BRPI0505812B1

BRPI0505812B1 - ROTARY ARTICULATION OF HIGH OR MEDIUM VOLTAGE, AND, CONSTRUCTION OUTSIDE THE COAST

Info

Publication number: BRPI0505812B1
Application number: BRPI0505812-0A
Authority: BR
Inventors: Longmire Stuart; Perratone René; Pollack Jack
Original assignee: Single Buoy Moorings Inc
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2017-10-17
Also published as: BRPI0505812A

Abstract

articulação rotativa de alta ou média tensão, e, construção fora da costa a invenção relaciona-se a uma articulação rotativa de alta tensão, incluindo um elemento externo anular definindo uma câmara cilíndrica ao redor de um eixo longitudinal e um elemento cilíndrico interno coaxial com o elemento externo e rotativo relativo a dito elemento externo ao redor de dito eixo longitudinal. os elementos internos e externo cada um inclui pelo menos dois condutores elétricos axialmente espaçados, quais condutores são rotativos com os elementos interno e externo, os condutores formando pelo menos dois pares colocados com superfícies de contato em contato elétrico mútuo. um condutor em cada par é provido no elemento interno, o outro no elemento externo e sendo conectado a uma linha de tensão respectiva que se estende a um terminal de entrada e a um terminal de saída respectivamente, os condutores sendo circundados por um material isolante. a invenção é caracterizada pelo fato de que os condutores elétricos do elemento externo são providos em um rebaixo em um anel isolante externo sólido anular, os condutores elétricos do elemento interno são providos em um rebaixo em um anel isolante interno sólido anular, coaxial com o anel externo, os anéis isolantes internos e externo cada um definindo uma superfície de limite se estendendo em uma direção axial, as superfícies de limite dos anéis sendo colocadas em proximidade estreita, os condutores elétricos sendo colocados com suas superfícies de contato na ou perto da superfície de limite.high or medium tension rotary joint, and off-shore construction the invention relates to a high tension rotary joint including an annular outer element defining a cylindrical chamber around a longitudinal axis and an inner cylindrical element coaxial with the outer and rotatable member relative to said outer member about said longitudinal axis. the inner and outer elements each include at least two axially spaced electrical conductors, which conductors are rotatable with the inner and outer elements, the conductors forming at least two pairs placed with contact surfaces in mutual electrical contact. one conductor in each pair is provided on the inner element, the other on the outer element and being connected to a respective voltage line extending to an input terminal and an output terminal respectively, the conductors being surrounded by an insulating material. The invention is characterized by the fact that the electrical conductors of the outer element are provided in a recess in an annular solid outer insulating ring, the electrical conductors of the inner element are provided in a recess in an annular solid inner insulating ring, coaxial with the ring. outer, inner and outer insulating rings each defining a boundary surface extending in an axial direction, the boundary surfaces of the rings being placed in close proximity, the electrical conductors being placed with their contact surfaces on or near the limit.

Description

“ARTICULAÇÃO ROTATIVA DE ALTA OU MÉDIA TENSÃO, E, CONSTRUÇÃO FORA DA COSTA” A invenção relaciona-se a uma articulação rotativa de alta tensão, incluindo um elemento externo anular definindo uma câmara cilíndrica ao redor de um eixo longitudinal e um elemento cilíndrico interno coaxial com o elemento externo e rotativo relativo a dito elemento externo ao redor de dito eixo longitudinal, os elementos interno e externo cada um incluindo dois condutores elétricos axialmente espaçados, quais condutores são rotativos com os elementos interno e externo, os condutores formando dois pares colocados com superfícies de contato em contato elétrico mútuo, um condutor em cada par sendo provido no elemento interno, o outro no elemento externo e sendo conectado a uma linha de tensão respectiva que se estende a um terminal de entrada e a um terminal de saída respectivamente, os condutores sendo circundados por um material isolante. A invenção também relaciona-se a uma articulação rotativa de média tensão do tipo mencionado acima.The invention relates to a high tension rotary joint, including an annular outer element defining a cylindrical chamber around a longitudinal axis and a coaxial inner cylindrical element. with the outer and rotatable member relative to said outer member about said longitudinal axis, the inner and outer members each including two axially spaced electrical conductors, which conductors are rotatable with the inner and outer members, the conductors forming two pairs placed with each other. contact surfaces in mutual electrical contact, one conductor in each pair being provided on the inner element, the other on the outer element and being connected to a respective voltage line extending to an input terminal and an output terminal respectively, the conductors being surrounded by an insulating material. The invention also relates to a medium tension rotary joint of the type mentioned above.

