BR112020020689A2

BR112020020689A2 - Estrutura de aço offshore com integral e saias antiabrasão e de fundação

Info

Publication number: BR112020020689A2
Application number: BR112020020689-0A
Authority: BR
Inventors: Xavier Castello; Marcelo I. L. Souza; Luiz Germano Bodanese; Rafael Bodanese
Original assignee: Horton Do Brasil Tecnologia Offshore Ltda.
Priority date: 2018-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2021-01-19
Also published as: WO2019195909A2; WO2019195909A3; MX2020010630A; US11634197B2; US20210032827A1

Abstract

estrutura de aço offshore com integral e saias antiabrasão e de fundação a presente invenção refere-se a uma estrutura offshore inclui um casco com flutuação ajustável incluindo uma pluralidade de colunas verticais e uma pluralidade de pontões horizontais. cada pontão se estende entre um par de colunas. o casco com flutuação ajustável é configurado para receber um convés superior da plataforma. cada coluna possui um eixo central, uma extremidade superior e uma extremidade inferior. cada pontão tem um eixo longitudinal, uma primeira extremidade acoplada a uma das colunas e uma segunda extremidade acoplada a outra das colunas. a estrutura offshore também inclui um conjunto de fundação anexado a uma extremidade inferior do casco. o conjunto de fundação inclui uma saia de coluna se estendendo para baixo a partir da extremidade inferior de cada coluna e uma saia de pontão se estendendo para baixo a partir de uma superfície inferior de cada pontão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTRU- TURA DE AÇO OFFSHORE COM INTEGRAL E SAIAS ANTIABRA- SÃO E DE FUNDAÇÃO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório dos EUA nº de série 62/654.483 depositado em 8 de abril de 2018, e intitulado "Offshore Steel Structure com Integral Anti-Scour and Foundation Skirts", que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

DECLARAÇÃO SOBRE PATROCÍNIO FEDERAL PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO

[002] Não aplicável.

ANTECEDENTES Campo da descrição

[003] A descrição se refere geralmente a estruturas offshore. Mais particularmente, a descrição se refere a plataformas offshore para perfu- ração offshore e/ou operações de produção. Ainda mais particularmente, a descrição se refere à implantação e instalação de plataformas offshore fundadas no fundo. Antecedentes da descrição

[004] Existem vários tipos de estruturas offshore que podem ser empregadas para perfurar e/ou produzir poços submarinos de petróleo e gás, dependendo da profundidade da água no local do poço subma- rino. Por exemplo, plataformas jackup são comumente empregadas como estruturas de perfuração em profundidades de água inferiores a cerca de 400 pés; plataformas fixas e estruturas baseadas na gravida- de são comumente empregadas como estruturas de produção em pro- fundidades de água entre cerca de 50 e 800 pés; e sistemas flutuan- tes, como plataformas semissubmersíveis, são comumente emprega- dos como estruturas de produção em profundidades de água superio-

res a cerca de 800 pés.

[005] Plataformas fixas e estruturas offshore baseadas em gravi- dade normalmente dependem, pelo menos em parte, de seu peso para resistir às cargas ambientais laterais causadas por ventos, ondas e correntes. Em alguns casos, a fundação da subestrutura pode incluir estacas orientadas verticalmente ou saias projetadas para penetrar no fundo do mar para aumentar a estabilidade e resistência ao rolamento e cargas laterais. Breve sumário da descrição

[006] As modalidades de estruturas offshore são aqui divulgadas. Em uma modalidade, uma estrutura offshore compreende um casco com flutuação ajustável incluindo uma pluralidade de colunas verticais e uma pluralidade de pontões horizontais. Cada pontão se estende entre um par de colunas. O casco com flutuação ajustável é configura- do para receber um convés superior da plataforma. Cada coluna pos- sui um eixo central, uma extremidade superior e uma extremidade infe- rior. Cada pontão tem um eixo longitudinal, uma primeira extremidade acoplada a uma das colunas e uma segunda extremidade acoplada a outra das colunas. A estrutura offshore também compreende um con- junto de fundação anexado a uma extremidade inferior do casco. O conjunto de fundação inclui uma saia de coluna que se estende para baixo a partir da extremidade inferior de cada coluna. Além disso, o conjunto de fundação inclui uma saia do pontão que se estende para baixo a partir de uma superfície inferior de cada pontão.

[007] Outra modalidade de uma estrutura offshore compreende um casco com flutuação ajustável. O casco compreende uma plurali- dade de colunas orientadas verticalmente. O descascador também compreende uma pluralidade de pontões orientados horizontalmente. Cada pontão é posicionado entre um par de colunas. Cada coluna compreende uma placa antiabrasão que se estende horizontalmente a partir de uma extremidade inferior da coluna. Além disso, cada coluna compreende uma saia da coluna que se estende para baixo a partir de uma extremidade inferior da coluna. Cada pontão compreende uma placa antiabrasão que se estende horizontalmente a partir do pontão. Além disso, cada pontão compreende uma saia de pontão que se es- tende para baixo a partir de uma superfície inferior do pontão.

