BRPI0706564A2 - sistema de amarração - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE AMARRAçãO. A presente invenção refere-se a um sistema de amarração disposto em um corpo de água, para a amarração de múltiplos navios de superfíçie ou semi-submersíveis ou plataformas, com uma grade de fundo de mar artificial configurada como uma estrutura semelhante a malha, disposta em um plano substancialmente plano no corpo de água. A grade de fundo de mar artificial inclui meios para ligação ao referido navio ou plataforma e está acoplada mecanicamente no fundo do mar, usando elementos de ancoragem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE AMARRAÇÃO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a sistemas e métodos para amar-rar estruturas flutuantes, tais como navios flutuantes, plataformas ou equi-pamentos colocados no mar.

Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um sis-tema de amarração para amarração removível de um ou mais equipamen-tos, plataformas ou outros navios flutuantes, como parte de uma instalaçãomaior em uma localização offshore.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO E TÉCNICA RELACIONADA

Sistemas de amarração são conhecidos na técnica anterior. Nodocumento WO 97/29943 é descrito um sistema de amarração, que incluiuma amarra com um formato semelhante a estrela, que é útil para amarrarum único navio ou para amarrar dois ou mais navios um em relação ao ou-tro. O sistema de amarração descrito em WO 97/29943 tem um cabo de a -marração formado de uma pluralidade de conexões de âncora espaçadasobre uma posição de amarração central. O sistema inclui conectar linhasligadas a bóias de âncora não adjacentes e que podem ser ligadas ao navioadicional e inclui linhas de amarração que podem ser ligadas ao navio adi-cional, retendo o navio no cabo de amarração. Cada uma das linhas de a-marração inclui uma âncora (da conexão de âncora adjacente), uma linha deâncora, uma bóia de âncora de uma linha de navio. Em uma alternativa, osistema descrito em WO 97/29943 inclui interligar dois cabos de amarração,para obter uma amarração próxima, eficiente, de dois navios um em relaçãoao outro.

A Patente U.S. N°4.342.277 ilustra um sistema para ancorar umgrande número de bóias de amarração interligadas em corpos de água tantorasos como profundos. O sistema inclui uma grande de cabos pós-tensionados posicionada abaixo das bóias e diversas linhas de ancoragem,que se estendem entre a grade e acessórios de ligação, que fazem partedas bóias.A Patente U.S. n° 5.704.307 ilustra um sistema de amarração de arco deesteio retesado, que inclui um âncora posicionada no fundo do mar. Umalinha de subida está fixada na âncora e estende-se da mesma, e uma bóiasubmersa, fixada na extremidade da linha de subida da âncora.

Em sua limitação de todas as soluções da técnica anterior, men-cionadas acima, de que mesmo embora um navio possa ser ligado ao siste-ma de amarração de um modo removível, todas as estruturas de amarraçãocontam com elementos que se estendem para cima, para a superfície domar, estão permanentemente situadas na ou próxima da superfície do mar,quando o sistema de amarração foi posicionado.

No sistema de amarração do documento WO 97/29943, a plata-forma foram uma parte em uma só peça com a grade de amarração, signifi-cando que a grade de amarração irá desmoronar parcialmente e alterar oformato e as posições de muitos de seus elementos estruturais se a plata-forma for removida. Portanto, essa grade de amarração não possibilita a re-moção de todos os componentes de superfície sem perder sua forma. Poroutro lado, elementos de sistema que permanecem na superfície podemformar uma obstrução indesejável. Por outro lado, em um sistema, no qualos elementos de superfície também são removidos, o sistema de amarraçãomuda o formato e a posição, desse modo tornando difícil restaurar o mesmopara sua operação desejada.

O sistema de ancoração para amarração flutuante, descrito nodocumento U.S. 4.342.277, necessita de diversas bóias na superfície do marpara permanecer intacto. Se essas bóias de superfície forem removidas, osistema de ancoragem cai para o fundo e mar e é muito difícil de ser reinsta-lado para seu formato original.

Existe, portanto, a necessidade de um sistema de amarraçãomais flexível, que aperfeiçoe a possibilidade de prognosticar a amarração denavios de superfície ou similares, e que ofereça um obstáculo ou restriçãoreduzido quando não há navios de superfície ou similares ligados ao sistemade amarração.

De preferência, esse sistema de amarração deve possibilitar aamarração de diversas plataformas ou navios em todas as profundidades, demodo que a amarração é capaz de resistir às forças que ocorrem, tipicamen-te, dentro desses sistemas, nessas águas.