Uma tal articulação rotativa é conhecida da Patente US n° 4.252.388, descrevendo um anel deslizante montado em uma bóia para transmissão de energia de um navio gerador para uma instalação fora da costa. O navio pode circular ao redor da bóia em resposta a condições de vento e corrente, o anel deslizante transmitindo energia trifásica de alta tensão. Os condutores do elemento interno - rotor - são placas anulares montadas em uma estrutura central de braçadeiras de suporte dielétricas, altemativamente com barreiras dielétricas como armelas dielétricas. Os condutores do elemento externo - estator - são providos por escovas de carbono montadas em porta-escovas 69 e contatam os anéis de cobre condutivos dos contatos do rotor. A pilha de anel aberta permite ao óleo isolante dielétrico circular pela pilha, permitindo dimensões menores comparadas a usar ar como um dielétrico. A articulação rotativa conhecida tem uma desvantagem que o óleo dielétrico pode ser contaminado pelas partículas se originando das escovas de carbono em uso. Por este meio, a tensão máxima que pode ser transmitida pela articulação rotativa é limitada.Such a rotary joint is known from US Patent No. 4,252,388, which describes a slip ring mounted on a float for power transmission from a generator ship to an offshore installation. The ship can circulate around the buoy in response to wind and current conditions, the slip ring transmitting high voltage three phase energy. Internal element - rotor - conductors are annular plates mounted on a central structure of dielectric support clamps, alternatively with dielectric barriers such as dielectric shields. The conductors of the outer element - stator - are provided by brush-mounted carbon brushes 69 and contact the conductive copper rings of the rotor contacts. The open ring stack allows dielectric insulating oil to circulate through the stack, allowing for smaller dimensions compared to using air as a dielectric. The known rotary joint has a disadvantage that dielectric oil can be contaminated by particles originating from the carbon brushes in use. Hereby, the maximum tension that can be transmitted by the rotary joint is limited.

Além disso, uso de um isolador dielétrico líquido circulante na articulação rotativa conhecida é relativamente complexo e requer a necessidade por bombas adicionais e projeto estanque a líquido de mancais, enquanto ao mesmo tempo pondo limitações à tensão máxima a ser transmitida pela articulação rotativa. É portanto um objetivo da presente invenção prover uma articulação rotativa de média/alta tensão, preferivelmente uma articulação rotativa de alta tensão de projeto compacto e seguro. É um objetivo adicional da presente invenção prover uma articulação rotativa que pode ser operada a uma tensão relativamente alta.In addition, use of a circulating liquid dielectric isolator at the known rotary joint is relatively complex and requires the need for additional pumps and liquid-tight bearing design, while at the same time limiting the maximum voltage to be transmitted by the rotary joint. It is therefore an object of the present invention to provide a medium / high tension rotary joint, preferably a compact and safe high tension rotary joint. It is a further object of the present invention to provide a rotary joint that can be operated at relatively high tension.

Até agora a articulação rotativa de acordo com a presente invenção é caracterizada pelo fato de que os contatos elétricos do elemento externo são providos em um rebaixo em um anel isolante externo sólido anular; os contatos elétricos do elemento interno são providos em um rebaixo em um anel isolante interno sólido anular, coaxial com o anel externo; os anéis isolantes interno e externo cada um definindo uma superfície de limite se estendendo em uma direção axial, as superfícies de limite de cada anel sendo colocada em proximidade estreita, os condutores elétricos sendo colocados com suas superfícies de contato na ou perto da superfície de limite.Hitherto the rotary joint according to the present invention is characterized by the fact that the electrical contacts of the outer element are provided in a recess in an annular solid outer insulating ring; the electrical contacts of the inner element are provided in a recess in an annular solid inner insulating ring, coaxial with the outer ring; the inner and outer insulating rings each defining a boundary surface extending in an axial direction, the boundary surfaces of each ring being placed in close proximity, the electrical conductors being placed with their contact surfaces at or near the boundary surface .