[008] As modalidades de métodos para implantar e instalar uma estrutura offshore em um local de instalação em um corpo de água são divulgadas neste documento. Em uma modalidade, um método compre- ende (a) flutuar um casco com flutuação ajustável para o local de insta- lação. Além disso, o método compreende (b) o transporte de um convés superior da plataforma para o local de instalação separadamente do casco. Além disso, o método compreende (c) lastrear o casco para en- gate com o fundo do mar no local de instalação após (a). Além disso, o método compreende (d) montar o convés superior da plataforma do cas- co no local de instalação após (c) para formar a estrutura offshore.

[009] As modalidades aqui descritas compreendem uma combi- nação de recursos e características destinadas a abordar várias defici- ências associadas a certos dispositivos, sistemas e métodos anterio- res. O anterior descreveu amplamente as características e caracterís- ticas técnicas das modalidades divulgadas, a fim de que a descrição detalhada que se segue possa ser mais bem compreendida. As várias características e características descritas acima, bem como outras, serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica após a leitura da seguinte descrição detalhada e por referência aos desenhos anexos. Deve ser apreciado que a concepção e as modalidades espe- cíficas divulgadas podem ser prontamente utilizadas como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para realizar os mesmos fins que as modalidades divulgadas. Também deve ser percebido que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e escopo dos princípios divulgados neste documento. Breve descrição dos desenhos

[0010] Para uma descrição detalhada das modalidades exempla- res divulgadas, será feita agora referência aos desenhos anexos, em que:

[0011] Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma estrutura offshore fundadas na parte inferior de acordo com os princípios aqui divulgados;

[0012] Figura 2 é uma vista lateral da estrutura offshore da Figura 1;

[0013] Figura 3 é uma vista em perspectiva superior do casco da estrutura offshore da Figura 1;

[0014] Figura 4 é uma vista parcial em perspectiva do casco da Figura 3; e

[0015] Figuras 5-9 são vistas em perspectiva sequenciais da im- plantação e instalação da estrutura offshore da Figura 1. Descrição detalhada das modalidades preferidas

[0016] A descrição a seguir é um exemplo de certas modalidades da descrição. O versado na técnica entenderá que a seguinte descri- ção tem ampla aplicação e a discussão de qualquer modalidade se destina a ser exemplar dessa modalidade e não se destina a sugerir de forma alguma que o escopo da descrição, incluindo o reivindica- ções, está limitada a essa modalidade.

[0017] As figuras não são necessariamente desenhadas em esca- la. Certos recursos e componentes divulgados neste documento po- dem ser mostrados em escala exagerada ou de forma um tanto es- quemática, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no interesse de clareza e concisão. Em algumas das figuras, a fim de melhorar a clareza e concisão, um ou mais compo- nentes ou aspectos de um componente podem ser omitidos ou não podem ter números de referência que identificam os recursos ou com- ponentes. Além disso, dentro do relatório descritivo, incluindo os dese- nhos, numerais de referência semelhantes ou idênticos podem ser usados para identificar elementos comuns ou semelhantes.

[0018] Conforme usado neste documento, incluindo nas reivindi- cações, os termos "incluindo" e "compreendendo", bem como suas derivações, são usados de uma forma aberta e, portanto, devem ser interpretados como significando "incluindo, mas não se limitando a …. ” Além disso, o termo "acoplar" ou "acopla" significa uma conexão indi- reta ou direta. Assim, se um primeiro componente acopla ou é acopla- do a um segundo componente, a conexão entre os componentes pode ser por meio de um engate direto dos dois componentes, ou por meio de uma conexão indireta que é realizada por meio de outros compo- nentes, dispositivos e/ou conexões intermediários. A recitação "com base em" significa "com base pelo menos em parte em." Portanto, se X é baseado em Y, então X pode ser baseado em Y e em qualquer número de outros fatores. A palavra “ou” é usada de maneira inclusiva. Por exemplo, "A ou B" significa qualquer um dos seguintes: "A" sozi- nho, "B" sozinho ou ambos "A" e "B." Além disso, os termos "axial" e "axialmente" geralmente significam ao longo de um determinado eixo, enquanto os termos "radial" e "radial" geralmente significam perpendi- cular ao eixo. Por exemplo, uma distância axial se refere a uma dis- tância medida ao longo ou paralela a um determinado eixo, e uma dis- tância radial significa uma distância medida perpendicular ao eixo. Conforme entendido na técnica, o uso dos termos "paralelo" e "per- pendicular" pode se referir a condições precisas ou idealizadas, bem como a condições em que os membros podem ser geralmente parale- los ou geralmente perpendiculares, respectivamente. Conforme usado neste documento, os termos "aproximadamente", "cerca de", "subs- tancialmente" e semelhantes significam dentro de 10% (ou seja, mais ou menos 10%) do valor recitado. Assim, por exemplo, um ângulo reci- tado de "cerca de 80 graus" se refere a um ângulo que varia de 72 graus a 88 graus.

