Saipem S.P.A.
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-11-24
Also published as: EP3728018B1; US20210179233A1; WO2019123080A1; US11440626B2; EP4023544A1; EP3728018A1

Abstract

É descrito um sistema para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, compreendendo uma estação de superfície flutuante (3) para gerar energia elétrica e receber e transmitir dados; uma estação subaquática (2) conectável a pelo menos um veículo subaquático não tripulado (4); pelo menos uma bóia de profundidade submersa (8; 23; 26); e uma ligação umbilical (5) compreendendo uma linha de transmissão de energia e uma linha de transmissão de dados, mecanicamente e eletricamente conectada à estação de superfície (3) e à estação subaquática (2), e mecanicamente acoplada à bóia de profundidade (8; 23; 26), com a ligação umbilical (5) compreendendo uma primeira seção (9) da ligação umbilical esticada entre a estação subaquática (2) e a bóia de profundidade (8; 23; 26), e uma segunda seção (10) da ligação umbilical estendendo-se de maneira frouxa entre a bóia de profundidade (8; 23; 26) e a estação de superfície (3).

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE DADOS E DE ENERGIA PARA VEÍCULOS SUBAQUÁTICOS EM UM CORPO DE ÁGUA REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS

[001] Este pedido de patente reivindica a prioridade do pedido de patente italiano n° 102017000145949 depositado em 18/12/2017, cujo inteiro conteúdo é aqui incorporado como referência.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção se refere a um sistema para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água. Em particular, a presente invenção encontra aplicação vantajosa em águas profundas.

ESTADO DA ARTE

[003] No setor de petróleo e gás, o uso de veículos subaquáticos não tripulados para realizar inspeção, monitoramento, manutenção e reparo de instalações subaquáticas, geralmente localizadas no leito do corpo de água, é muito difundido. Existem substancialmente dois tipos de veículos subaquáticos não tripulados: os veículos subaquáticos de um primeiro tipo são os chamados ROVs (Remotely Operated Vehicles - Veículos Remotamente Operados), caracterizados por serem conectados a um cabo concebido para transmitir energia e dados; os veículos subaquáticos de um segundo tipo são os chamados AUVs (Autonomous Unmanned Vehicles - Veículos Não Tripulados Autônomos), caracterizados por serem alimentados por baterias que são recarregadas a bordo de uma embarcação.

[004] O desenvolvimento de instalações subaquáticas permanentes para extração e / ou tratamento de hidrocarbonetos requer veículos subaquáticos não tripulados com um maior grau de resistência do que aqueles dos padrões atuais. A definição "instalação subaquática permanente" se refere a uma instalação concebida para operar por vários anos em um corpo de água, geralmente no leito de um corpo de água, já descrita nos pedidos de patente EP 3.253.895 e EP 3.253.945 pertencentes ao Requerente. Uma estação subaquática para alojar, alimentar e manter veículos subaquáticos não tripulados foi descrita no pedido de patente WO 2017 / 153.966, também pertencente ao Requerente. A estação subaquática precisa ser alimentada com energia, normalmente energia elétrica, e trocar dados com uma estação de superfície.

[005] Geralmente, a transmissão de dados e de energia entre a estação subaquática e a estação de superfície é feita através de uma ligação umbilical conectada à estação subaquática e à estação de superfície. Os documentos US 9.505.473, WO 2015 / 124.938, WO 2017 / 019.558 e EP 2.824.822 ilustram diferentes configurações de sistemas de transmissão de energia e / ou de dados entre uma estação de superfície e uma estação subaquática via conexões umbilicais.

[006] Além disso, o documento EP 2.474.467 descreve um dispositivo marítimo compreendendo uma carga útil submersa adaptada para registrar dados sísmicos e / ou eletromagnéticos e transferir esses dados para uma unidade de processamento que pode estar localizada em uma embarcação.

[007] O documento EP 1.218.239 descreve um aparelho subaquático operável remotamente para fazer interface, transferência de energia e compartilhamento de dados com outros dispositivos subaquáticos, compreendendo um veículo com trava volante para interligar energia e dados entre dois dispositivos.

[008] O documento JP 2003 / 048594 descreve uma bóia inteligente que executa o controle de posição e a manutenção de posição por sua própria decisão.