Em alguns casos, um sistema de amarração deve possibilitar ãamarração em águas rasas a profundas de múltiplas plataformas ou naviosem posições substancialmente fixas uns em relação aos outros, sem resultarem forças de solicitação excessivas em nenhuma parte do sistema.

É, portanto, um objetivo da presente invenção pôr à disposiçãoum sistema de amarração, que possibilite liberdade de movimento aperfei-çoada para plataformas ou navios de superfície, enquanto, ao mesmo tem-po, tem a possibilidade de fixar a amarração de um navio ou plataforma emalgum local no ou próximo a um ponto de amarração, enquanto leva em con-ta variação em formatos de profundidades do fundo do oceano.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A fim de atender os objetivos apresentados acima, em um as-pecto da invenção é posto à disposição um sistema de amarração dispostoem um corpo de água, para a amarração de múltiplos navios de superfícieou semi-submersíveis ou plataformas, sendo que uma grade de fundo demar artificial, configurada como uma estrutura semelhante a malha, está dis-posta em um plano substancialmente horizontal no corpo de água. A gradede fundo de mar artificial inclui meios para ligação ao referido navio ou plata-forma, e a grade de fundo de mar é acoplada ao fundo do mar usando ele-mentos de ancoragem.

Em uma modalidade preferida do sistema de amarração de a-cordo com a invenção, a estrutura semelhante a malha compreende qual-quer número de segmentos substancialmente retangulares, dispostos demodo adjacente.

Em uma modalidade preferida da grade de amarração comsegmentos substancialmente retangulares, os segmentos são definidos porquatro elementos de grade de amarração alongados.

Em uma modalidade preferida do sistema de amarração de a-cordo com a invenção, a grade de fundo de mar artificial inclui um segundomeio para ligação. O referido segundo meio para ligação pode ser ligado,seletivamente, a pelo menos um elemento de linha de amarração local, sen-do que o referido elemento de linha de amarração local é mantido em umaposição substancialmente fixa em relação à referida grade de amarração.

Em uma outra modalidade preferida do sistema de amarração deacordo com a invenção, os elementos de ancoragem de fundo incluem umterceiro meio para ligação. O terceiro meio para ligação pode ser ligado àgrade de fundo de mar artificial, disposta, substancialmente, de modo hori-zontal, sendo que a referida grade de amarração está ancorada no fundo domar.

Em um segundo apsecto da invenção, è posto à disposição umsistema de amarração, para a amarração de múltiplos navios de superfícieou semi-submersíveis ou plataformas no mar, que compreende uma multipli-cidade de elementos de linha de amarração locais, sendo que cada um incluium primeiro meio para ligação, sendo que pode ser ligado seletivamente aoreferido navio ou plataforma. O sistema de amarração está caracterizadopelo fato de que compreende uma grande de fundo de mar artificial, dispostaem um corpo de água em um modo substancialmente horizontal. A grade defundo de mar artificial também compreende um segundo meio para ligação,que pode ser ligado, eletivamente, a pelo menos um dos referidos elementosde linha de amarração locais, sendo que um dos elementos de linha de a-marração locais é mantido em uma posição substancialmente fixa em rela-ção à grade de fundo de mar artificial. A grade de amarração pode ser anco-rada no fundo do mar usando elemento de ancoragem.

Em uma modalidade preferida do sistema de amarração de a-cordo com o segundo aspecto da invenção, os elementos de ancoragem nofundo compreendem um terceiro meio para ligação. O terceiro meio paraligação pode ser ligado à grade de fundo de mar artificial, disposta de modosubstancialmente horizontal, sendo que a referida grade de amarração estáancorada no fundo do mar.

Em uma outra modalidade preferida do sistema de amarração deacordo com o segundo aspecto da invenção, o terceiro meio para ligaçãocompreende elementos de linha de âncora, sendo que o referido elementode linha de âncora tem duas seções de extremidade, sendo que uma primei-ra seção de extremidade do referido elemento de linha de âncora pode serligado ao referido elemento de ancoragem e uma segunda extremidade doreferido elemento de linha de âncora pode ser ligado à referida grade defundo de mar artificial.

Em ainda outra modalidade preferida do sistema de amarraçãode acordo com o segundo aspecto da invenção, a grade de fundo de marartificial está disposta como um ou mais segmentos de grade de formatosubstancialmente retangular, sendo que cada segmento de grade está for-mado por quatro elementos de grade de amarração ligados.

