BRPI0708795A2 - sistema, e, mÉtodo para instalar um elemento estrutural em um corpo de Água - Google Patents
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Abstract
SISTEMA, E, MÉTODO PARA INSTALAR UM ELEMENTO ESTRUTURAL EM UM CORPO DE ÁGUA. É divulgado um sistema que compreende um elemento estrutural; pelo menos um suporte de verdugo conectado ao elemento estrutural; e, pelo menos, um verdugo helicoidal flexível, conectado ao pelo menos um suporte de verdugo.
Description
"SISTEMA, Ε, MÉTODO PARA INSTALAR UM ELEMENTOESTRUTURAL EM UM CORPO DE ÁGUA"Campo da invenção
A presente descrição é relativa a sistemas e métodos paraverdugos.
Fundamento
Elementos estruturais podem ser instalados no mar a partir deum navio flutuante, que utiliza uma configuração de lançamento J, onde oelemento estrutural é mantido verticalmente em um navio e lançadoverticalmente para a água e então, quando alcança o fundo do corpo de água,ele se deposita horizontal, ou, alternativamente, elementos estruturais podemser instalados em uma configuração de lançamento S, onde o elementoestrutural é mantido horizontalmente no navio, cai para vertical através docorpo de água e então repousa no fundo do corpo de água em umaconfiguração horizontal. Outras configurações para instalar um elementoestrutural a partir de um navio em um corpo de água também são conhecidas.
Fazendo referência agora à figura 1, o sistema 100 parainstalar o elemento estrutural 114 no fundo 116 de corpo de água 112 estáilustrado. O sistema 100 inclui navio 110 com um tensionador 120 e rampa delançamento 118. O tensionador 120 sustenta o elemento estrutural 114 emuma configuração horizontal quando ele penetra na água, e então o elementoestrutural 114 rola para baixo a rampa de lançamento 118 e então cai parauma configuração vertical e então de volta para uma configuração horizontalquando ele deposita no fundo 116. O tensionador 120 e o navio 110 têmcapacidade suficiente para suportar o elemento estrutural 114 quando ele estásendo instalado.
Correntes no corpo de água 112 podem fazer com que vórticesdescolem dos lados do elemento estrutural 119. Quando estes tipos deelementos estruturais, tais como um cilindro, experimentam uma corrente emum ambiente de fluido que escoa, é possível que o elemento estruturalexperimente vibrações induzidas por vórtice (VIV). Estas vibrações podemser provocadas por forças dinâmicas oscilantes sobre a superfície que podemprovocar vibrações substanciais do elemento estrutural, especialmente se afreqüência das forças está na ou próxima à freqüência natural da estrutura.
A magnitude das tensões sobre um elemento estrutural é genericamente uma função da e aumenta com a velocidade da corrente deágua que passa por estes elementos estruturais e o comprimento do elementoestrutural.
Existem genericamente dois tipos de tensões induzidas porcorrente em ambientes de fluido em escoamento. O primeiro tipo de tensão éprovocado por forças alternadas induzidas por vórtice que vibram o elementoestrutural ("vibrações induzidas por vórtice") em uma direção perpendicular àdireção da corrente. Quando fluido escoa depois do elemento estrutural,vórtices podem ser alternadamente descolados de cada lado do elementoestrutural. Isto produz uma força flutuante sobre o elemento estruturaltransversal à corrente. Se a freqüência desta carga harmônica está próxima dafreqüência ressonante do elemento estrutural, grandes vibrações transversais àcorrente podem ocorrer. Estas vibrações podem, dependendo da rigidez e a daresistência do elemento estrutural e quaisquer soldas, conduzir a vidas àfadiga inaceitavelmente curtas. De fato, tensões provocadas por condições dealta corrente em um ambiente marinho foram conhecidas fazer com queelementos estruturais tais como tubos de ascensão se separassem e caíssempara o fundo do oceano.
O segundo tipo de tensão é provocado por forças de arrasteque empurram o elemento estrutural na direção da corrente, devido àresistência do elemento estrutural ao escoamento de fluido. As forças dearraste podem ser amplificadas por vibrações induzidas por vórtices doelemento estrutural. Por exemplo, um tubo de ascensão que está vibrandodevido a descolamento de vórtices irá romper o escoamento da água ao redordele mais do que um tubo de ascensão estacionário. Isto pode resultar emmais transferência de energia da corrente para o tubo de ascensão, e daí maisarraste.