[009] Os problemas associados aos sistemas existentes são que a ligação umbilical e a estação de superfície estão sujeitas às condições climáticas e marítimas, portanto a ligação umbilical está sujeita a muitas tensões que podem comprometer sua integridade e funcionalidade ao longo do tempo.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[010] O objetivo da presente invenção é prover um sistema para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, que mitiga as desvantagens do estado da técnica anterior.

[011] De acordo com a presente invenção, é provido um sistema para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, tal sistema compreendendo: - Uma estação de superfície flutuante configurada para gerar energia elétrica, e receber e transmitir dados;

- Uma estação subaquática conectável a pelo menos um veículo subaquático não tripulado; - Pelo menos uma bóia de profundidade; - Uma ligação umbilical, compreendendo pelo menos uma linha de transmissão de energia e pelo menos uma linha de transmissão de dados, mecanicamente e eletricamente conectada à estação de superfície e à estação subaquática e estando mecanicamente acoplada à bóia de profundidade, e desse modo a ligação umbilical compreende uma primeira seção de ligação umbilical que fica esticada entre a estação subaquática e a bóia de profundidade, e uma segunda seção de ligação umbilical que se estende de maneira frouxa entre a bóia de profundidade e a estação de superfície; e - Um guincho (33; 39) para ajustar seletivamente o comprimento da primeira seção (9) de ligação umbilical e a profundidade da bóia de profundidade (8; 22; 26).

[012] O sistema de acordo com a presente invenção é capaz de minimizar as tensões mecânicas de fadiga na ligação umbilical causadas pelas condições climáticas e pelo mar, que são tipicamente variáveis dentro de uma faixa de profundidade próxima à superfície do corpo de água.

[013] Deste modo, o comprimento distribuído da ligação umbilical, e em particular a profundidade da bóia de profundidade, pode até ser ajustado in situ durante a instalação da ligação umbilical.

[014] O ajuste do comprimento da ligação umbilical tem o propósito de adaptar o comprimento da ligação umbilical quando os requisitos de utilização, neste caso a profundidade do corpo de água, se alteram. O ajuste inicial pode ser realizado antes ou depois da instalação subaquática, com base em simulações. Em geral, a presença do guincho permite uma considerável flexibilidade de uso e de reutilização da ligação umbilical.

[015] De acordo com uma forma de incorporação da presente invenção, o sistema compreende um veículo subaquático não tripulado e um cabo conectado à estação subaquática e ao veículo subaquático não tripulado, tal cabo estando configurado para transmitir dados e energia para a estação subaquática.

[016] Dessa maneira, a transmissão de dados e de energia pode ser provida diretamente entre a estação e o veículo subaquático.

[017] Alternativamente, o veículo subaquático não tripulado não está conectado à estação subaquática por meio de um cabo, e a transmissão de dados e de energia entre a estação de superfície e o veículo subaquático não tripulado ocorre quando o veículo subaquático não tripulado é colocado em uma estação de carregamento localizada na estação base.

[018] A conexão pode ser uma conexão mecânica e / ou por indução eletromagnética e/ou por ressonância eletromagnética.

[019] Em particular, a estação de superfície compreende um dispositivo de posicionamento dinâmico controlado para manter a segunda seção da ligação umbilical frouxa em qualquer fase operacional.

[020] O dispositivo de posicionamento dinâmico compreende um sistema DGPS (Differential Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global Diferencial) por satélite (GPS corrigido por satélite) para detecção de posição; hélices de parafuso ajustáveis de baixa potência; e uma unidade de controle para controlar as hélices e possivelmente corrigir sua posição. Como alternativa ao sistema de satélite, o dispositivo de posicionamento dinâmico pode ser configurado para controlar a posição da estação de superfície em relação a um sistema de referência relacionado, tal como por exemplo a bóia de profundidade.

[021] Deste modo, a estação de superfície é mantida em uma posição substancialmente estacionária graças ao dispositivo de posicionamento dinâmico. Depois que a bóia de profundidade assume uma posição substancialmente estável no corpo de água, é possível selecionar uma posição e uma orientação da estação de superfície que mantém a segunda seção da ligação umbilical frouxa e evita torcer a ligação umbilical. Considerando que são possíveis leves deslocamentos verticais e laterais da estação de superfície e da bóia de profundidade, a configuração frouxa da segunda seção de ligação umbilical permite movimentos relativos entre a estação de superfície e a bóia de profundidade, sem gerar tensões mecânicas perigosas para a integridade e funcionalidade da ligação umbilical.