Pelo uso de material isolante sólido na forma de anéis isolantes, uma alta resistência dielétrica pode ser alcançada tal que altas tensões nos contatos elétricos sejam possíveis, tais como tensões até 33 kV em por exemplo uma corrente nominal de 395 A. Além disso, o uso do material isolante sólido permite ao tamanho e peso da articulação rotativa serem reduzidos, e conseqüentemente ajuda a limitar momentos de flexão na pilha de articulação rotativa de torre. Contaminação reduzida do material isolante por partículas resultando de uso dos contatos elétricos ocorre, tal que as propriedades isolantes sejam mantidas durante a vida da articulação rotativa.By the use of solid insulating material in the form of insulating rings, a high dielectric strength can be achieved such that high voltages in electrical contacts are possible, such as voltages up to 33 kV at for example a rated current of 395 A. In addition, the use of The solid insulating material allows the size and weight of the rotary linkage to be reduced, and consequently helps to limit bending moments in the tower rotary linkage stack. Reduced particulate contamination of the insulating material resulting from the use of electrical contacts occurs such that the insulating properties are maintained over the life of the rotary joint.

Em uma concretização, os condutores no elemento externo e interno incluem superfícies de contato anulares. Pelo uso de superfícies de contato em forma de anel, em vez de escovas de carbono conhecidas, contaminação de óleo dielétrico na articulação rotativa, que pode ser usada dentro de por exemplo 11 kV, pode ser evitada.In one embodiment, the conductors on the outer and inner member include annular contact surfaces. By using ring-shaped contact surfaces instead of known carbon brushes, dielectric oil contamination in the rotary joint, which can be used within for example 11 kV, can be avoided.

Na articulação rotativa, cada contato elétrico inclui um conector se estendendo axialraente do condutor a uma superfície de conector, situada em um invólucro ligado por uma cobertura com uma abertura para receber fixamente um cabo de energia e com meio de fixação para conectar a cobertura ao elemento externo, cada conector na superfície de conector sendo provido com uma cavidade receptora para receber um fio condutor do cabo de energia. Por integração do cabo de energia em caixas terminais que são integradas no corpo da articulação rotativa, certificação da articulação rotativa completa pode ser executada sem um limite de tensão inferior sendo imposto pelos conectores que seria o caso quando conectores de um tipo protegido Exe seriam aplicados.At the rotary joint, each electrical contact includes a connector extending axially from the conductor to a connector surface, situated in a housing connected by a cover with an opening for securely receiving a power cable, and with securing means for connecting the cover to the element. external, each connector on the connector surface being provided with a receptacle recess for receiving a conductor wire from the power cord. By integrating the power cable into terminal boxes that are integrated into the pivot body, full pivot certification can be performed without a lower voltage limit being imposed by the connectors that would be the case when connectors of a protected type Exe would be applied.

Um material adequado para uso como o material isolante sólido inclui um isolador elétrico sólido de polímero de poliéter éter cetona comercialmente disponível sob o nome comercial de PEEK de Entegri Inc.A material suitable for use as the solid insulating material includes a solid polyether ether ketone polymer electrical insulator commercially available under the trade name PEEK from Entegri Inc.

Uma liga de cobre adequada para os contatos elétricos está comercialmente disponível sob o nome comercial de liga de cobre MULTILAM®. Multilam é uma tira de liga de cobre coberta com níquel que usa palhetas de mola de folhas múltiplas e permite contato ser feito por um grande número de pontos de contato definidos. Cada palheta forma uma ponte de corrente independente, de forma que muitas palhetas paralelas reduzem substancialmente a resistência de contato global.A suitable copper alloy for electrical contacts is commercially available under the tradename MULTILAM® copper alloy. Multilam is a nickel plated copper alloy strip that uses multi-leaf spring vanes and allows contact to be made over a large number of defined contact points. Each vane forms an independent current bridge, so many parallel vanes substantially reduce overall contact resistance.