Alguns dispositivos utilizados para reduzir vibraçõesprovocadas por descolamento de vórtices de elementos estruturais submarinosoperam modificando a camada limite do escoamento ao redor do elementoestrutural, para impedir a correlação de descolamento de vórtices ao longo docomprimento do elemento estrutural. Exemplos de tais dispositivos incluemdispositivo como luva, tal como elementos verdugos helicoidais, coifas,carenagens, e luvas substancialmente cilíndricas.
Alguns dispositivos de redução de VIV e de arraste podem serinstalados em tubos de ascensão e elementos estruturais similares, antes queestes elementos estruturais sejam depositados sob a água. Alternativamente,dispositivos de redução de VIV e de arraste podem ser instalados emelementos estruturais depois que estes elementos estruturais tenham sidodepositados sob a água.
Ao instalar um elemento estrutural em uma configuração delançamento S, o elemento estrutural pode passear sobre uma rampa delançamento e encontrar um ou mais roletes sobre a rampa de lançamento. Umverdugo pré-instalado pode ser danificado se ele passar sobre a rampa delançamento. Uma alternativa é instalar os verdugos no elemento estruturaldepois que ele passa sobre os roletes e a rampa de lançamento. Uma outraalternativa é proteger os verdugos quando eles são passados sobre os roletes ea rampa de lançamento.
A Patente U.S. Número 6.896.447 divulga um supressor devibração induzida por vórtice e um método. O aparelho inclui um corpo que éum elemento flexível de uma construção polimérica, por exemplo, depoliuretano. Uma pluralidade de palhetas helicoidais no corpo se estendemlongitudinalmente ao longo e helicoidalmente ao redor do corpo. Cada palhetatem uma ou mais aberturas que se estendem transversalmente através de todaela. Uma ranhura longitudinal possibilita ao corpo se espalhar separado para acolocação do corpo sobre um tubo de ascensão, tubo, ou tubulação. Elementosde tração que circundam o corpo e passam através das aberturas de palhetapossibilitam ao corpo ser preso ao tubo, tubulação ou tubo de ascensão. APatente U.S. Número 6.896.447 é aqui com isto incorporada para referênciaem sua totalidade.
O Pedido de Patente U.S. também pendente que tem o Númerode Série 11/468.690 e Documento de Advogado Número TH2926 foidepositado em 30 de agosto de 2006, e divulga um sistema que compreendeum elemento estrutural, pelo menos, um verdugo helicoidal ao redor doelemento estrutural e, pelo menos uma rampa para fornecer uma transiçãodesde o elemento estrutural até o verdugo helicoidal. O Pedido de PatenteU.S. também pendente que tem Número de Série 11/468.690 é aqui com istoincorporado para referência em sua totalidade.
Existe uma necessidade na técnica por aparelho e métodomelhorados para suprimir vibração. Existe uma outra necessidade na técnicapor aparelho para métodos novos e melhorados de instalar elementosverdugos para suprimir vibração em um ambiente de fluido em escoamento.Existe uma outra necessidade na técnica por métodos novos e melhorados deinstalar elementos verdugos para suprimir vibração em um ambiente de fluidoem escoamento sobre um elemento estrutural antes que o elemento estruturalseja instalado sobre uma rampa ou rolete. Existe uma outra necessidade natécnica por métodos novos e melhorados de instalar elementos verdugos parasuprimir vibração em um ambiente de fluido em escoamento em um elementoestrutural antes que o elemento estrutural seja instalado no ambiente de fluidoem escoamento que não requeira intervenção ou ajustamento dos elementosverdugos uma vez que o elemento estrutural esteja no ambiente de fluido emescoamento.
Estas e outras necessidades da presente descrição se tornarãoevidentes àqueles de talento na técnica quando da revisão desta especificação,que inclui seus desenhos e reivindicações.
Sumário da invenção
Um aspecto da invenção fornece um sistema que compreendeum elemento estrutural; pelo menos um suporte de verdugo conectado aoelemento estrutural e, pelo menos um verdugo helicoidal flexível conectadoao pelo menos um suporte de verdugo.
Um outro aspecto da invenção fornece um método parainstalar um elemento estrutural em um corpo de água que compreende ligarpelo menos um verdugo helicoidal flexível ao redor do elemento estrutural; emover o elemento estrutural e o verdugo flexível sobre um rolete, de modoque o verdugo flexível seja temporariamente deformado quando o verdugoflexível interfaceia com o rolete.