[0019] Conforme descrito anteriormente, estruturas offshore fun- dadas no fundo, como plataformas fixas e estruturas offshore basea- das em gravidade, geralmente dependem de seu peso para se mante- rem em posição no local de instalação. Consequentemente, essas es- truturas normalmente não são flutuantes e, portanto, dependem de guindastes para posicionar e instalar a subestrutura no fundo do mar e, em seguida, instalar o convés superior da plataforma no topo da su- bestrutura. O uso de barcas-guindaste para instalar a subestrutura e o convés superior da plataforma pode ser demorado e caro. Além disso, as subestruturas sem capacidade de flutuação automática são muito difíceis de remover durante o descomissionamento, porque as estacas instaladas no fundo do mar são difíceis de cortar ou porque as estrutu- ras de concreto podem rachar durante a remoção. Além disso, as cor- rentes oceânicas laterais podem induzir o transporte de sedimentos e a erosão (abrasão) na interface entre a fundação e o fundo do mar, o que pode comprometer a resistência da fundação e a estabilidade da plataforma. A limpeza é convencionalmente tratada por meio de em- barcações de dragagem especializadas, embarcações de despejo de rochas e embarcações de instalação submarina que são usadas para criar uma barreira ao longo do perímetro da fundação para evitar a erosão do solo pelas correntes oceânicas. Os sistemas de proteção contra desgaste típicos podem incluir, por exemplo, pedras, colchões de blocos de concreto, esteiras de borracha, sacos de cascalho, colei- ras, etc. Essas embarcações e serviços aumentam o tempo e o custo para a instalação da plataforma offshore.

[0020] As modalidades aqui descritas são direcionadas a estrutu- ras offshore fundadas no fundo que compreendem cascos flutuantes ajustáveis com placas antiabrasão integrais e saias de fundação As saias de fundação (incluindo saias de coluna e saias de pontão) e pla- cas antiabrasão são parte integrante do casco e podem ser construí- das em um estaleiro antes da implantação do casco. As placas antia- brasão aumentam a área da superfície de contato com o fundo do mar, o que aumenta a capacidade de carga do casco, bem como reduzem o desgaste ao longo do perímetro do casco. As modalidades de estrutu- ras offshore fundadas no fundo aqui descritas mantêm sua posição (no fundo do mar) por autoponderação, por fundações de penetração ra- sas, fricção de uma grande área de contato com o fundo do mar ou combinações dos mesmos. As estruturas offshore fundadas no fundo podem incluir um casco autoflutuante com um espaço entre as colunas suficiente para permitir que uma barca instale o convés superior da plataforma sem o uso de barcas de guindaste. Além disso, as estrutu- ras offshore fundadas no fundo podem incluir saias de fundação em ambas as colunas e pontões para aumentar a área total da saia e re- duzir a profundidade das saias gerais. Além disso, as estruturas offshore fundadas no fundo podem incluir dispositivos de prevenção de abrasão integrais a uma seção de fundo do casco, instalada no local de construção, o que elimina a necessidade de usar embarcações es- pecializadas para instalação de sistemas de proteção contra abrasão.

[0021] Com referência agora às Figuras 1 e 2, uma modalidade de uma estrutura offshore 100 de acordo com os princípios descritos nes- te documento é mostrada. A estrutura 100 é implantada em um corpo de água 101 e fixada de forma liberável ao fundo do mar 102 em um local offshore. Consequentemente, a torre 100 pode ser referida como uma estrutura "fundada no fundo", sendo entendido que as estruturas offshore fundadas no fundo são ancoradas diretamente no fundo do mar e não dependem de sistemas de amarração para manter sua po- sição no local de instalação. Em geral, a estrutura 100 pode ser im-

plantada no mar para perfurar um poço submarino e/ou produzir hidro- carbonetos a partir de um poço submarino. Nesta modalidade, a estru- tura 100 inclui um casco com flutuação ajustável 110 e uma parte su- perior ou convés 150 montada no casco 110 acima da superfície do mar 103. Em geral, o equipamento usado em operações de perfuração ou produção de petróleo e gás, como, por exemplo, uma torre, traba- lhos de estiramento, agitadores de xisto, bombas e semelhantes são dispostos e suportados pelo convés superior da plataforma 150.

[0022] Com referência agora às Figuras 1-3, o casco 110 tem um eixo central orientado verticalmente 115, uma primeira extremidade ou extremidade superior 110a que se estende acima da superfície do mar 103 e uma segunda extremidade ou extremidade inferior 110b. O cas- co 110 é diretamente e de forma liberável fixado ao fundo do mar 102 com um conjunto de fundação 140 disposto ao longo da extremidade inferior 110b. O casco 110 tem uma altura vertical H110 medida axial- mente (verticalmente) da extremidade 110b à extremidade 110a. A al- tura H110 é maior do que a profundidade da água 101 para garantir que o convés superior da plataforma 150 esteja posicionado acima da su- perfície 103 da água 101. Em geral, a altura H110 pode ser variada para instalação em várias profundidades de água. No entanto, as modalida- des da estrutura 100 aqui descritas são particularmente adequadas para implantação e instalação em profundidades de água que variam de cerca de 30 pés a 200 pés.