[022] Em particular, o sistema compreende uma estação de controle configurada para controlar a posição relativa entre a estação de superfície, a bóia de profundidade e o dispositivo de posicionamento dinâmico.

[023] Em particular, a estação de controle fica conectada à estação de superfície através de rádio.

[024] Dessa maneira, a estação de controle pode ser instalada em um local remoto da estação de superfície, por exemplo, em uma embarcação ou em terra. Para esse propósito, a estação de superfície compreende uma antena para receber e transmitir dados.

[025] Em particular, a estação de superfície compreende uma unidade de geração de energia selecionada a partir de: - Um motor endotérmico acoplado a um gerador elétrico; - Um motor endotérmico de circuito fechado acoplado a um gerador elétrico; - Células de combustível; - Uma turbina eólica; - Células solares; - Uma turbina movida a ondas de água.

[026] Dessa forma, a geração de energia ocorre em um local facilmente acessível para recarga e manutenção, relativamente próximo dos usuários localizados no corpo de água.

[027] Em particular, o sistema compreende um conector mecânico montado na extremidade inferior da ligação umbilical, que conecta mecanicamente a ligação umbilical à estação subaquática.

[028] Durante a etapa de instalação do sistema, é importante definir configurações que permitam uma fácil conexão mecânica com a estação base. O aspecto da facilidade de conexão é ainda mais relevante quanto maior for a profundidade do leito do corpo de água no qual a estação subaquática está apoiada.

[029] Em particular, o sistema compreende um lastro acoplado à extremidade inferior da ligação umbilical para facilitar a descida vertical da ligação umbilical durante a instalação do sistema.

[030] Em particular, a bóia de profundidade se estende sobre a ligação umbilical e fica conectada à ligação umbilical.

[031] Na prática, a bóia de profundidade apresenta um formato substancialmente cilíndrico, e uma abertura axial que aloja nela uma seção curta da ligação umbilical. Dessa maneira, a bóia de profundidade não força a ligação umbilical a formar curvas nas proximidades da bóia de profundidade.

[032] Alternativamente, a bóia de profundidade possui um ponto de conexão disposto no lado inferior da bóia de profundidade. Dessa forma, a bóia é relativamente simples, mas é necessário prover elementos de reforço nas proximidades do ponto de conexão, a fim de reforçar a ligação umbilical para evitar dobras potencialmente perigosas para a integridade da ligação umbilical.

[033] De acordo com uma forma de incorporação alternativa adicional, a bóia de profundidade compreende uma pluralidade de mangas montadas em uma seção intermediária da ligação umbilical.

[034] Dessa forma, o impulso vertical provido pela bóia é distribuído ao longo de uma seção intermediária da ligação umbilical, que pode assumir uma configuração tendo um grande raio de curvatura.

[035] Um outro objetivo da presente invenção é prover um método para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, que mitiga as desvantagens do estado da técnica anterior.

[036] De acordo com a presente invenção, é provido um método para transmissão de dados e de energia para veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, tal método compreendendo as etapas de: - Gerar energia elétrica em uma estação de superfície flutuante; - Transferir energia entre a estação de superfície e uma estação subaquática por meio de uma ligação umbilical; - Trocar dados entre a estação de superfície e a estação subaquática por meio da referida ligação umbilical; - Esticar uma primeira seção da ligação umbilical por meio de uma bóia de profundidade, com a primeira seção da ligação umbilical estendendo-se entre a estação subaquática e a bóia de profundidade; - Manter frouxa uma segunda seção da ligação umbilical, estendendo-se entre a bóia de profundidade e a estação de superfície; e - Ajustar seletivamente o comprimento da primeira seção (9) de ligação umbilical e a profundidade da bóia de profundidade (8; 22; 26) por meio de um guincho (33; 39).

[037] Desta forma, a ligação umbilical é impedida de ser submetida a tensões mecânicas de fadiga perigosas, e é simples de instalar.

[038] Em particular, o método de acordo com a presente invenção compreende controlar a posição da estação de superfície por meio de um dispositivo de posicionamento dinâmico, para manter a segunda seção da ligação umbilical frouxa em qualquer etapa operacional.