Vantagens da invenção incluem um ou mais dos seguintes:aparelhos e métodos melhorados para suprimir vibração;sistemas e métodos melhorados de instalar elementos verdugospara suprimir vibração em um ambiente de fluido em escoamento;sistemas e métodos melhorados de instalar elementos verdugos parasuprimir vibração em um ambiente de fluido em escoamento em um elementoestrutural antes que o elemento estrutural seja instalado sobre uma rampa ou rolete; esistemas e métodos melhorados de instalar elementos verdugospara suprimir vibração em um ambiente de fluido em escoamento em umelemento estrutural antes que o elemento estrutural seja instalado no ambientede fluido em escoamento, que não requer a intervenção ou ajustamento doselementos verdugo, uma vez que o elemento estrutural esteja no ambiente defluido em escoamento.
Breve descrição dos desenhosA figura 1 ilustra um sistema para instalar um elementoestrutural em um corpo de água em uma configuração de lançamento S.
A figura 2 ilustra um sistema para instalar um elementoestrutural em um corpo de água em uma configuração de lançamento S.
As figuras 3 a e 3 b ilustram um elemento estrutural comverdugos.
As figuras 4a-4c ilustram um elemento estrutural comverdugos que passeiam sobre uma rampa de lançamento.
As figuras 5a-5b ilustram um elemento estrutural comverdugos.
Descrição detalhada da invenção
Em uma configuração é divulgado um sistema quecompreende um elemento estrutural; pelo menos um suporte de verdugoconectado ao elemento estrutural; e pelo menos um verdugo helicoidalflexível conectado ao pelo menos um suporte de verdugo. Em algumasconfigurações o elemento estrutural é selecionado dentre o grupo que consistede uma casca, um colar, uma linha de escoamento de óleo, uma tubulação, umtubo de ascensão de perfuração, um tubo de ascensão de produção, um tubularde aço, tubos de ascensão de importação e exportação, tubulações submarinas,tirantes para plataformas de perna de tração, pernas para plataformas fixastradicionais e para plataformas complacentes, elementos de estrutura espacialpara plataformas, cabos, umbilicais, elementos de amarração para plataformasde águas profundas, estruturas de casco para plataformas de perna de tração epara estruturas do tipo vergôntea, e estruturas de coluna para plataformas deperna de tração e para estruturas de tipo vergôntea. Em algumasconfigurações o elemento estrutural compreende uma pluralidade de seçõessoldadas ou rosqueadas uma à outra. Em algumas configurações pelo menosum verdugo helicoidal flexível compreende um material flexível que tem ummódulo de Young E de 0,01 até 0,5 GPa. Em algumas configurações o pelomenos um verdugo helicoidal flexível compreende pelo menos três verdugoshelicoidais flexíveis. Em algumas configurações o pelo menos um suporte deverdugo compreende um material de alta resistência que tem um módulo deYoung E desde 0,5 até 500 GPa. Em algumas configurações o pelo menos umverdugo helicoidal flexível compreende um verdugo de borracha que tem umaseção transversal conformada em t, pelo menos uma porção do verdugo seestendendo para fora do suporte de verdugo. Em algumas configurações umaprimeira extremidade do pelo menos um suporte de verdugo é ligada a umprimeiro colar e uma segunda extremidade do pelo menos um suporte deverdugo é ligada a um segundo colar, o primeiro colar e o segundo colarligados ao redor do elemento estrutural.
Em uma configuração é divulgado um método para instalar umelemento estrutural em um corpo de água que compreender prender pelomenos um verdugo helicoidal flexível ao redor do elemento estrutural; emover o elemento estrutural e o verdugo flexível sobre um rolete, de modoque o verdugo flexível é temporariamente deformado quando o verdugoflexível interfaceia com o rolete. Em algumas configurações o elementoestrutural é selecionado dentre o grupo que consiste de uma casca, um colar,uma linha de escoamento de óleo, uma tubulação, um tubo de ascensão deperfuração, um tubo de ascensão de produção, um tubular de aço, tubos deascensão de importação e exportação, tubulações submarinas, tirantes paraplataformas de perna de tração, pernas para plataformas fixas tradicionais epara plataformas complacentes, elementos de estrutura espacial paraplataformas, cabos, umbilicais, elementos de amarração para plataformas deáguas profundas, estruturas de casco para plataformas de perna de tração epara estruturas do tipo vergôntea, e estruturas de coluna para plataformas deperna de tração e para estruturas de tipo vergôntea. Em algumasconfigurações o elemento estrutural compreende uma pluralidade de seçõessoldadas uma à outra. Em algumas configurações o elemento estruturalcompreende uma pluralidade de seções rosqueadas uma à outra. Em algumasconfigurações ligar pelo menos um verdugo helicoidal ao redor do elementoestrutural compreende ligar pelo menos três verdugos helicoidais ao redor doelemento estrutural. Em algumas configurações ligar pelo menos um verdugohelicoidal ao redor do elemento estrutural compreende ligar uma pluralidadede folhas flexíveis uma à outra.