[0023] O casco 110 inclui uma pluralidade (por exemplo, pelo me- nos três) colunas verticais circunferencialmente espaçadas 120 e uma pluralidade (por exemplo, pelo menos três) de pontões horizontais 130. Cada pontão 130 se estende entre as porções inferiores de cada par de colunas circunferencialmente adjacentes 120, formando assim uma abertura central 118 (Figura 3) através da qual os risers verticais po- dem passar para cima através do casco 110 para os lados superiores

150. Embora quatro pontões 130 sejam fornecidos e a abertura central 118 tenha uma geometria quadrada nesta modalidade, em outras mo- dalidades, um número diferente de pontões (por exemplo, pontões 130) podem ser fornecidos e a abertura central (por exemplo, abertura central 118) pode ter uma forma geométrica diferente, como retangu- lar, triangular, etc.

[0024] Cada coluna externa 120 tem um eixo central ou longitudi- nal 125 orientado paralelo ao eixo 115, uma primeira extremidade ou superior 120a se estendendo acima da superfície do mar 103 e uma segunda extremidade inferior 120b oposta à extremidade 120a. As ex- tremidades superiores 120a definem a extremidade superior 110a do casco 110 e as extremidades inferiores 120b (em conjunto com pon- tões 130) definem a extremidade inferior 110b do casco 110. O convés superior da plataforma 150 é fixado de forma fixa às extremidades su- periores 120a da coluna 120. Além disso, cada coluna 120 tem uma superfície radialmente externa 121 se estendendo entre as extremida- des 120a, 120b. Nesta modalidade, a superfície externa 121 de cada coluna 120 é cilíndrica, no entanto, em outras modalidades, as super- fícies externas das colunas (por exemplo, as superfícies externas 121 das colunas 120) podem ter outras geometrias. Cada coluna 120 inclui uma pluralidade de tanques de lastro empilhados verticalmente sepa- rados por anteparas. Os tanques de lastro de cada coluna 120 podem ser cheios seletivamente com água de lastro e/ou ar para ajustar a for- ça de empuxo aplicada ao casco 110.

[0025] Como mostrado nas Figuras 2 e 3, cada par de colunas cir- cunferencialmente adjacentes 120 está espaçado por uma distância horizontal d. Como será descrito em mais detalhes abaixo, o convés superior da plataforma 150 é transportado para o local de instalação em uma barca e montado na extremidade superior 110a do casco 110 com a barca. Consequentemente, a distância d entre cada par de co-

lunas circunferencialmente adjacentes 120 é de preferência maior do que a largura da barca para permitir que a barca passe entre as colu- nas 120 transportando o convés superior da plataforma 150. Para acomodar a maioria das barcas, a distância d é preferencialmente de pelo menos 65 pés.

[0026] Ainda com referência às Figuras 1-3, cada pontão 130 tem um eixo central ou longitudinal 135 orientado perpendicular aos eixos 115, 125 em vista lateral, uma primeira extremidade 130a acoplada à extremidade inferior 120b de uma coluna 120 e uma segunda extremi- dade 130b acoplada à extremidade inferior 120b de uma coluna cir- cunferencialmente adjacente 120. Além disso, cada pontão 130 tem uma superfície radialmente externa 131 que se estende entre as ex- tremidades 130a, 130b. Nesta modalidade, a superfície externa 131 de cada pontão 130 é cilíndrica, no entanto, em outras modalidades, as superfícies externas dos pontões (por exemplo, as superfícies exter- nas 131 dos pontões 130) podem ter outras geometrias. Como mais bem mostrado na Figura 4, a superfície externa 131 pode ser descrita como tendo uma superfície inferior ou inferior 132, um lado lateral ra- dialmente interno 133 (em relação ao eixo 115) voltado para a abertura 118 e um lado lateral radialmente externo 134 (em relação ao eixo 115) opostamente à abertura 118. Cada pontão 130 inclui uma plurali- dade de tanques de lastro horizontalmente adjacentes separados por anteparas. Os tanques de lastro dos pontões 130 podem ser cheios seletivamente com água de lastro e/ou ar para ajustar a força de flutu- ação aplicada ao casco 110.

[0027] Com referência agora à Figura 4, o conjunto de fundação 140 é fixado de forma fixa à extremidade inferior 110b do casco 110 e, em particular, é fixado de forma fixa às extremidades inferiores 120b das colunas 120 e superfícies de fundo 132 dos pontões 130. Em ge- ral, o conjunto de fundação 140 engata diretamente o fundo do mar

102 para proteger o casco 110 e a estrutura 100 do mesmo, bem co- mo mantém a posição do casco 110 e da estrutura 100 no local de ins- talação, resistindo às cargas laterais aplicadas à estrutura 100. Nesta modalidade, o peso do casco 110 e da estrutura 100 abaixar no fundo do mar 102 em combinação com o conjunto de fundação 140 resistir às cargas laterais aplicadas à estrutura 100, permitindo assim que a estrutura 100 mantenha sua posição no local de instalação sem um sistema de amarração.