[039] O dispositivo de posicionamento dinâmico permite que a estação de superfície fique disposta em uma posição substancialmente geo-estacionária. Claramente, pequenos deslocamentos da estação de superfície são possíveis, e esses deslocamentos são compensados pela segunda seção da ligação umbilical na configuração frouxa.

[040] Em particular, o método compreende controlar a posição relativa entre a estação de superfície e a bóia de profundidade, e acionar o dispositivo de posicionamento dinâmico em função da referida posição relativa.

[041] Em geral, o posicionamento dinâmico também serve para evitar tensões mecânicas de tração e torção na ligação umbilical.

[042] Em particular, o método compreende selecionar o comprimento da primeira seção da ligação umbilical para que a bóia de profundidade fique localizada a uma profundidade dentro da faixa entre 40 e 70 m.

[043] O posicionamento da bóia de profundidade é extremamente importante, e ela deve ficar disposta em uma profundidade na qual as condições climáticas e do mar sejam substancialmente constantes.

[044] Em particular, o método compreende selecionar o comprimento da segunda seção da ligação umbilical de modo a que a citada segunda seção da ligação umbilical seja muito maior do que a profundidade da bóia de profundidade. Isto permite grandes deslocamentos relativos entre a estação de superfície e a bóia de profundidade.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[045] Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição a seguir de uma forma de incorporação não limitativa do invento, com referência às figuras dos desenhos anexos, em que:

- A figura 1 é uma vista esquemática, com partes removidas para maior clareza, de um sistema para distribuição de energia e transmissão de dados para alimentar veículos subaquáticos não tripulados em um corpo de água, de acordo com a presente invenção; - A figura 2 é uma vista em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, de uma estação subaquática do sistema de acordo com a presente invenção; - A figura 3 é uma vista esquemática em elevação lateral, com partes removidas para maior clareza, de uma estação de superfície do sistema de acordo com a presente invenção; - As figuras 4 e 5 são vistas em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, de respectivas variantes de um detalhe do sistema ilustrado na figura 1; - A figura 6 é uma vista em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do sistema na Figura 1; - As figuras 7 e 8 são vistas em perspectiva, com partes removidas para maior clareza, das respectivas variantes dos detalhes ilustrados na figura 6.

FORMA DE INCORPORAÇÃO PREFERIDA DA INVENÇÃO

[046] Com referência à figura 1, um sistema 1 para distribuição de energia e transmissão de dados em um corpo de água é representado como um todo. O sistema 1 compreende uma estação subaquática 2; uma estação de superfície 3; pelo menos um veículo subaquático não tripulado 4; e uma ligação umbilical 5 conectada mecanicamente e funcionalmente à estação subaquática 2 e à estação de superfície 3. O sistema 1 é controlado por uma estação de controle 6, que, na figura 1, está disposta a bordo de uma embarcação de suporte 7.

[047] Em uma variante não ilustrada, a estação de controle está localizada em terra.

[048] O sistema 1 compreende uma bóia de profundidade 8, que fica fixada à ligação umbilical 5 e disposta no corpo de água entre a estação subaquática 2 e a estação de superfície 3, e assim a ligação umbilical 5 apresenta uma seção 9, que se estende entre a estação subaquática 2 e a bóia de profundidade 8, e uma seção 10, que se estende entre a bóia de profundidade 8 e a estação de superfície 3.

[049] A estação subaquática 2 está instalada no leito do corpo de água, enquanto que a estação de superfície 3 é uma estação flutuante controlada por um dispositivo de posicionamento dinâmico 11, que permite que a estação de superfície 3 seja mantida em uma posição substancialmente estacionária e com uma determinada orientação. O dispositivo de posicionamento dinâmico 11 pode compreender um sistema de detecção de posição por satélite, de modo a manter a estação de superfície em uma posição geo- estacionária, ou pode compreender um sistema de detecção configurado para manter a posição da estação de superfície estacionária em relação a outros sistemas de referência, como por exemplo a bóia de profundidade 8. O dispositivo de posicionamento dinâmico 11, além do sistema de detecção, compreende hélices de parafuso ajustáveis, e uma unidade de controle configurada para controlar a potência e a orientação das hélices de acordo com os sinais detectados pelo sistema de detecção.