Em algumas configurações ligar pelo menos um verdugohelicoidal ao redor do elemento estrutural compreende ligar uma pluralidadede folhas flexíveis uma à outra com um adesivo. Em algumas configurações oprimeiro rolete é espaçado separado em azimute do segundo rolete por 90 até150 graus medidos com um ângulo de arco do elemento estrutural.
Em uma configuração é divulgado um sistema quecompreende um elemento estrutural; pelo menos uma folha de verdugoconectada a pelo menos uma outra folha de verdugo ao redor do elementoestrutural para formar pelo menos dois verdugos. Em algumas configuraçõesa pelo menos uma folha de verdugo compreende um material flexível que temum módulo de Young E desde 0,00001 até 0,5 GPa. Em algumasconfigurações, a pelo menos uma folha de verdugo compreende uma folha deverdugo de borracha. Em algumas configurações o sistema também inclui,pelo menos, três verdugos.
Fazendo referência agora à figura 2, em uma configuração dainvenção o sistema 200 está ilustrado. O sistema 200 inclui navio 210 emcorpo de água 212, elemento estrutural de instalação 204 em corpo de água212 e que repousa uma porção do elemento estrutural 204 no fundo 216. Onavio 210 pode incluir tensionador 220 para manter a tensão no elementoestrutural 204, de modo que ele não afunde na água 212. Verdugos flexíveis206 são ligados ao redor do elemento estrutural 204 para amortecer qualquervibração induzida por vórtice do elemento estrutural 204.
Fazendo referência agora às figuras 3a-3b, em algumasconfigurações da invenção o elemento estrutural 304 está ilustrado. Oelemento estrutural 304 encerra a passagem 302. Suportes de verdugo 306a,306b e 306c podem ser montados ao redor da circunferência do elementoestrutural 304. Elementos verdugos flexíveis 308a, 308b e 308c são inseridosnos suportes de verdugo 306a-306c, respectivamente. Suportes de verdugo306a, 306b e 306c fornecem uma estrutura de alta resistência ligada aoelemento estrutural 304 para reter elementos verdugos flexíveis 308a-308c.Elementos verdugos flexíveis 308a-308c servem para inibir vibração induzidapor vórtice quando o elemento estrutural 304 está em uma corrente de fluidoem escoamento.
Em algumas configurações elementos verdugos flexíveis 308a,308b e 308c se ajustam completamente dentro de suportes de verdugo 306a,306b e 306c. Em algumas configurações elementos verdugos flexíveis 308a,308b e 308c são de mesma seção transversal que o interior dos suportes deverdugo 306a, 306b e 306c. Em algumas configurações elementos verdugosflexíveis 308a, 308b e 308c se estendem para fora dos suportes de verdugo306a, 306b e 306c, como mostrado na figura 3a. Em algumas configuraçõeselementos verdugos flexíveis 308a, 308b e 308c podem se ajustar de maneiraalternada dentro dos suportes de verdugo 306a, 306b e 306c quandocomprimidos, por exemplo, por um rolete e se estenderem para fora dossuportes de verdugo 306a, 306b e 306c como mostrado na figura 3a quandonão comprimidos. Em algumas configurações elementos verdugos flexíveis308a, 308b e 308c podem compreender um material elástico que pode sercomprimido para o interior de suportes de verdugo 306a, 306b e 306c e entãoreganhar a forma fora dos suportes de verdugo 306a, 306b e 306c quando nãosob compressão.