Por causa da alta energia transmitida pelo articulação rotativa elétrica da presente invenção, ela pode ser usada em uma construção fora da costa incluindo uma primeira estrutura flutuante provida com um navio ancorado ao leito de mar de uma maneira girante por uma torre, o navio sendo provido com pelo menos uma articulação rotativa de acordo com a invenção, um condutor elétrico se estendendo de uma fonte de energia no navio a um cabo de energia submarino pela articulação rotativa, o cabo de energia submarino. O condutor elétrico pode se estender a uma ou mais plataformas satélites não tripuladas para exportar por exemplo 22,5 MVA de energia, enquanto a planta de geração elétrica está situada em um FPSO devido a benefícios de economia de escala e presença das tripulações de operação e manutenção. Nas plataformas, os acionamentos principais (por exemplo, compressão de gás, injeção de água, elevação de gás) são elétricos, de alta confiabilidade e baixa manutenção permitindo às plataformas serem não tripuladas.Because of the high energy transmitted by the electric rotary linkage of the present invention, it can be used in an offshore construction including a first floating structure provided with a ship anchored to the seabed by a tower, the vessel being provided. with at least one rotary joint according to the invention, an electrical conductor extending from a ship power source to an underwater power cable by the rotary joint, the underwater power cable. The electrical conductor may extend to one or more unmanned satellite platforms to export for example 22.5 MVA of power, while the electric generation plant is situated in an FPSO due to the economies of scale and presence of operating crews and maintenance. On platforms, the main drives (eg gas compression, water injection, gas lift) are electric, high reliability and low maintenance allowing the platforms to be unmanned.

Outra aplicação adequada da articulação rotativa de alta energia de acordo com a presente invenção é exportar eletricidade para um local na costa de um FPSO fora da costa. Em vez de re-injeção no poço ou transporte de gás para a costa, turbinas a gás podem ser usadas no FPSO para produzir eletricidade que é transportada, pela articulação rotativa de acordo com a presente invenção em um cabo de energia submarino a uma grade de energia na costa.Another suitable application of the high energy rotary joint according to the present invention is to export electricity to an offshore FPSO offshore location. Instead of re-injection into the well or transporting gas to shore, gas turbines can be used in the FPSO to produce electricity that is transported by the rotary joint according to the present invention in an undersea power cable to a grid. energy on the coast.

Novamente, outra aplicação da presente articulação rotativa é prover energia de um FPSO a um oleoduto submarino para aquecimento do oleoduto para contrariar formação de hidrato devido às baixas temperaturas de água do mar.Again, another application of the present rotary joint is to provide power from an FPSO to an underwater pipeline for heating the pipeline to counteract hydrate formation due to low seawater temperatures.

Uma concretização de uma articulação rotativa de alta tensão de acordo com a presente invenção será descrita em detalhes, por meio de exemplo não limitante, nos desenhos anexos. Nos desenhos: Figura 1 mostra uma vista de seção transversal longitudinal de uma articulação rotativa de alta tensão de acordo com a presente invenção;An embodiment of a high tension rotary joint according to the present invention will be described in detail, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings. In the drawings: Figure 1 shows a longitudinal cross-sectional view of a high tension rotary joint according to the present invention;

Figura 2 é uma vista de seção transversal esquemática por um par de condutores da Figura 1;Figure 2 is a schematic cross-sectional view through a pair of conductors of Figure 1;

Figura 3 mostra uma concretização de uma vista de seção transversal pela articulação rotativa de alta tensão da Figura 1;Figure 3 shows an embodiment of a cross-sectional view by the high tension rotary joint of Figure 1;

Figura 4 mostra um detalhe dos anéis da articulação rotativa da Figura 3;Figure 4 shows a detail of the rotary joint rings of Figure 3;

Figura 5 mostra uma concretização alternativa de uma articulação rotativa da Figura 1; e Figuras 6a-6c mostram um sistema fora da costa incluindo uma articulação rotativa de alta tensão de acordo com a presente invenção.Figure 5 shows an alternative embodiment of a rotary joint of Figure 1; and Figures 6a-6c show an offshore system including a high tension rotary joint in accordance with the present invention.