[050] O sistema 1 está configurado para manter a primeira seção 9 da ligação umbilical esticada a uma tensão controlada, e a segunda seção 10 da ligação umbilical frouxa, de modo a acompanhar os movimentos relativos entre a estação de superfície 3 e a bóia de profundidade 8 e evitar tensões mecânicas de fadiga na ligação umbilical 5, causadas pelas condições meteorológicas e marítimas.

[051] No caso ilustrado, o veículo subaquático não tripulado 4 é um ROV conectado à estação subaquática 2 através de um cabo 12.

[052] Com referência à figura 2, a estação subaquática 2 possui uma estrutura de suporte 13, configurada para ser colocada no leito do corpo de água e para acomodar o veículo subaquático não tripulado 4 em uma estação de carregamento 14 especialmente provida. A estação subaquática 2 compreende equipamentos auxiliares, mecânicos e elétricos 15; um dispositivo de acoplamento 16 para conectar mecanicamente a ligação umbilical 5 à estação subaquática 2, e dispositivos de conexão elétrica 17 e 18 para proverem a conexão de energia e de dados entre a ligação umbilical 5 e a estação subaquática 2.

[053] Com referência à figura 3, a estação de superfície 3 compreende uma estrutura de suporte 19, e acomoda uma unidade de geração de energia 20 configurada para produzir energia elétrica; uma antena 21 para receber e transmitir dados; e equipamento de serviço 22. No caso ilustrado, a unidade de geração de energia 20 compreende um gerador elétrico acionado por um motor endotérmico, ficando alojada em um compartimento semi-submerso da estação de superfície 3.

[054] De acordo com formas de incorporação alternativas, não mostradas, a unidade geradora compreende células a combustível, uma turbina eólica, células solares, ou uma turbina movida a ondas de água.

[055] Com referência à figura 1, a ligação umbilical 5 está configurada para fornecer energia e transmitir dados, e está conectada de maneira estável à estação subaquática 2 e à estação de superfície 3, de modo a transmitir a energia gerada na estação de superfície 3 aos usuários conectados na estação subaquática 2, e transmitir dados entre a estação subaquática 2 e a estação de superfície 3. Para esse propósito, a ligação umbilical 5 compreende linhas de energia e linhas de dados, não mostradas nas figuras em anexo.

[056] A bóia de profundidade 8 estende-se em torno da ligação umbilical 5 e fica presa à ligação umbilical 5.

[057] A figura 4 mostra uma bóia de profundidade 23, que é uma variante da bóia 8 e também fica presa à ligação umbilical 5. A bóia 23 possui um ponto de conexão 24 para conexão com a ligação umbilical 5, e nesse ponto a ligação umbilical 5 define uma curvatura. As seções 9 e 10 da ligação umbilical na bóia de profundidade 23 estão associadas a elementos de reforço 25 que impedem a formação de dobras na ligação umbilical 5.

[058] A figura 5 mostra uma bóia de profundidade 26, que representa uma alternativa às bóias intermediárias 8 (figura 1) e 23 (figura 4). A bóia de profundidade 26 compreende uma pluralidade de mangas ajustadas e fixadas em torno da ligação umbilical 5. A bóia 26 estende-se ao longo de uma seção intermediária da ligação umbilical 5 de comprimento considerável, interposta entre as seções 9 e 10. A bóia 26 transmite uma carga distribuída à ligação umbilical 5, e a seção intermediária pode assumir uma configuração curvada.

[059] Com referência à figura 6, a extremidade inferior da ligação umbilical 5 compreende um conector mecânico 27 para prender a ligação umbilical 5 à estação subaquática 2 (figura 1). A extremidade inferior da ligação umbilical 5 está associada a um lastro 28, que apresenta preferencialmente uma formato cilíndrico e aloja nele uma caixa de junção 29. A ligação umbilical 5 está conectada à caixa de junção, a partir da qual projetam-se um terminal de energia 30 e um terminal de dados 31, de preferência definido por um cabo de fibra óptica. A ligação umbilical 5 e os terminais 30 e 31 são protegidos por elementos de reforço 25 na caixa de junção 29.

[060] Durante o uso, e com referência à figura 1, a estação de superfície 3 gera energia elétrica através da unidade de geração de energia 20 e troca sinais com a estação de controle 6 através da antena 21. A estação de superfície 3 está conectada mecanicamente e funcionalmente à ligação umbilical 5, que transmite energia e troca dados com a estação subaquática 2, que por sua vez está conectada ao veículo subaquático não tripulado 4 para fornecer energia e trocar dados.