Em um terceiro aspecto da presente invenção, foi desenvolvidoum método para amarração de um navio de superfície ou semi-submersívelou plataforma no mar, sendo que o método compreende os passos de anco-rar uma grade de fundo de mar artificial no fundo do mar, sendo que a gradede fundo de mar artificial estabelece diversas posições de atracação paraum navio ou uma plataforma. Além disso, pelo menos um navio ou platafor-ma é acoplado mecanicamente ou ligado a pelo menos uma das referidasposições de atracação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figuras 1A-1B ilustram uma modalidade de um sistema de amar-ração de acordo com a invenção, para acomodar diversas plataformas, noqual elementos de linha diagonais em uma grade de fundo de mar artificialsão acoplados a plataformas usando linhas de amarração locais, que se es-tendem verticalmente da plataforma para baixo, para os elementos de linhadiagonais.

Figuras 2A-2B ilustram uma versão do sistema de amarraçãodas figuras 1A-1B de acordo com a invenção, sendo que linhas auxiliares,substancialmente horizontais, ligam extremidades adjacentes das linhas deamarração locais de cada plataforma.

Figuras 3A-3B ilustram uma modalidade de um sistema de amar-ração de acordo com a invenção, sendo que elementos de linha, dispostosde modo substancialmente horizontal são interligados para definir segmen-tos retangulares em uma grade de fundo de mar artificial, dispostas de modosubstancialmente horizontal, e as linhas de amarração locais são ligadas nagrade de fundo de mar artificial nos cantos desse segmento retangular.

Figuras 4A-4B ilustram uma outra modalidade de um sistema deamarração de acordo com a invenção, sendo que elementos de linha, dis-postos de modo substancialmente horizontal são interligados para definirsegmentos retangulares em uma grade de fundo de mar artificial, dispostade modo substancialmente horizontal, sendo que cada linha de amarraçãolocal liga-se em uma extremidade em um canto de uma parte superior, porexemplo, uma coberta superior, de uma plataforma e a outra extremidadeliga-se a uma linha que define um lado em um dos referidos segmentos re-tangulares.

Figura 5A-5B ilustram uma outra modalidade de um sistema deamarração de acordo com a invenção, sendo que a grade de fundo de marartificial compreende uma grade de segmentos retangulares, sendo que umaplataforma é amarrada ao segmento retangular no retângulo central, em umaseção de segmentos retangulares de três por três.

Figura 6 ilustra a ancoragem da grade de fundo de mar artificialno fundo do mar, sendo que os elementos de linha de âncora estendem-sede uma grade principal substancialmente horizontal e para baixo, para ele-mentos de ancoragem de fundo.

Figura 7 ilustra uma seção terminal da grade de fundo de marartificial, ilustrando como uma unidade de amarração final na forma de umabóia flutuante é acorrentada a uma âncora no fundo do mar.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

As figuras 1A e 1B ilustram uma modalidade de um sistema deamarração de acordo com a invenção, para amarrar um navio de superfícieou semi-submersível ou plataforma 1 no mar. No contexto deste pedido, aexpressão mar destina-se a compreender ambientes oceânicos, bem comolagos internos de água salgada ou água doce, ou ambientes de fiorde. A fi-gura 1A ilustra o conjunto completo de pontos de amarração no sistema deamarração, enquanto a figura 1B ilustra uma seção do sistema de amarra-ção da figura 1A. Embora a palavra plataforma seja usada no presente, umaplataforma pode ser equivalente a qualquer estrutura flutuante, tal como umnavio, um navio de ondas, um equipamento ou uma estação de equipamen-to, que é uma estrutura autônoma ou parte de uma entalação ou estruturamaior, instalada ou destinada a um ambiente ou local offshore, por exemplo,em conexão com a exploração de reservatórios de hidrocarboneto abaixo dofundo do mar, ou em conexão com qualquer outra atividade similar em umambiente aquosa, quer em locais offshore ou internos. Elementos delinha deamarração 2 podem ser ligados em uma extremidade, de preferência, de ummodo removível, em um navio ou plataforma, tipicamente, à coberta inferiorde uma plataforma, usando um primeiro meio de ligação 3. O primeiro meiode ligação 3 pode estar, por exemplo, na forma de uma combinação apropri-ada de aros e olhais, pelos menos um dos quais está ligado à plataforma.Qualquer pessoa versada na técnica entende que a combinação de aros eolhais pode ter diversas configurações diferentes. Em algumas configura-ções, os elementos de linha de amarração 2 podem estar ligados, possivel-mente de modo removível, a outra coberta de uma plataforma ou equipa-mento, ou a qualquer local na plataforma considerado apropriado para o e-quipamento ou navio a ser amarrado, dependendo de exigências de estabili-dade. Os elementos de linha de amarração 2, que podem ser ligados ao na-vio ou plataforma, são referidos nesta descrição, como elementos de linhade amarração locais 2, indicando que são locais ao navio ou plataforma 1.