Figura 1 mostra uma articulação rotativa de alta tensão 1, incluindo uma parede anular externa estacionária 2 e um suporte cilíndrico interno 3. A parede anular externa 2 está conectada a caixas de conector de topo e íundo 4, 5 para conexão a cabos de energia trifásicos 6, 7. Dentro da parede anular 2, cinco anéis isolantes 8, 9,10,11 e 12 são providos, que são fixados à parede externa 2. Nos anéis isolantes 8-13, um rebaixo é provido no qual um condutor anular 15,16,17,18 está situado. Uma superfície de limite 20 dos anéis isolantes externos 8-11 está contatando a superfície de limite dos cinco isoladores anulares internos 21-24, que estão fixados ao suporte cilíndrico interno 3. Os isoladores anulares internos 21-24 e o elemento cilíndrico 3 são rotativos ao redor de eixo longitudinal 27. Condutores 28-31 são providos em rebaixos dos anéis isolantes 21-24. Os condutores 28-31 são formados preferivelmente por condutores em forma de anel, mas podem ser incluídos de outras formas, tais como formas cilíndricas ou esféricas. Os isoladores 8-12 e 21-24, até mesmo como os condutores 15-18 e 28-31, incluem superfícies de contato em contato mútuo na superfície de limite 20, para transmissão de corrente de um condutor de energia rotativo 6, para um condutor de energia estacionário 7.Figure 1 shows a high voltage rotary joint 1 including a stationary outer annular wall 2 and an inner cylindrical support 3. The outer annular wall 2 is connected to top and bottom connector boxes 4, 5 for connection to three phase power cables 6, 7. Within the annular wall 2, five insulating rings 8, 9,10,11 and 12 are provided which are fixed to the outer wall 2. In the insulating rings 8-13, a recess is provided in which an annular conductor 15 is provided. , 16,17,18 is situated. A boundary surface 20 of the outer insulating rings 8-11 is contacting the boundary surface of the five inner annular isolators 21-24, which are attached to the inner cylindrical support 3. Inner annulators 21-24 and cylindrical element 3 are rotatable around longitudinal axis 27. Conductors 28-31 are provided in recesses of the insulating rings 21-24. Leads 28-31 are preferably ring-shaped conductors, but may be included in other shapes, such as cylindrical or spherical shapes. Insulators 8-12 and 21-24, even as conductors 15-18 and 28-31, include mutually contacting surfaces on the boundary surface 20 for current transmission from a rotary power conductor 6 to a stationary power conductor 7.

Os condutores elétricos internos 15-18 estão conectados a conectores elétricos 32, 33, que se estendem axialmente a uma superfície de conector 34 da caixa de conector superior 5. Os conectores 32, 33 incluem uma cavidade 35, 36 para receber um cabo 38, 39 de condutor de energia trifásico 6. Uma cobertura 40 da caixa de conector está conectada rotativamente à parede externa 2 por mancais 41, 42, vedações 43, 44, 45 e parafusos 47. A caixa de conector inferior 4 inclui a mesma disposição como a caixa de conector superior 5, e está com uma cobertura 46 conectada fixamente à parede externa 2. Os condutores de energia 6,7 estão presos por aperto a cada cobertura 40,46 por um dispositivo de aperto 50. Óleo dielétrico é protegido de sobre-pressão, sobre-temperatura e vazamento por uma unidade de Relé de Buchholz 51, incluindo uma bexiga de compensação para acomodar expansão termicamente induzida e contração do óleo dielétrico. A presente articulação rotativa é adequada para altas tensões, tal como 33 kV a correntes de 395 A ou mais. O condutor 15 mostrado na Figura 2 é feito de bronze e tem cantos arredondados para facilidade de montagem. O condutor de bronze oposto 18 é provido com rebaixos nos quais um anel de múltiplo contato, tal como um anel de Multilam®, é provido para um contato condutivo elástico em vários pontos de contato, consequentemente reduzindo fricção de contato. A abertura 83 entre os condutores 15,18 é enchida com óleo dielétrico.The internal electrical conductors 15-18 are connected to electrical connectors 32, 33, which extend axially to a connector surface 34 of the upper connector housing 5. Connectors 32, 33 include a cavity 35, 36 to receive a cable 38, 39 A three-phase power conductor 6. A connector box cover 40 is rotatably connected to outer wall 2 by bearings 41, 42, seals 43, 44, 45 and screws 47. Bottom connector box 4 includes the same arrangement as upper connector box 5, and has a cover 46 fixedly attached to the outer wall 2. The power conductors 6,7 are fastened to each cover 40,46 by a fastening device 50. Dielectric oil is protected from over pressure, overtemperature, and leakage by a Buchholz Relay unit 51, including a trim bladder to accommodate thermally induced expansion and dielectric oil contraction. The present rotary pivot is suitable for high voltages, such as 33 kV at 395 A or more currents. Conductor 15 shown in Figure 2 is made of bronze and has rounded corners for ease of mounting. The opposite bronze conductor 18 is provided with recesses in which a multiple contact ring, such as a Multilam® ring, is provided for elastic conductive contact at multiple contact points, thereby reducing contact friction. The opening 83 between the conductors 15,18 is filled with dielectric oil.