[0028] Nesta modalidade, o conjunto de fundação 140 inclui uma pluralidade de saias de colunas 141, uma pluralidade de placas antia- brasão da coluna 143, uma pluralidade de saias do pontão 146, e uma pluralidade de placas antiabrasão do pontão 148. Uma saia da coluna 141 e uma placa antiabrasão da coluna 143 são fornecidas em cada coluna 120, e uma saia do pontão 146 e uma placa antiabrasão do pontão 148 são fornecidas em cada pontão 130. As saias 141, 146 es- tendem-se verticalmente e axialmente para baixo (em relação ao eixo 115) do casco 110 e, em particular, das colunas 120 e pontões 130, respectivamente. As placas antiabrasão 143, 148 estendem-se hori- zontalmente e radialmente para fora (em relação ao eixo 115) a partir do perímetro externo do casco 110 e, em particular, das colunas 120 e pontões 130, respectivamente. As saias 141, 146 e as placas 143, 148 são feitas de materiais rígidos (por exemplo, metal ou ligas de metal) e são fixamente acopladas ao casco 110 de modo que não se movam de forma translacional ou rotacional em relação ao casco 110.

[0029] Ainda com referência à Figura 4, uma saia 141 e uma placa antiabrasão 143 estendem-se de cada coluna 120. Cada saia da colu- na 141 e placa antiabrasão da coluna 143 é a mesma e, assim, uma saia 141 e uma placa 143 serão descritas entendendo-se que as ou- tras saias de coluna 141 e placas de coluna 143, respectivamente, são as mesmas. A saia da coluna 141 está alinhada coaxialmente com a coluna correspondente 120 e se estende axialmente (em relação ao eixo 125) a partir da extremidade inferior 120b da mesma. A extremi- dade superior da saia 141 é fixamente fixada a (ou formada monoliti- camente com) a extremidade inferior 120b da coluna correspondente 120 e a extremidade inferior da saia 141 é distal da coluna correspon- dente 120. Além disso, nesta modalidade, a saia 141 tem a mesma geometria em seção transversal como a coluna correspondente 120 e se estende contiguamente a partir do perímetro externo da coluna cor- respondente 120. Por conseguinte, nesta modalidade, a saia 141 é cilíndrica (forma de seção transversal circular) e tem o mesmo diâme- tro externo que a superfície externa 121 de coluna 120. A saia 141 é aberta em sua extremidade inferior. Nesta modalidade, a saia 141 tem uma largura uniforme medida verticalmente entre suas extremidades superior e inferior.

[0030] A placa antiabrasão 143 estende-se lateral ou horizontal- mente da superfície externa 121 da coluna correspondente 120 na ex- tremidade inferior 120b (na ou imediatamente acima da extremidade superior da saia da coluna correspondente 141). Nesta modalidade, uma pluralidade de suportes ou aletas de suporte circunferencialmente espaçados, rígidos, 144 se estendem entre a coluna 120 e a placa

143. Em particular, os suportes 144 se estendem para baixo da super- fície externa 121 da coluna 120 para a superfície superior da placa

143. Suportes 144 apoiar a placa 143 e ajudar a manter a rigidez e in- tegridade da placa 143 sob carga vertical. Nesta modalidade, a placa 143 tem uma largura horizontal uniforme e geralmente segue os con- tornos da superfície externa 121 da coluna 120.

[0031] Ainda com referência à Figura 4, uma saia 146 e uma placa antiabrasão 148 estendem-se de cada pontão 130. Cada saia 146 do pontão e placa antiabrasão do pontão 148 é a mesma e, portanto, uma saia 146 e uma placa 148 serão descritas sendo entendido que as ou-

tras saias de pontão 146 e placas de pontão 148, respectivamente, são iguais. A saia de pontão 146 é orientada paralelamente ao eixo 135 do pontão correspondente 130 e se estende radialmente (em rela- ção ao eixo 135) e para baixo a partir da superfície inferior 132 do pon- tão correspondente 130. Em particular, a extremidade superior da saia 146 está fixamente fixada à superfície inferior 132 do pontão 130 cor- respondente e a extremidade inferior da saia 146 é distal do pontão 130 correspondente.

[0032] Além disso, a saia 146 de cada pontão 130 se estende axi- almente (em relação ao eixo 135) entre as extremidades 130a, 130b do pontão correspondente 130 e saias de coluna 141 das colunas cir- cunferencialmente adjacentes 120. Nesta modalidade, uma pluralidade de espaçadas axialmente (em relação ao eixo 135) suportes rígidos ou aletas 147 estendem-se da superfície externa 131 do pontão 130 para a saia 146. Os suportes 147 estão dispostos em ambos os lados da saia 146. Os suportes 147 ajudam a manter a rigidez e integridade da placa 146 sob carga horizontal. Nesta modalidade, a saia 146 é uma placa retangular com uma largura uniforme medida verticalmente entre suas extremidades superior e inferior. A placa antiabrasão 148 inclui uma primeira porção 148a se estendendo geralmente para baixo e ra- dialmente para fora (em relação ao eixo 115) da superfície inferior 132 do pontão 130 correspondente e uma segunda porção 148b se esten- dendo horizontalmente para fora da primeira porção 148a. A segunda porção 148b é orientada em um ângulo oblíquo (por exemplo, 135 °) em relação à primeira porção 148a. Além disso, a placa 148 de cada pontão 130 se estende axialmente (em relação ao eixo 135) entre as extremidades 130a, 130b do pontão 130 correspondente e a segunda porção 148b é contígua e se estende axialmente (em relação ao eixo 135) entre as placas antiabrasão da coluna 143 das colunas adjacen- tes 120. Nesta modalidade, uma pluralidade de suportes ou aletas de suporte circunferencialmente espaçados, rígidos, 149 se estendem para baixo da superfície lateral externa radialmente 134 do pontão 130 para a superfície superior da placa 148. Os suportes 149 suportam a placa 148 e ajudam a manter a rigidez e integridade da placa 148 sob carga vertical. Nesta modalidade, a placa 148 tem uma largura hori- zontal uniforme. Como melhor mostrado nas Figuras 2 e 3, nesta mo- dalidade, as placas antiabrasão 143, 148 conectam-se de ponta a pon- ta e se estendem ao redor de todo o perímetro externo do casco 110 na extremidade inferior 110b. Além disso, nesta modalidade, cada pla- ca antiabrasão 143, 148 fica em um plano horizontal comum orientado perpendicularmente aos eixos 115, 125.