Em uma alternativa, os elementos de linha de amarração 2 podem ser subs-tituídos por correntes de amarração, dispostas de modo substancialmentevertical, que podem ser ligados em uma primeira extremidade à grade defundo de mar artificial 4 e ligados em uma segunda seção de extremidade aum navio ou estrutura semelhante a plataforma.

Na outra extremidade, oposta à extremidade de plataforma ounavio, os elementos de linha de amarração ou correntes de amarração po-dem ser ligados à grade de fundo de mar artificial 4 usando um segundomeio para ligação 5. O segundo meio para ligação 5 está adaptado para Ii-gar, possivelmente de modo removível, uma extremidade de um elementode linha de amarração local 2 à grade de fundo de mar artificial 4. O segun-do meio para ligação 5 pode estar, por exemplo, na forma de uma combina-ção apropriada de aros e olhais adequadamente dimensionados.

Com referência ao elemento de linha de amarração local 2, sãopossíveis duas alternativas. Em uma alternativa, a plataforma ou navio estádotado de e contém um conjunto de elementos de linha de amarração locais2, quando deve ser ligado no sistema de amarração. Nessa alternativa, oselementos de linha de amarração locais 2 são baixados no mar, quando onavio ou plataforma está aproximadamente em sua posição correta. Quandoa extremidade inferior de um elemento de linha de amarração local 2 chegouà profundidade das linhas substancialmente horizontais da grade de fundode mar artificial 4, o elemento de linha de amarração local 2 é ligado meca-nicamente na grade de fundo de mar artificial, nos pontos de ligação, suandoum meio de acoplamento apropriado, por exemplo, uma combinação de arose olhais.

A grade de fundo de mar artificial 4 compreende diversas linhasou fios interligados em uma disposição semelhante a grade em um corpo deágua. A grade de fundo de mar artificial 4 está tipicamente adaptada praformar uma grade principal, substancialmente horizontal, sendo que umagrade principal compreende diversas linhas ou fios que formam uma gradede segmentos substancialmente retangulares em um plano substancialmen-te horizontal, paralelo à superfície do mar, quando plataformas ou outroselementos que contribuem para a flutuação são ligados à grade principal,desse modo, puxando ou retendo a grade em sua posição normal na água.A grade principal pode, em princípio, ser adaptada para ser disposta próximaou quase no fundo do mar. Quando elementos não flutuantes são ligados àgrade principal, a grade principal tipicamente afunda para o fundo do ocea-no, desse modo criando um mínimo de obstrução para navios de superfícieou equipamentos de superfície que estão sendo movidos na superfície domar.

O segundo meio para ligação garante que os elementos de linhade amarração locais 2 sejam dispostos em uma extremidade em uma posi-ção substancialmente fixa em relação à grade de amarração 4. Na modali-dade da invenção ilustrada nas figuras 1A e 1B, os elementos de linha deamarração locais 2 estão dispostos em um modo substancialmente verticalna água. Além disso, a grade de fundo de mar artificial 4 está disposta emuma forma substancialmente retangular, sendo que cada um dos elementosde linha de âncora 9 está ligado a um canto correspondente da seção degrade de fundo de mar artificial substancialmente retangular. Estão incluídasna grade de fundo de mar artificial linhas diagonais, que se estendem entrecantos opostos das seções de grade de fundo de mar artificial 4, formadasde modo substancialmente retangular. Os elementos de linha de amarraçãolocais 2 ou correntes de amarração são conectados, possivelmente de ummodo ligado, à grade de fundo de mar artificial 4, em algumas posições aolongo das linhas diagonais da grade de fundo de mar artificial. Portanto, osegundo meio para ligação tanto pode ser uma parte integrada da extremi-dade dos elementos de linha de amarração locais 2, uma parte integrada dagrade de amarração 4, ou ambos.

Os elementos de âncora de fundo 6 são colocados dentro ousobre o fundo do mar 8 e conectados, possivelmente de um modo ligado, àgrade de fundo de mar artificial 4, usando o terceiro meio de ligação 7, pos-sivelmente com elementos de linha de âncora 9. O primeiro meio de ligação3 pode, por exemplo estar na forma de uma combinação apropriada de arose olhais. Além disso, o terceiro meio para ligação 7 está adaptado para ligara grade de fundo de mar artificial 4 ao elemento de linha de âncora de fundo6. Se o terceiro meio de ligação 7 incluir elementos de linha de âncora 9, oselementos de linha de âncora 9 podem ser ligados em uma extremidade àgrade de fundo de mar artificial 4 e, na extremidade oposta, ser ligados aoselementos de âncora de fundo 6.