Em algumas configurações suportes de verdugo 306a, 306b e306c podem ser cortados ao longo de seu eixo longitudinal para reduzir suarigidez efetiva ou para permitir que os elementos verdugos flexíveis 308a,308b e 308c se estendam para fora dos suportes de verdugo. Estes cortespodem variar em comprimento e densidade ao longo do suporte de verdugo.
O elemento estrutural 304 tem diâmetro externo D 328.Elementos verdugos 308a-308c têm altura H 330. Elementos verdugosadjacentes podem ser espaçados separados por um passo L 332. Em algumasconfigurações da invenção o diâmetro externo D 328 pode ser desde cerca de2 até 60 cm. Em algumas configurações da invenção a altura H 330 pode serdesde cerca de 5% até cerca de 50% do diâmetro externo D 328. Em algumasconfigurações da invenção a altura H 330 pode ser desde cerca de 1 até cercade 15 cm. Em algumas configurações da invenção o passo L 332 pode serdesde cerca de ID até cerca de 10D. Em algumas configurações da invenção opasso L 332 pode ser desde cerca de 10 até cerca de 500 cm.
Em algumas configurações elementos verdugos 308a- 308cpodem compreender um material flexível, por exemplo, borracha,polibutadieno ou poliuretano. Em algumas configurações elementos verdugos308a- 308c podem ter um módulo de Young E desde cerca de 0,01 até cercade 0,5 giga-Pascal (GPa), por exemplo, desde cerca de 0,1 até cerca de 0,4giga-Pascal (GPa), ou por exemplo desde cerca de 0,001 até cerca de 0,05giga-Pascal (GPa).
Em algumas configurações suportes de verdugo 306a- 306cpodem compreender material de alta resistência, por exemplo, alumínio, aço,aço inoxidável, cobre, náilon, polietileno, polipropileno, um polímero de curatérmica e cloreto de polivinil. Em algumas configurações suportes de verdugo306a-306c podem ter um módulo de Young E desde cerca de 0,6 até cerca de400 giga-Pascal (GPa), por exemplo, desde cerca de 0,75 até cerca de 200giga-Pascal (GPa), ou por exemplo desde cerca de 1 até cerca de 50 giga-Pascal (GPa).
Em algumas configurações da invenção pode haver cerca de 1até cerca de 10 inícios de verdugos helicoidais ao redor de uma circunferênciado elemento estrutural 304. Em algumas configurações da invenção podehaver desde cerca de 2 até cerca de 6 inícios de verdugos helicoidais ao redorde uma circunferência do elemento estrutural 304. Em algumas configuraçõesda invenção pode haver cerca de 3 inícios de verdugos helicoidais ao redor deuma circunferência do elemento estrutural 304.
Em algumas configurações da invenção verdugos 308a- 308cpodem ser feitos de um material flexível tal como um polímero, por exemplo,um polímero termoplástico: polipropileno, polietileno, polibutileno, outraspoliolefinas ou copolímeros de olefinas. Em algumas configurações dainvenção verdugos 308a-308c podem ser feitos de um composto tal comofibra de vidro, ou composto de fibra de carbono. Em algumas configuraçõesda invenção verdugos 308a-308c podem ser feitos de um metal tal como açoou alumínio.
Em algumas configurações da invenção verdugos 308a- 308cpodem ser presos a um aparelho suporte. O aparelho suporte de verdugos308a-308c podem, então, ser instalados em suportes de verdugo 306a-306c aoredor do elemento estrutural 304.
Fazendo referência agora às figuras 4a-4c, algumasconfigurações da invenção a rampa de lançamento 418 e o elemento estrutural404 estão ilustrados. A rampa de lançamento 418 inclui rolete 419a e rolete419b que são adaptados para transportar o elemento estrutural 404. Oelemento estrutural 404 é capaz de rolar para baixo da rampa de lançamento418 ao mesmo tempo em que repousa sobre roletes 419a e 419b. Em algumasconfigurações da invenção, roletes 419a e 419b podem ser espaçados emazimute desde cerca de 90 até cerca de 150 graus separados medidos comoum ângulo de arco do elemento estrutural 404.