[0033] Como será descrito em mais detalhes abaixo, durante a ins- talação do casco 110, as saias 141, 146 penetram verticalmente no fundo do mar 102 e as placas 143, 148 se apoiam contra a superfície superior do fundo do mar 102 quando o casco 110 está assentado contra o fundo do mar 102. As saias 141, 146 suportam horizontalmen- te contra o material que forma o fundo do mar 102 e, assim, resistem às cargas laterais (por exemplo, vento, ondas, correntes do mar) expe- rimentadas pelo casco 110. As placas 143, 148 aumentam a área de superfície de contato com o fundo do mar 102, e assim, aumentar a capacidade de suporte vertical do casco 110. Os suportes 144, 147, 149 suportam as placas 143, as saias 146 e as placas 148, respecti- vamente, e aumentam a rigidez das placas 143, saias 146 e placas 148, respectivamente, como eles entram em contato com o fundo do mar 102. Além disso, com placas antiabrasão 143, 148 dispostas no fundo do mar 102 e se estendendo para fora das colunas 120 e pon- tões 130, respectivamente, as placas 143, 148 se estendem e cobrem o fundo do mar 130 ao longo do perímetro externo do casco 110, des- se modo reduzir e/ou prevenir a erosão do fundo do mar 102 em torno do perímetro do casco 110. Em particular, as placas 143, 148 prote-

gem o solo, cascalho e rocha no fundo do mar 102 em torno do perí- metro externo do casco 110 das correntes de água submarinas .

[0034] Com referência agora às Figuras 5-9, a implantação e insta- lação da estrutura offshore 100 é mostrada. Mais especificamente, a Figura 5 ilustra a implantação separada e independente do convés su- perior da plataforma 150 e do casco 110 para o local de instalação (por exemplo, local do poço), a Figura 6 ilustra a instalação do casco 110 no local de instalação e as Figuras 7-9 ilustram o acasalamento do convés superior da plataforma 150 e casco 110 no local de instalação para formar a estrutura 100. Conforme descrito anteriormente, as quantidades relativas de água de lastro e ar nas colunas 120 e pon- tões 130 podem ser ajustadas de forma controlada e seletiva para va- riar a força de empuxo aplicada ao casco 110. Sem ser limitado por esta ou qualquer teoria particular, e assumindo que o convés superior da plataforma 150 não esteja montado no casco 110, se a força de empuxo total aplicada ao casco 110 for igual ou maior que o peso do casco 110, então o casco 110 flutuará; no entanto, se a força de em- puxo total aplicada ao casco 110 for menor que o peso do casco 110, então o casco 110 afundará.

[0035] Com referência agora à Figura 5, nesta modalidade, o con- vés superior da plataforma 150 e o casco 110 são fabricados separa- damente (por exemplo, no mesmo estaleiro ou em estaleiros diferen- tes) e separadamente transportados para o local de instalação. Em particular, o convés superior da plataforma 150 é disposto em uma barca 160 e transportado para o local de instalação na barca 160, en- quanto o casco 110 é flutuado para o local de instalação (por exemplo, rebocado ou empurrado por meio de um rebocador). A força de empu- xo aplicada ao casco 110 é ajustada por meio de colunas 120 e pon- tões 130 de modo que o casco 110 flutue (por exemplo, a força de empuxo aplicada ao casco 110 excede o peso do casco 110) e pode então ser empurrada ou rebocada para o local de instalação.

[0036] Passando agora para a Figura 6, o casco 110 é flutuado sobre o local de instalação desejado no local de instalação e, em se- guida, lastreado (por exemplo, câmara(s) dentro das colunas 120 e/ou pontões 130 são inundados) para reduzir a força de empuxo aplicada ao casco 110 abaixo do peso do casco 110 de modo que o casco 110 desça para o fundo do mar 102. Conforme a extremidade inferior 110b do casco 110 se aproxima do fundo do mar 102, as saias 141, 146 pe- netram no fundo do mar 102 e as placas antiabrasão 143, 148 se apoiam contra o topo do fundo do mar 102, permitindo assim que o conjunto de fundação 140 fixe removivelmente o casco 110 ao fundo do mar 102 enquanto simultaneamente reduz e/ou evita a erosão em torno do perímetro do casco 110 na extremidade inferior 110b.