O terceiro meio de ligação 7 pode ser considerado como sendouma parte integrada da grade de amarração 4, uma parte integrada dos e-lementos de âncora de fundo 6, uma parte integrada dos elementos de linhade âncora 9, ou uma combinação dos mesmos.As figuras 2A e 2B ilustram uma modalidade alternativa de umsistema de amarração de acordo com a invenção, sendo que linhas ou ele-mentos 16 horizontais auxiliares, adicionais, são conectadas entre pares desegundos meios de ligação 5 adjacentes, desse modo formando elementosde apoio adicionais para a grade de fundo de mar artificial 4. Tal como nasfiguras 1A e 1B, a figura 2A ilustra um sistema de amarração completo, complataformas conectadas em todas as posições de amarração, enquanto afigura 2B ilustra uma seção do sistema de amarração da figura 2A.

figuras 3A e 3B ilustram ainda outra modalidade alternativa deum sistema de amarração de acordo com a invenção para amarrar um naviode superfície ou semi-submersível ou plataforma 1 no mar. Novamente, talcomo com as figuras 1A e 1B, a figura 3A ilustra um sistema de amarraçãocompleto com plataformas conectadas em todas as posições de amarração,enquanto a figura 3B ilustra uma seção do sistema de amarração da figura3A.

Nesse exemplo, a grade de fundo de mar artificial 4 também es-tá disposta de modo substancialmente horizontal na água, na forma de umaseção substancialmente retangular. Em cada canto da seção substancial-mente retangular da grade de fundo de mar artificial 4, os elementos de linhade amarração locais 2, bem como elementos de linha de âncora 9 são co-nectados, possivelmente de um modo ligado. Portanto, tanto o segundomeio de ligação 5 e o terceiro meio de ligação estão pelo menos parcialmen-te localizados nos cantos da grade de fundo de mar artificial 4 e podem sercombinados em uma única unidade de ligação disposta em cada canto dagrade de fundo de mar artificial 4. Nas diversas modalidades da invenção, aslinhas da grade de fundo de mar artificial, as linhas de amarração locais e aslinhas de ancoragem devem ser do tipo de corda de Nylon®. Outros tipos delinhas podem ser considerados por qualquer um versado na técnica, por e-xemplo, fibras baseadas em Dyneem®, fornecidos por DSM Dyneena é nopresente uma alternativa. Foi constatado pelo(s) presente(s) inventor(es)que cordas de Nylon® têm uma flexibilidade que dá boa estabilidade ao totalda estruturada amarrada.As figuras 4A e 4B ilustram ainda outra modalidade alternativade um sistema de amarração de acordo com a invenção para amarrar umnavio de superfície ou semi-submersível ou plataforma 1 no mar. E nova-mente, tal como com as figuras 1A e 1B, a figura 4A ilustra um sistema deamarração completo, com plataformas conectadas em todas as posições deamarração, enquanto a figura 4B ilustra uma seção do sistema de amarra-ção da figura 4A. Nessa modalidade, a grade de fundo de mar artificial 4compreende um primeiro conjunto de linhas paralelas dispostas de modouniformemente espaçado em uma direção e um segundo conjunto de linhasparalelas, dispostas de um modo uniformemente espaçado em uma segundadireção. De preferência, o segundo conjunto de linhas é perpendicular aoprimeiro conjunto de linhas, desse modo criando um conjunto de seções re-tangulares na grade, cujos cantos estão definidos pelos lugares onde umalinha em uma direção cruza uma linha na outra direção. Nessa modalidade,linhas de amarração 2 são acopladas em algum lugar entre dois cantos ad-jacentes de uma seção retangular, de preferência, a meio caminho entredois pontos de cruzamento adjacentes das linhas. Desse modo, uma plata-forma ou navio pode ser colocado, aproximadamente, exatamente acima deum ponto de cruzamento de duas linhas perpendiculares, enquanto um con-junto de quatro linhas de amarração locais 2 pode ser conectado à platafor-ma, estendendo-se em diferentes direções para fora da plataforma, conec-tando-se a uma linha estendida entre dois cantos de um retângulo formadopela grade.

As diversas modalidades ilustradas da invenção mostram umaconfiguração do sistema de amarração, onde os elementos de linha de a-marração locais 2 efetivamente impedem que a plataforma ou navio sejacarregado, isto é, a plataforma é mantida dentro de um espaço definido, en-quanto ainda permite um movimento de primeira ordem da plataforma ounavio 1.