Fazendo referência agora à figura 4b, o elemento estrutural404 é mostrado em seção transversal se movendo ao longo da rampa delançamento 418. O elemento estrutural 404 encerra a passagem 402 e temligados a seu exterior suportes de verdugos 406a, 406b e 406c. Verdugosflexíveis 408a, 408b e 408c são presos aos suportes de verdugo 406a, 406b e406c. A rampa de lançamento tem roletes 419a e 419b que interfaceiam como exterior do elemento estrutural 404 para suportar o elemento estrutural 404e permitir ao elemento estrutural rolar ao longo da rampa de lançamento 418.O verdugo flexível 408c é dobrado quando ele está interfaceando com arampa de lançamento 418. Em algumas configurações verdugos flexíveis408a, 408b e 408c são feitos de um material elástico que é capaz de deformarquando encontra outras estruturas e então retorna para sua forma original.
Fazendo referência agora à figura 4c, em algumasconfigurações da invenção o elemento estrutural 404 da figura 4b moveuainda mais ao longo de modo que o verdugo 408b está interfaceando com orolete 419b e o verdugo 408c está interfaceando com o rolete 419a. O verdugo408b deformou temporariamente e o verdugo 408c deformoutemporariamente, de modo que os verdugos não são danificados quando elesencontram os roletes.
Em algumas configurações da invenção verdugos 408a-408cpodem ser ligados a um colar, tubo, casca ou outro aparelho de suporte. Oaparelho de suporte e verdugos 408a-408c podem então ser instalados aoredor do elemento estrutural 404.
Fazendo referência agora às figuras 5a e 5b, em algumasconfigurações da invenção o elemento estrutural 504 está ilustrado. Oelemento estrutural 504 encerra a passagem 502. Folhas flexíveis 506a, 506b,506c podem ser montadas ao redor da circunferência do elemento estrutural504. O conector 508a sustenta juntas uma porção de folhas flexíveis 506a e506b para formar um elemento verdugo flexível 510a. O conector 508bsustenta juntas uma porção de folhas flexíveis 506b e 506c para formar oelemento verdugo flexível 510b. O conector 508c sustenta juntas uma porçãode folhas flexíveis 506c e 506a para formar o elemento verdugo flexível 510c.Elementos verdugos flexíveis 510a-510c servem para inibir vibração induzidapor vórtice quando o elemento estrutural 504 está em uma corrente de fluidoem escoamento.
O elemento estrutural 504 tem um diâmetro externo D 528.
Elementos verdugos 510a-510c têm altura H 530. Elementos verdugosadjacentes podem ser espaçados separados por um passo L 532. Em algumasconfigurações da invenção o diâmetro externo D 528 pode ser desde cerca de2 até 60 cm. Em algumas configurações da invenção a altura H 530 pode serdesde cerca de 5% até cerca de 50% do diâmetro externo D 528. Em algumasconfigurações da invenção a altura H 530 pode ser desde cerca de 1 até cercade 15 cm. Em algumas configurações da invenção o passo L 532 pode serdesde cerca de ID até cerca de 10D. Em algumas configurações da invenção opasso L 532 pode ser desde cerca de 10 até cerca de 500 cm.
Em algumas configurações da invenção pode haver cerca de 1até cerca de 10 inícios de verdugos helicoidais ao redor de uma circunferênciado elemento estrutural 504. Em algumas configurações da invenção podehaver cerca de 2 até cerca de 6 inícios de verdugos helicoidais ao redor deuma circunferência do elemento estrutural 504. Em algumas configurações dainvenção pode haver cerca de 3 inícios de verdugos helicoidais ao redor deuma circunferência do elemento estrutural 504.
Em algumas configurações da invenção folhas flexíveis 506a,506b e 506c podem ser feitas de um material flexível tal como um polímero,por exemplo um polímero termoplástico: polipropileno, polietileno,polibutileno, outras poliolefinas ou copolímeros de olefinas. Em algumasconfigurações da invenção conectores 508a-508c podem ser um adesivo, umgrampo, um parafuso e uma porca, um rebite, uma solda, ou outra conexãoadequada para sustentar juntas as folhas flexíveis 506a, 506b e 506c.
Em algumas configurações da invenção, folhas flexíveis 506a,506b e 506c podem compreender um material flexível que tem um módulo deYoung E desde cerca de 0,01 até cerca de 0,5 giga-Pascal (GPa), porexemplo, desde cerca de 0,01 até cerca de 0,3 giga-Pascal (GPa), ou porexemplo desde cerca de 0,01 até cerca de 0,1 giga-Pascal (GPa).