[061] A seção 9 da ligação umbilical é mantida esticada pela bóia de profundidade 8. O comprimento da seção 9 da ligação umbilical é selecionado para que a bóia de profundidade 8 fique localizada a uma profundidade dentro da faixa entre 70 e 30 metros abaixo da superfície do corpo de água. O comprimento da seção 10 da ligação umbilical é selecionado de modo a que seja consideravelmente maior que a profundidade da bóia 8, a fim de permitir desalinhamentos relativos entre a bóia de profundidade 8 e a estação de superfície 3 em relação a uma direção vertical, e variações de distância entre a bóia de profundidade 8 e a estação de superfície 3. Em outras palavras, as condições climáticas e do mar, tal como o movimento das ondas, correntes e marés, podem causar deslocamentos relativos entre a estação de superfície 3 e a bóia de profundidade 8. Esses fenômenos climáticos e do mar são tipicamente variáveis perto da superfície do corpo de água.

[062] O dispositivo de posicionamento dinâmico 11 da estação de superfície 3, em qualquer caso, mantém a estação de superfície 3 na vizinhança da bóia de profundidade 8, de modo a manter frouxa a seção 10 da ligação umbilical e permitir deslocamentos relativos entre a bóia de profundidade 8 e a estação de superfície 3, sem sujeitar a seção 10 da ligação umbilical a tensões mecânicas de tração e torção.

[063] A operação do sistema 1 não muda em função do tipo de bóia de profundidade usada. Em outras palavras, o sistema 1 pode ser equipado com uma bóia de profundidade 8, ou com uma bóia de profundidade 23, ou com uma bóia de profundidade 26, sem alterar o modo de operação.

[064] Com referência à variante ilustrada na figura 7, a parte inferior da ligação umbilical 5 compreende um conector mecânico 32 para prender a ligação umbilical 5 à estação subaquática 2 (figura 1). No caso ilustrado, o conector mecânico 32 está associado a um guincho 33 em torno do qual é enrolada uma extremidade da seção 34 da ligação umbilical. O guincho 33 possui uma estrutura 35 e um carretel 36 suportado pela estrutura 35 que pode girar seletivamente em torno de um eixo A1, e, se ele for suficientemente pesado, também pode servir como lastro. O guincho 33 aloja uma caixa de junção, não mostrada nas figuras anexas, a partir da qual se projetam um terminal de energia e um terminal de dados, não mostrados nas figuras, os quais ficam respectivamente conectados a dois conectores 37 e 38 dispostos ao longo do carretel 36.

[065] Durante o uso, o guincho 33 fica preferencialmente alojado dentro da estação subaquática 2 (figura 1) de modo a que o comprimento útil da ligação umbilical 5 possa ser ajustado, e o comprimento da seção 9 da ligação umbilical e a profundidade da bóia de profundidade 8 pode ser determinado (figura 1).

[066] O guincho 39 mostrado na figura 8 é uma variante do guincho 33 mostrado na figura 7, sendo diferente deste último, pois o centro de gravidade do guincho 39 está alinhado com o eixo da ligação umbilical estendida.

[067] É óbvio que a presente invenção inclui outras variantes que não são explicitamente descritas, sem contudo fugir do escopo de proteção das reivindicações a seguir.

Claims

Reivindicações

1. SISTEMA PARA TRANSMISSÃO DE DADOS E DE ENERGIA PARA VEÍCULOS SUBAQUÁTICOS NÃO TRIPULADOS EM UM CORPO DE ÁGUA, tal sistema (1) sendo caracterizado por compreender: uma estação de superfície flutuante (3) configurada para gerar energia elétrica e receber e transmitir dados; uma estação subaquática (2) conectável a pelo menos um veículo subaquático não tripulado (4); pelo menos uma bóia de profundidade (8; 23; 26); uma ligação umbilical (5), compreendendo pelo menos uma linha de transmissão de energia e pelo menos uma linha de transmissão de dados, mecanicamente e eletricamente conectada à estação de superfície (3) e à estação subaquática (2), e mecanicamente acoplada à bóia de profundidade (8; 23; 26), com a ligação umbilical (5) compreendendo uma primeira seção (9) da ligação umbilical que fica esticada entre a estação subaquática (2) e a bóia de profundidade (8; 23; 26), e uma segunda seção (10) da ligação umbilical que se estende de maneira frouxa entre a bóia de profundidade (8; 23; 26) e a estação de superfície (3); e um guincho (33; 39) para ajustar seletivamente o comprimento da primeira seção (9) de ligação umbilical e a profundidade da bóia de profundidade (8; 22; 26).