Nas modalidades da invenção ilustradas nas figuras 1A, 1B, 2A,2B, 3A, 3C, 4A, 4B, a grade de fundo de mar artificial 4 tem, efetivamente,uma plataforma ou navio 1 por segmento da grade. Como a plataforma ounavio 1 ocupa uma área de superfície menor do que a área de superfície decada segmento da grade, as plataformas ou navios 1 podem ser posiciona-dos para garantir uma distância de segurança suficiente entre as plataformasou navios 1.

Em uma modalidade alternativa, pode ser garantida uma distân-cia de segurança até mesmo maior entre as plataformas ou navios. Na mo-dalidade alternativa do sistema de amarração de acordo com a invenção,ilustrada nas figuras 5A e 5B, uma grade de fundo de mar artificial 4 é dis-posta para forma uma grade de segmentos substancialmente retangulares,de tal modo que cada segmento retangular é dividido em quatro subsegmen-tos triangulares.

Cada conjunto de 3x3 de segmentos adjacentes define um pontode conexão de plataforma ou navio, sendo que uma plataforma ou navio po-de ser conectada nos cantos do segmento central de cada conjunto de 3x3.Quando uma plataforma ou navio 1 é conectada no segmento central doconjunto de 3x3 de segmentos, enquanto os segmentos restantes estão li-vres, isto é, que não têm nenhuma plataforma ou navio conectada nos mes-mos, uma separação das plataformas ou navios 1 é obtida pelos segmentoslivres.

A figura 6 ilustra como cada segmento substancialmente retan-gular da grade de fundo de mar artificial 4 é conectada, possivelmente de ummodo ligado, a pelo menos um elemento de âncora de fundo 6n,m usandopelo menos um elemento de linha de âncora 9n,m (n,m=1,2,3 ou 4), por e-xemplo, em cada canto do segmento. As âncoras de fundo 6n,m, que desti-nam-se a fixar o sistema de amarração no fundo do mar podem ser âncorasde sucção, âncoras de concreto ou uma combinação de diversos tipos deâncora, dependendo das condições de superfície. Tal como mencionado noPedido de Patente U.S. N°20005201835, é conhecido usar caixões flutuan-tes, colunas de suporte e bases de gravidade (estruturas em forma de laje,enchidas com lastro maciço, de aço ou concreto reforçado) como âncoras oufundações de fundo do mar. Mas, quando as condições do solo do fundo domar o permitem, estruturas de âncora e fundação são, de preferência, embu-tidas no fundo do mar, quer por evacuação do interior de uma âncora oca,colocada em posição vertical no fundo do mar, com sua extremidade abertaapoiada no fundo do mar, quer fincando mecanicamente uma âncora no fun-do do mar, por exemplo, por aplicação de um mecanismo vibratório ou poraplicação repetida de um martelo (técnica de "fincar estacas"). A grandesprofundidades do mar, o uso de âncoras ocas é preferível, uma vez que ascondições de solo do fundo do mar geralmente são macias.

A grade de fundo de mar artificial 4 pode ser descrita como umaestrutura semelhante a malha, disposta em um plano substancialmente hori-zontal, sendo qúe, na prática, esse plano horizontal situa-se de modo subs-tancialmente paralelo à superfície do mar, a uma determinada profundidadeabaixo da superfície. A malha é construída de um primeiro conjunto de ele-mentos de grade principal 14n alongados, dispostos em paralelo em umadireção cruzada por um segundo conjunto de elementos de grade principal15n alongados similares, também dispostos em paralelo, sendo que o primei-ro e o segundo conjunto de elementos de grade principal estão dispostos emsubstancialmente o mesmo plano horizontal. Tipicamente, os elementos degrade principal são conectados, talvez em um modo removível, nos pontosde cruzamento dos mesmos. Na borda da malha, os elementos de gradeprincipal estendem-se por alguma distância para fora da malha e podemcontinuar para fora e para baixo, em direção a uma âncora de fundo, talvez,estendendo-se por todo o caminho para fora e para baixo em direção a umaâncora de fundo, que talvez se estende por todo o caminho para fora e parabaixo até o local da âncora de fundo. Embora as figuras 8 ilustrem uma situ-ação um tanto ideal, onde o fundo do mar é quase plano, o sistema é bem-apropriado para uso em lugares onde há um fundo de mar irregular, isto é,com profundidades variáveis sobre a região da grade de fundo de mar artifi-cial 4. Nesse caso, os comprimentos das linhas podem ter de ser ajustadosindividualmente para cada elemento de âncora 6 para ajustar-se à profundi-dade variável.