Em uma configuração, folha de borracha reforçada que temuma espessura desde cerca de 0,02 diâmetros até uma espessura de cerca de0,10 diâmetros (medida como diâmetro externo D 528 é fornecida. A folha deborracha reforçada é cortada em longas tiras para formar folhas flexíveis506a, 506b e 506c. Estas folhas flexíveis 506a, 506b e 506c são formadas emseções transversais conformadas em U. As seções conformadas em U sãocolocadas em elemento estrutural 504 com um passo desde cerca de 4 atécerca de 30 vezes o diâmetro externo D 528. A altura de elementos verdugos510a-510c que são formados com as seções adjacentes conformadas em U édesde cerca de 0,1 até cerca de 0,3 vezes o diâmetro externo D 528. As seçõesadjacentes conformadas em U são revestidas com um adesivo devulcanização. O elemento estrutural 504 com os verdugos ligados é colocadoem um forno e aquecido para obter a cura da borracha.
Em algumas configurações da invenção elementos verdugosdo tipo "casca de ostra" podem ser montados ao redor de um elementoestrutural de acordo com o método divulgado na Patente U.S. Número6.695.539, que é aqui com isto incorporada para referência em sua totalidade.
Em algumas configurações da invenção, elementos verdugospodem ser instalados ao redor de um elemento estrutural de acordo com ométodo divulgado na Patente U.S. de Número 6.561.734 que é aqui com istoincorporada para referência em sua totalidade.
Em algumas configurações da invenção, elementos verdugospodem ser instalados ao redor de um elemento estrutural de acordo com ométodo divulgado na Publicação de Pedido de Patente U.S. de Número2003/0213113, que é aqui com isto incorporada para referência em suatotalidade.Em algumas configurações da invenção o diâmetro externo deum elemento estrutural ao qual elementos verdugos podem ser ligados podeser desde cerca de 10 até cerca de 50 cm. Em algumas configurações dainvenção a altura de elementos verdugos pode ser desde cerca de 5% até cercade 50% do diâmetro externo do elemento estrutural. Em algumasconfigurações da invenção a altura de elementos verdugos pode ser desdecerca de 5 até cerca de 20 cm.
Em algumas configurações da invenção o elemento estruturalpode ser cilíndrico ou ter uma seção transversal elíptica, ou oval, oupoligonal, por exemplo, um quadrado, pentágono, hexágono ou octógono.
Em algumas configurações, porções do elemento estrutural204 podem ser abaixadas sobre o fundo 216 de água 212. Em algumasconfigurações a água 212 tem uma profundidade de pelo menos cerca de1.000 m, pelo menos cerca de 2.000 m, pelo menos cerca de 3.000 m, ou pelomenos cerca de 4.000 m. Em algumas configurações, a água 212 tem umaprofundidade até cerca de 10.000 m.
Em algumas configurações da invenção, o elemento estrutural204 pode ser uma tubulação, uma linha de escoamento de óleo cru, ou umalinha de amarração, um tubo de ascensão, um tubular, ou qualquer outroelemento estrutural instalado em um corpo de água. Em algumasconfigurações o elemento estrutural 204 pode ter um diâmetro desde cerca de0,1 até cerca de 5 m, e um comprimento desde cerca de 1 até cerca de 200quilômetros (km). Em algumas configurações o elemento estrutural 204 podeter uma relação de comprimento para diâmetro desde cerca de 100 até cercade 100.000. Em algumas configurações o elemento estrutural 204 pode sercomposto desde cerca de 50 até cerca de 30.000 seções tubulares, cada umacom um diâmetro desde cerca bedéis cm até cerca de 60 cm é umcomprimento desde cerca de 5 m até cerca de 50 m, e uma espessura deparede desde cerca de 0,5 cm até cerca de 5 cm.Aqueles de talento na técnica irão apreciar que diversasmodificações e variações são possíveis nos termos das modalidadesdivulgadas, configurações, materiais e método, sem se afastar de seu espírito eescopo. Conseqüentemente, o escopo das reivindicações anexas daqui a diantee seus equivalentes funcionais não deveriam ser limitados por configuraçõesparticulares descritas e ilustradas aqui, uma vez que estas são meramenteexemplares por natureza.