[0037] Em seguida, como mostrado na Figura 7, a barca 160 é avançada entre um par de colunas 120 com o convés superior da pla- taforma 150 posicionado acima da extremidade superior 110a do cas- co 110. A barca 160 manobra entre as colunas 110 para posicionar o convés superior da plataforma 150 diretamente sobre as extremidades superiores 120a das colunas 120. Deve ser apreciado que a distância d entre as colunas 120 permite que a barca 160 passe entre elas. O convés superior da plataforma 150 tem uma largura que é maior do que a distância d, no entanto, o convés superior da plataforma 150 es- tá disposto acima das extremidades superiores 120a das colunas 120 e, portanto, as colunas 120 não contatam ou interferem de outra forma com o posicionamento do convés superior da plataforma 150 acima das extremidades superiores 120a. Com a parte superior 150 posicio- nada no local desejado acima das extremidades superiores 120a, a barca 160 é lastrada na barca inferior 160 e na parte superior 150 infe- rior em relação à superfície do mar 103, e simultaneamente a parte superior 150 inferior nas extremidades superiores 120a das colunas

120, formando assim a estrutura offshore 100 como mostrado na Figu- ra 8. À medida que o convés superior da plataforma 150 é abaixado nas colunas 120, o peso do convés superior da plataforma 150 é trans- ferido da barca 160 para o casco 110, o que pode aumentar a carga vertical no casco 110 e empurrar o casco 110 para baixo para um re- engate adicional com o fundo do mar 102. A altura H110 de o casco 110 é maior do que a profundidade da água 101 no local de instalação e, assim, o convés superior da plataforma 150 está posicionado acima da superfície da água 103 quando montado no casco 110 no topo das colunas 120. Passando agora para a Figura 9, com o convés superior da plataforma 150 firmemente montado no casco 110 e o peso do convés superior da plataforma 150 transferido para o casco 110, a barca 160 pode ser lastrada abaixo do convés superior da plataforma 150 de modo que esteja completamente livre do convés superior da plataforma 150 e pode, então, passar livremente entre as colunas 120, completando assim a instalação da estrutura offshore 100. À medida que o convés superior da plataforma 150 é abaixado nas colunas 120, o peso do convés superior da plataforma 150 é transferido da barca 160 para o casco 110, o que pode aumentar a carga vertical no casco 110 e empurrar o casco 110 para baixo para um re-engate adicional com o fundo do mar 102. A altura H110 de o casco 110 é maior do que a profundidade da água 101 no local de instalação e, assim, o convés superior da plataforma 150 está posicionado acima da superfície da água 103 quando montado no casco 110 no topo das colunas 120. Passando agora para a Figura 9, com o convés superior da plataforma 150 firmemente montado no casco 110 e o peso do convés superior da plataforma 150 transferido para o casco 110, a barca 160 pode ser las- trada abaixo do convés superior da plataforma 150 de modo que este- ja completamente livre do convés superior da plataforma 150 e pode, então, passar livremente entre as colunas 120, completando assim a instalação da estrutura offshore 100.

[0038] Da maneira descrita, o convés superior da plataforma 150 e o casco 110 são transportados para o local de instalação de forma in- dependente e montados no local de instalação para formar a estrutura

100. Em geral, o processo mostrado nas Figuras 5-9 e descrito acima pode ser executado ao contrário para desinstalar a estrutura 100 e efe- tivamente mover a estrutura para um local offshore diferente.

[0039] Embora modalidades exemplares tenham sido mostradas e descritas, modificações das mesmas podem ser feitas por um versado na técnica sem se afastar do escopo ou dos ensinamentos aqui. As modalidades aqui descritas são apenas exemplificativas e não são li- mitantes. Muitas variações, combinações e modificações dos siste- mas, aparelhos e processos descritos neste documento são possíveis e estão dentro do escopo da descrição. Por conseguinte, o escopo de proteção não está limitado às modalidades aqui descritas, mas é ape- nas limitado pelas reivindicações que se seguem, o escopo das quais deve incluir todos os equivalentes do assunto das reivindicações. A inclusão de qualquer etapa ou operação do método particular dentro da descrição escrita ou uma figura não significa necessariamente que a etapa ou operação particular é necessária para o método. As etapas ou operações de um método listado no relatório descritivo ou nas rei- vindicações podem ser realizadas em qualquer ordem viável, exceto para aquelas etapas ou operações particulares, se houver, para as quais uma sequência é expressamente declarada. Em algumas im- plementações, duas ou mais das etapas ou operações do método po- dem ser realizadas em paralelo, em vez de serialmente. A recitação de identificadores, como (a), (b), (c) ou (1), (2), (3) antes das operações em uma reivindicação de método, não se destina a e não especifica uma ordem particular para as operações, mas são usados para simpli- ficar a referência subsequente a tais operações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura offshore caracterizada pelo fato de que com- preende: um casco com flutuação ajustável incluindo uma pluralidade de colunas verticais e uma pluralidade de pontões horizontais, em que cada pontão se estende entre um par de colunas, em que o casco com flutuação ajustável é configurado para receber um convés superior da plataforma; em que cada coluna tem um eixo central, uma extremidade superior, e uma extremidade inferior; em que cada pontão tem um eixo longitudinal, uma primeira extremidade acoplada a uma das colunas, e uma segunda extremida- de acoplada a outra das colunas; uma conjunto de fundação fixado a uma extremidade inferi- or do casco, em que o conjunto de fundação inclui: uma saia da coluna se estendendo para baixo da extremi- dade inferior de cada coluna; uma saia do pontão se estendendo para baixo de uma su- perfície inferior de cada pontão.

2. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que o conjunto de fundação compreende: uma primeira pluralidade de placas antiabrasão, em que cada uma da primeira pluralidade de placas antiabrasão se estende horizontalmente de uma das colunas; uma primeira pluralidade de placas antiabrasão, em que cada uma da segunda pluralidade de placas antiabrasão se estende horizontalmente de um dos pontões.

3. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizada pelo fato de que cada uma das placas antiabrasão é posi- cionada ao longo de um perímetro externo do casco em uma extremi-

dade inferior do casco.

4. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizada pelo fato de que o conjunto de fundação compreende: uma primeira pluralidade de suportes de apoio se esten- dendo verticalmente das colunas à primeira pluralidade de placas anti- abrasão; e uma segunda pluralidade de suportes de apoio se esten- dendo verticalmente dos pontões à segunda pluralidade de placas an- tiabrasão.

5. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 3, ca- racterizada pelo fato de que uma primeira pluralidade dos suportes se estende dos pontões às placas antiabrasão se estendendo dos pon- tões;

6. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que cada pontão e cada coluna é ajustavel- mente flutuante.

7. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que cada coluna e cada pontão tem um forma- to cilíndrico.

8. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizada pelo fato de que cada uma das placas antiabrasão fica em um plano horizontal comum.

9. Estrutura offshore, caracterizada pelo fato de que com- preende: um casco com flutuação ajustável compreendendo: uma pluralidade de colunas verticalmente orientadas; uma pluralidade de pontões horizontalmente orientados, em que cada pontão é posicionado entre um par de colunas; compreendendo: uma placa antiabrasão se estendendo horizontalmente de uma extremidade inferior da coluna; e uma saia da coluna se estendendo para baixo de uma ex- tremidade inferior da coluna; compreendendo: uma placa antiabrasão se estendendo horizontalmente do pontão; e uma saia do pontão se estendendo para baixo de uma su- perfície inferior do pontão.

10. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que cada saia da coluna é configurada para ser acionada em um fundo do mar; e em que cada saia do pontão é configurado para ser aciona- da em um fundo do mar.

11. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que cada placa antiabrasão de cada coluna e cada placa antiabrasão de cada pontão é disposta em um plano ho- rizontal comum.

12. Estrutura offshore, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que cada placa antiabrasão de cada coluna e cada placa antiabrasão de cada pontão é configurada para vertical- mente suportar contra o fundo do mar.

13. Método para implantar e instalar uma estrutura offshore em um local de instalação em um corpo de água, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) flutuar um casco com flutuação ajustável ao local de ins- talação; (b) transportar um convés superior da plataforma ao local de instalação separadamente do casco; (c) alastrar o casco em engate com o fundo do mar no local de instalação após (a); e

(d) montar o convés superior da plataforma ao casco no local de instalação após (c) para formar a estrutura offshore.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteriza- do pelo fato de que o casco compreende uma pluralidade de colunas verticais e uma pluralidade de pontões horizontais, em que cada pon- tão se estende entre duas das colunas; em que uma saia do pontão se estende para baixo de uma superfície inferior de cada pontão e uma saia da coluna se estende para baixo de uma extremidade inferior de cada coluna; em que (c) compreende penetrar o fundo do mar com cada saia do pontão e cada saia da coluna.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteriza- do pelo fato de que uma placa antiabrasão se estende horizontalmente de cada coluna e uma placa antiabrasão se estende horizontalmente de cada pontão; e em que (c) compreende verticalmente suportar contra o fundo do mar com as placas antiabrasão.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracteriza- do pelo fato de que cada placa antiabrasão é posicionada ao longo de um perímetro externo do casco.

17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteriza- do pelo fato de que (b) compreende: transportar o convés superior da plataforma ao local de ins- talação em uma barca.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracteriza- do pelo fato de que o casco compreende uma pluralidade de colunas verticais e uma pluralidade de pontões horizontais, em que cada pon- tão se estende entre duas das colunas; em que (d) compreende: (d1) passar a barca entre as duas das colunas do casco com o convés superior da plataforma disposta na barca; (d2) posicionar o convés superior da plataforma acima do casco durante (d1); (d3) alastrar a barca após (d2) para abaixar o convés supe- rior da plataforma em uma extremidade superior do casco.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, ainda carac- terizado pelo fato de que compreende: transferir o convés superior da plataforma da barca ao cas- co durante (d3); passar a barca entre as duas das colunas após (d3).

20. Método, de acordo com a reivindicação 15, ainda carac- terizado pelo fato de que compreende: resistir às cargas laterais aplicadas ao casco com a saia da colunas e a saia do pontões após (d); e resistir à erosão do fundo do mar adjacente às saias da co- luna e às saias do pontão com as placas antiabrasão após (d).

21. Método, de acordo com a reivindicação 13, ainda carac- terizado pelo fato de que compreende manter a posição da estrutura offshore no local de instalação após (d) sem um sistema de monitora- mento.