A grade de fundo de mar artificial 4 que é parte do sistema deamarração de acordo com a invenção torna possível ligar diversasplataformas/navios/equipamentos/estações 1 a uma grade de fundo de marartificial comum. Com um dimensionamento apropriado dos segmentos re-tangulares da grade de fundo de mar artificial 4 e evitando ocupar todos ossegmentos retangulares da grade de fundo de mar artificial 4, pode ser pos-sível possibilitar a substituição de qualquer um das platafor-mas/navios/equipamentos/estações conectado à grade de fundo de mar arti-ficial 4, a qualquer momento depois de o sistema ter sido instalado em umlocal offshore. A grade de fundo de mar artificial 4 garante que cada plata-forma/equipamento 1 seja mantido em uma posição e a uma distância segu-ra da posição de outras plataformas/equipamentos 1.

As figuras 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3C, 4A, 4B, ilustram como ele-mentos de grade de amarração finais 12 estendem-se para fora de uma par-te principal da grade de fundo de mar artificial 4. A figura 7 ilustra como oselementos de grade de amarração finais 12 estendem-se para fora e conec-tam-se a uma unidade de amarração final 10 e a uma âncora de amarraçãofinal 11. Os elementos de grade de amarração finais 12 são, tipicamente,linhas ou correntes. Os elementos de grade de amarração finais 12 tipica-mente conectam-se às unidades de amarração finais 10 por meio de linhasde conexão de unidade final 13.

A figura 7 ilustra uma configuração de amarração final típica, queusa uma plataforma ou navio flutuante como unidade de amarração final 10.Como alternativa, a unidade de amarração final pode ser uma estrutura detorre ou armação instalada no fundo do mar. Cada unidade de amarraçãofinal 10 está conectada, possivelmente em um modo de ligação, a um ele-mento de grade de amarração final 12, por meio de linhas de conexão deunidade final 13.

Em maiores detalhes, cada unidade de amarração final 10 podeser conectada a um elemento de grade de amarração final 12 usando quatrolinhas de conexão de unidade final 13, sendo que cada uma das linhas 13está conectada em uma extremidade à plataforma 1, e, na outra extremida-de, ao elemento de grade de amarração final 12. O elemento de grade deamarração final 12 está conectado em uma extremidade a uma âncora 11,que pode ser uma âncora do tipo convencional, enquanto está ligada na ou-tra extremidade à grade de fundo de mar artificial 4. A escolha e modelo daâncora 11 pode depender das condições do fundo de mar local e é tipica-mente determinada durante a configuração detalhada para um local especí-fico.

De preferência, as unidades de amarração final 10 podem ser naforma de flutuantes ou torres submarítimas, mas também podem ser na for-ma de unidades semi-submersíveis com alguma quantidade de flutuação.

As unidades ou estações de amarração final 10 garantem que ototal do sistema de amarração seja mantido em posição. As unidades deamarração final 10 também garantem que as forças horizontais na gradeprincipal são transferidas para o fundo do mar de um modo controlado.

Nas configurações do sistema de amarração de acordo com ainvenção, forças estáticas e quase-estáticas são transferidas em medidasignificativa, de um modo equilibrado, para as âncoras nas bordas de gradee, por meio das linhas e/ou correntes, para as âncoras de fundo. Simulaçõesrealizadas pelos presentes inventores demonstraram que o movimento rela-tivo entre as plataformas/equipamentos nesse sistema de configuração sãodesacopladas em uma medida significativa, com o que o risco de rompimen-to de cargas é reduzido.

O sistema de amarração de acordo com a invenção põe à dispo-sição diversas posições de ligação adjacentes e similares para uma plata-forma, equipamento ou similar. As posições de ligação, isto é, os locais deancoragem, são predefinidos pela disposição da grade de fundo de mar arti-ficial. Portanto, esse sistema de amarração de acordo com a invenção ofere-ce a um operador a possibilidade de posicionar uma plataforma em diversasposições diferentes, sendo que a ligação é realizada de um modo substanci-almente idêntico em cada posição. Desse modo, o uso de muitos tipos dife-rentes de âncoras também é evitado, quando o sistema de amarração tiversido instalado.

O sistema de amarração de acordo com a invenção pode serinstalado com sua grade de fundo de mar artificial a qualquer profundidadeentre o fundo do mar e a superfície do mar, pondo à disposição os compri-mentos apropriados de elementos de linha de amarração locais 2 e elemen-tos de linha de âncora 9.

Além disso, o sistema de amarração de acordo com a presente inven-ção é particularmente bem-apropriado para posicionar diversas plataformasgeradoras de energia com geradores acionados pela energia das ondas.Nesse sistema gerador de energia, é particularmente vantajoso poder remo-ver qualquer número de plataformas, por exemplo, para fins de manutenção,enquanto é mantida uma liberdade de movimento ótima para navios ou es-truturas a nível de superfície.