Como pode ser visto da Figura 3, o suporte cilíndrico interno 3, que pode ser a parte giratória, a parede externa 2 sendo estacionária, é incluída de um primeiro anel dividido e um anel interno 3' de circunferência fechada, ao qual os cabos de energia 38, 39 estão conectados. Para evitar desgaste dos condutores 15-18 e 21-24 devido a pequeno movimento constante relativo a movimento dos anéis 2 e 3, o anel dividido do suporte cilíndrico 3 pode se deformar ligeiramente e permanecer estacionário contra a parede externa 2, em pequenas excursões de anel interno 3'. Nas rotações maiores, por exemplo, maiores que 5o, do anel interno 3', o anel dividido de suporte 3 seguirá os movimentos do anel externo. Como pode ser visto da Figura 4, os anéis interno e externo 3,3' estão acoplados por molas de pressão 14.As can be seen from Figure 3, the inner cylindrical support 3, which may be the swiveling part, the outer wall 2 being stationary, is comprised of a first split ring and a closed circumferential inner ring 3 'to which the cables power 38, 39 are connected. To prevent wear on leads 15-18 and 21-24 due to small constant movement relative to the movement of rings 2 and 3, the split ring of the cylindrical support 3 may slightly deform and remain stationary against the outer wall 2 on short excursions. inner ring 3 '. At higher rotations, for example greater than 5 °, of the inner ring 3 ', the split support ring 3 will follow the movements of the outer ring. As can be seen from Figure 4, the inner and outer rings 3,3 'are coupled by pressure springs 14.

Na concretização da Figura 4, o anel interno 3' está preso ao suporte cilíndrico externo 3 de circunferência fechada por projeção radial 19, que está situada entre duas molas 14,14’ no suporte cilíndrico 3. Isto permite pequenos movimentos do anel interno 3' com respeito ao suporte 3, que em tais pequenos movimentos pode permanecer estacionário contra a parede externa 2 para evitar desgaste de pequeno movimento.In the embodiment of Figure 4, the inner ring 3 'is attached to the radially projected closed circumferential outer cylindrical support 3, which is situated between two springs 14,14' in the cylindrical support 3. This allows small movements of the inner ring 3 ' with respect to the bracket 3, which in such small movements may remain stationary against the outer wall 2 to avoid slight movement wear.

Figuras 6a-6c mostram um sistema fora da costa incluindo um navio de Armazenamento e Descarga de Produção Flutuante (FPSO) 60, que está ancorado ao leito de mar 61 por uma torre 62, no fondo do qual as linhas de âncora 63 e 64 estão presas. O navio 60 pode circular ao redor da tone 62, que é geoestacionária. Um tubo ascendente de produto 65 se estende de um poço de hidrocarboneto submarino a uma articulação rotativa de produto (não mostrada) no FPSO 60 e da articulação rotativa de produto por um duto 65' a equipamento de produção e/ou processamento no FPSO. Em uma unidade de geração de energia 66, gás produzido do poço pode ser convertido em eletricidade, que é provida a uma articulação rotativa 67 de acordo com a presente invenção. O condutor de energia 68 se estendendo da unidade de geração de energia 66 está preso a condutores no suporte cilíndrico interno da articulação rotativa 67, que é estacionária relativa ao navio 60. O condutor de energia 69, se estendendo ao leito de mar, está conectado aos condutores elétricos da parede anular externa da articulação rotativa 67, que está presa fixamente à torre 62. O condutor de energia 69 pode se estender a uma plataforma não tripulada 70 fixada ao leito de mar por tubo ascendente de produto 70', tal como um tubo ascendente de gás, ou pode se estender a uma grade de energia na costa 71, ou pode ser conectado a elementos de aquecimento 75, 76 de um duto de transferência de hidrocarboneto substancialmente horizontal 77 entre duas estruturas flutuantes 72,73.Figures 6a-6c show an offshore system including a Floating Production Storage and Unloading (FPSO) ship 60, which is anchored to seabed 61 by a tower 62, at the bottom of which anchor lines 63 and 64 are prey. Ship 60 can circulate around tone 62, which is geostationary. A product riser 65 extends from an underwater hydrocarbon well to a product rotary pivot (not shown) in FPSO 60 and from product rotary pivot by a duct 65 'to production and / or processing equipment in the FPSO. In a power generation unit 66, gas produced from the well may be converted into electricity, which is provided to a rotary joint 67 in accordance with the present invention. The power conductor 68 extending from the power generation unit 66 is attached to conductors on the internal cylindrical support of the rotating hinge 67, which is stationary relative to the ship 60. The power conductor 69, extending to the seabed, is connected. to the electrical conductors of the outer annular wall of the swivel joint 67, which is fixedly attached to the tower 62. The power conductor 69 may extend to an unmanned platform 70 secured to the seabed by riser 70 ', such as a gas riser, either may extend to an energy grid at shore 71, or may be connected to heating elements 75, 76 of a substantially horizontal hydrocarbon transfer duct 77 between two floating structures 72,73.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. High or medium tension rotary joint (1), comprising an annular outer element (2) defining a cylindrical chamber around a longitudinal axis (27) and an inner cylindrical element (3) coaxial with the outer element (2) and rotatable relative to said outer member about said longitudinal axis (27), the inner and outer members each including at least two axially spaced electrical conductors (15,16,17,18; 28,29,30,31), which conductors are rotatable with the inner and outer elements (2, 3), the conductors forming at least two pairs (15, 28; 16, 29; 17, 30; 18, 31) placed with contact surfaces in mutual electrical contact, one conductor in each pair (15,16,17,18) being provided on the inner element (3), the other (28, 29, 30, 31) to the outer element (2) and being connected to a respective voltage line ( 32,33), which extends to an input terminal (6) and an output terminal (7) respectively, the conductors (15-18, 28-31) send o surrounded by an insulating material, characterized in that: - the electrical conductors (28-31) of the outer element (2) are provided in a recess in an annular solid outer insulating ring (8,9,10, 1U2); - the electrical conductors (15-18) of the inner element (3) are provided in a recess in an annular solid inner insulating ring (21,22,23, 24), coaxial with the outer ring, the inner and outer insulating rings ( 8-12,21-24) each defining a boundary surface (20, 20 ') extending in an axial direction, the boundary surfaces of the rings being placed in close proximity, the electrical conductors being placed with their contact surfaces at or near the boundary surface (20,20 ').