Claims (20)
1. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender:um elemento estrutural;pelo menos um suporte de verdugo conectado ao elementoestrutural; epelo menos um verdugo helicoidal flexível conectado ao pelomenos um suporte de verdugo.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de o elemento estrutural ser selecionado dentre o grupo que consiste deuma casca, um colar, uma linha de escoamento de óleo, uma tubulação, umtubo de ascensão de perfuração, um tubo de ascensão de produção, um tubularde aço, tubos de ascensão de importação e exportação, tubulações submarinas,tendões para plataformas de perna de tração, pernas para plataformastradicionais fixas e complacentes, elementos de estrutura espacial paraplataformas, cabos, umbilicais, elementos de amarração para plataformas deáguas profundas, estrutura de casco para plataformas de perna de tração e paraestruturas do tipo vergôntea, e estruturas de coluna para plataformas de pernade tração e para estruturas de tipo vergôntea.
3. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 e-2, caracterizado pelo fato de o elemento estrutural compreender umapluralidade de seções soldadas ou rosqueadas uma à outra.
4. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a-3, caracterizado pelo fato de o pelo menos um verdugo helicoidal flexívelcompreender um material flexível que tem um módulo de Young E desde-0,01 até 0,5 GPa.
5. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a-4, caracterizado pelo fato de o pelo menos um verdugo helicoidal flexívelcompreender pelo menos 3 verdugos helicoidais flexíveis.
6. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a- 5, caracterizado pelo fato de o pelo menos um suporte de verdugocompreender um material de alta resistência que tem um módulo de Young Edesde 0,5 até 500 GPa.
7. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o pelo menos um verdugo helicoidal flexívelcompreender um verdugo de borracha que tem uma seção transversalconformada em t, pelo menos uma porção do verdugo se estendendo para forados suportes de verdugo.
8. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de uma primeira extremidade do pelo menos umsuporte de verdugo ser ligado a um primeiro colar e uma segunda extremidadedo pelo menos um suporte de verdugo ser ligada a um segundo colar, oprimeiro colar e o segundo colar ligados ao redor do elemento estrutural.
9. Método para instalar um elemento estrutural em um corpode água, caracterizado pelo fato de compreender:ligar pelo menos um verdugo helicoidal flexível ao redor doelemento estrutural; emover o elemento estrutural e o verdugo flexível sobre umrolete de modo que o verdugo flexível seja temporariamente deformadoquando o verdugo flexível interfaceia com o rolete.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de o elemento estrutural ser selecionado dentre o grupo que consistede uma casca, um colar, uma linha de escoamento de óleo, uma tubulação, umtubo de ascensão de perfuração, um tubo de ascensão de produção, um tubularde aço, tubos de ascensão de importação e exportação, tubulações submarinas,tendões para plataformas de perna de tração, pernas para plataformastradicionais fixas e complacentes, elementos de estrutura espacial paraplataformas, cabos, umbilicais, elementos de amarração para plataformas deáguas profundas, estrutura de casco para plataformas de perna de tração e paraestruturas do tipo vergôntea, e estruturas de coluna para plataformas de pernade tração e para estruturas de tipo vergôntea.
11. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-10, caracterizado pelo fato de o elemento estrutural compreender umapluralidade de seções soldadas uma à outra.
12. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-11, caracterizado pelo fato de o elemento estrutural compreender umapluralidade de seções rosqueadas uma à outra.
13. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-12, caracterizado pelo fato de ligar pelo menos uma versão do verdugohelicoidal ao redor do elemento estrutural compreender ligar pelo menos trêsverdugos helicoidais ao redor do elemento estrutural.
14. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-13, caracterizado pelo fato de ligar pelo menos um verdugo helicoidal aoredor do elemento estrutural compreender ligar uma pluralidade de folhasflexíveis uma à outra.
15. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-14, caracterizado pelo fato de ligar pelo menos um verdugo helicoidal aoredor do elemento estrutural compreender ligar uma pluralidade de folhasflexíveis uma à outra com um adesivo.
16. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações 9 a-15, caracterizado pelo fato de o primeiro rolete ser separado espaçado emazimute do segundo rolete por 90 até 150 graus medidos como um ângulo dearco do elemento estrutural.
17. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender:um elemento estrutural;pelo menos uma folha de verdugo conectada a pelo menosuma outra folha de verdugo ao redor do elemento estrutural para formar pelomenos dois verdugos.
18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de a pelo menos uma folha de verdugo compreender um materialflexível que tem um módulo de Young E desde 0,00001 até 0,5 GPa.
19. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 17a 18, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma folha de verdugocompreender uma folha de verdugo de borracha.
20. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações 17a 19, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos três verdugos.
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