A presente invenção é apropriada para aplicações dentro da área deexploração de petróleo e gás offshore e instalações relacionadas. Mas, apresente invenção também pode ser usada para dispor com segurança di-versos moinhos de vento flutuantes, baseados no mar, ou igualmente parafixar uma instalação de piscicultura no mar.

Claims (10)

1. Sistema de amarração disposto em um corpo de água para aamarração de múltiplos navios de superfície ou semi-submersíveis ou plata-formas (1), caracterizado por uma grade de fundo de mar artificial (4), confi-gurada como uma estrutura semelhante a malha, disposta em um planosubstancialmente horizontal no corpo de água (20), sendo que a referidagrade de fundo de mar artificial inclui meios para ligação (2,3) ao referidonavio ou plataforma, e- a referida grade de fundo de mar artificial (4) sendo acopladamecanicamente ao fundo do mar (8) usando elementos de ancoragem (9,6).

2. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 1, emque a referida estrutura semelhante a malha (4) compreende qualquer nú-mero de segmentos (4N) substancialmente retangulares, dispostos de modoadjacente.

3. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 2, emque os referidos segmentos (4n) são definidos por quatro elementos de gra-de de amarração alongados (14N,15N).

4. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 1, emque a grade de fundo de mar artificial (4) inclui segundos meios para ligação(5), em que os referidos segundos meios para ligação podem ser ligadosseletivamente a pelo menos um elemento de linha amarração local (2), como que o referido elemento de linha de amarração local é mantido em umaposição substancialmente fixa em relação à referida grade de amarração (4).

5. Sistema de amarração de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, em que os referidos elementos de ancoragem de fundo (6) in-cluem um terceiro meio para ligação (7), o referido terceiro meio para ligação(7) pode ser ligado à grade de fundo de mar artificial (4), disposta de modosubstancialmente horizontal, com o que a referida grade de amarração (4) éancorada no fundo do mar (8).

6. Sistema de amarração para a amarração de múltiplos naviosde superfície ou semi-submersíveis ou plataformas (1) no mar, que compre-ende:- uma pluralidade de elementos de linha de amarração locais (2),cada um dos elementos de linha de amarração locais (2) inclui um primeiromeio de ligação (3), o referido primeiro meio para ligação pode ser ligado,seletivamente, ao referido navio ou plataforma (1), caracterizado por umagrade de fundo de mar artificial (4), disposta em um corpo de água (20), emum modo substancialmente horizontal, a referida grade de fundo de mar arti-ficial (4) inclui um segundo meio para ligação (5), sendo que o referido se-gundo meio para ligação (5) pode ser ligado seletivamente a pelo menos umdos referidos elementos de linha de amarração locais (2), com o que o refe-rido um dos referidos elementos de linha de amarração locais (2)é mantidoem uma posição substancialmente fixa em relação à referida grade de fundode mar artificial (4), e- a referida grade de fundo de mar artificial (4) pode ser ancora-da no fundo do mar usando elementos de ancoragem (6).

7. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 6, emque os referidos elementos de ancoragem de fundo (6) incluem um terceiromeio para ligação (7), o referido terceiro meio para ligação pode ser ligado àgrade de fundo de mar artificial (4), disposta de modo substancialmente hori-zontal, com o que a referida grade de amarração (4) é ancorada no fundo (8)domar.

8. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 6, emque o referido meio para ligação (7) compreende elementos de linha de ân-cora (9) com duas seções de extremidade, uma primeira seção de extremi-dade do referido elemento de linha de âncora pode ser ligado ao referidoelemento de ancoragem (6) e uma segunda extremidade da referida linha deâncora pode ser ligada à referida grade de fundo de mar artificial (4).

9. Sistema de amarração de acordo com a reivindicação 6, emque a referida grade de fundo de mar artificial (4) está configurada como umou mais segmentos de grade (4N) de formato substancialmente retangular,onde cada segmento de grade (4N) está formado por quatro elementos degrade de amarração (14n,15n).

10. Método para amarrar um navio de superfície ou semi-submersível ou plataforma (1) no mar, que compreende as etapas de- ancorar uma grade de fundo de mar artificial (4) no fundo domar, sendo que a grade de fundo de mar artificial estabelece diversas posi-ções de atracação para um navio ou plataforma, e- acoplar mecanicamente pelo menos um navio ou plataforma (1)a pelo menos uma das referidas posições de atracação.