High or medium tension rotary joint (1) according to claim 1, characterized in that the conductors (15-18, 28-31) on the outer and inner members (2,3) include contact surfaces. Annular

High or medium tension rotary joint (1) according to claim 1 or 2, characterized in that each electrical conductor is attached to a connector (32, 33) extending axially from the conductor to a connector surface ( 34), located in a housing connected by a cover (40) with an opening (50) for fixedly receiving a power cable (6) and with fixing means (47) for connecting the cover (40) to the external element (2). ), each connector (32, 33) on the connector surface (34) being provided with a receiving cavity (35, 36) for receiving a conductor wire (38,39) from the power cable (6).

High or medium tension rotary joint (1) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the insulating ring (8-12; 21-24) comprises a solid insulator of a thermoplastic polymer such as like PEEK, PES, PTFE or Teflon®.

High or medium tension rotary joint according to claim 4, characterized in that the insulating ring comprises a polyether ether ketone (PEEK) polymer.

High or medium voltage rotary joint (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the electric conductors include a copper alloy, such as a MULTILAM® conductor.

High or medium tension rotary joint (1) according to any of the preceding claims, characterized in that each conductor (15-18; 28-31) includes an annular metal contact surface.

High or medium tension rotary joint (1) according to claim 7, characterized in that the metal comprises a copper alloy, such as a MULTILAM® conductor.

9. Offshore construction, characterized in that it comprises a first floating structure (or; anchored to the sea lion in a pivotal manner by a tower (62), the structure (60) being provided with at least one rotating joint (67). ) as defined in any one of claims 1 to 8, an electrical conductor (68) extending from a power source (66) on the ship to an undersea power cable (69) by the rotary joint.

Offshore construction according to claim 9, characterized in that the power cable (69) extends to at least one second floating structure (70), at a distance from the first structure, the second structure connected to a subsea hydrocarbon well through a riser (70 ').

Offshore construction according to claim 10, characterized in that the first floating structure (60) is connected to an underwater gas field by a riser (65), the power cable (69) extending to a shore power grid (71), the power source (66) in the first floating structure (60) including a gas turbine.

Offshore construction according to claim 9, characterized in that the power cable (69) is connected to an underwater hydrocarbon transport duct (74) provided with heating elements (75, 76) for control. temperature of the transported hydrocarbon.