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um veículo subaquático não tripulado (4), e um cabo (12) conectado à estação subaquática (2) e ao veículo subaquático não tripulado (4), tal cabo (12) estando configurado para transmitir energia e dados para a, e a partir da, estação subaquática (2).

3. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação de superfície (3) compreender um dispositivo de posicionamento dinâmico (11), controlado de modo a manter frouxa a segunda seção (10) da ligação umbilical em qualquer etapa operacional.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender uma estação de controle (6) configurada para controlar a posição relativa entre a estação de superfície (3) e a bóia de profundidade (8; 23; 26), e o dispositivo de posicionamento dinâmico (11).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a estação de controle (6) estar conectada à estação de superfície (3) através de rádio.

6. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação de superfície (3) compreender uma antena (21) para transmitir e receber dados.

7. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação de superfície (3) compreender uma unidade de geração de energia (20) selecionada a partir de: um motor endotérmico acoplado a um gerador elétrico; um motor endotérmico de circuito fechado acoplado a um gerador elétrico; células de combustível; uma turbina eólica; células solares; uma turbina movida por ondas de água.

8. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um conector mecânico (27; 32) montado na extremidade inferior da ligação umbilical (5), para conectar mecanicamente a ligação umbilical (5) à estação subaquática (2).

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender um lastro (28) acoplado à extremidade inferior da ligação umbilical (5).

10. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a bóia de profundidade (8) estender-se em torno da ligação umbilical (5), e estar conectada à ligação umbilical (5).

11. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a bóia de profundidade (23) possuir um ponto de conexão (24) disposto no lado inferior da bóia de profundidade (23).

12. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado por a bóia de profundidade (26) compreender uma pluralidade de mangas ajustadas a uma seção intermediária da ligação umbilical (5).

13. MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE DADOS E DE ENERGIA PARA VEÍCULOS SUBAQUÁTICOS NÃO TRIPULADOS EM UM CORPO DE ÁGUA, tal método caracterizado por compreender as etapas de: gerar energia elétrica em uma estação de superfície flutuante (3); transferir energia entre a estação de superfície (2) e uma estação subaquática (2) por meio de uma ligação umbilical (5); trocar dados entre a estação de superfície (3) e a estação subaquática (2) por meio da referida ligação umbilical (5); esticar uma primeira seção (9) da ligação umbilical por meio de uma bóia de profundidade (8; 23; 26), com a primeira seção (9) da ligação umbilical estendendo-se entre a estação subaquática (2) e a bóia de profundidade (8; 23; 26); manter uma segunda seção (10) da ligação umbilical, estendendo-se entre a bóia de profundidade (8; 23; 26) e a estação de superfície (3), frouxa; e ajustar seletivamente o comprimento da primeira seção (9) de ligação umbilical e a profundidade da bóia de profundidade (8; 22; 26) por meio de um guincho (33; 39).

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender uma etapa de transferência de energia e de dados entre a estação subaquática (2) e o veículo subaquático não tripulado (4).

15. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 13 ou 14, caracterizado por compreender uma etapa de controle da posição da estação de superfície (3) por meio de um dispositivo de posicionamento dinâmico (11), para manter frouxa a segunda seção (10) da ligação umbilical em qualquer etapa operacional.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender etapas de controle da posição relativa entre a estação de superfície (3) e a bóia de profundidade (8; 23; 26) e de acionamento do dispositivo de posicionamento dinâmico (11), em função da referida posição relativa.

17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado por compreender uma etapa de selecionar o comprimento da primeira seção (9) da ligação umbilical de modo a que a bóia de profundidade (8; 23; 26) fique localizada a uma profundidade dentro da faixa entre 40 e 70 m.

18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 17, caracterizado por compreender uma etapa de selecionar o comprimento da segunda seção (10) da ligação umbilical de modo a que a citada segunda seção (10) da ligação umbilical seja muito maior do que a profundidade da bóia de profundidade (8; 23; 26).