BRPI0715464A2

BRPI0715464A2 - Sistema de transferência de um líquido tal como gás natural liquefeito entre um navio do tipo metaneiro e uma unidade flutuante ou fixa

Info

Publication number: BRPI0715464A2
Application number: BRPI0715464-0A
Authority: BR
Inventors: Bernard Dupont; Stephane Paquet
Original assignee: Eurodim Sa
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2013-03-19
Also published as: ES2403532T3; JP5303460B2; AU2007274112B2; MY150203A; WO2008007033A1; EP2043910A1; NO20090727L; US20090205343A1; US8881538B2; JP2009542544A; RU2455224C2; FR2903653A1; KR101373740B1; EP2043910B1; AU2007274112B9; FR2903653B1; KR20090029263A; CN101489864A; RU2009102301A; AU2007274112A1

Abstract

SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE UM LÍQUIDO TAL COMO GAS NATURAL LIQUEFEITO ENTRE UM NAVIO DO TIPO METANEIRO E UMA UNIDADE FLUTUANTE OU FIXA. A invenção se refere a um sistema de transferência de um líquido gasoso, tal como gás natural liquefeito, entre um navio do tipo metaneiro e uma unidade flutuante ou fixa de produção e/ou de armazenamento do líquido. O sistema é do tipo de braço articulado (3) e comporta n graus de liberdade, em geral seis, cada um assegurado por uma junta rotativa, O sistema é definido por ter menos uma das juntas rotativas (27, 26, 15) colocada no navio (1). A invenção é aplicável para a transferência de gás natural liquefeito entre um navio e uma unidade de armazenamento.

Description

SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE UM LIQUIDO TAL COMO GÁS NATURAL LIQÜEFEITO ENTRE UM NAVIO DO TIPO METANEIRO E UMA UNIDADE FLUTUANTE OU FIXA

A invenção se refere a um sistema de transferência de um líquido tal como gás natural liqüefeito entre um navio do tipo metaneiro e uma unidade flutuante ou fixa de produção ou armazenamento do líquido, do tipo de braço articulado e contendo η graus de liberdade, em geral 6, cada um assegurado por uma junção rotativa. Um sistema deste tipo é, por exemplo, conhecido pelo

documento WO 2005/105556.

Este braço deve poder ser conectado ao metaneiro e desconectado com toda a segurança em condições de mar difíceis. Este sistema e, de maneira geral, todos os sistemas de transferência de líquido â base de tubulações rígidas articuladas umas às outras, apresentando o inconveniente que todas as junções rotativas se encontram no braço articulado, sendo três na extremidade de braço, que, por isto, apresenta uma estrutura complexa, volumosa, de massa importante e cujas rotações são dificilmente domináveis, especialmente quando das manutenções para conexões / desconexões em dinâmica.

A invenção tem por objeto atenuar este inconveniente.

Para alcançar este fim, o sistema de transferência conforme a invenção se caracteriza pelo fato que pelo menos uma junta rotativa se encontra no navio.

De acordo com uma característica da invenção, o sistema de transferência é definido pelo fato que o braço articulado contém um segmento de suporte ligado a uma tubulação fixa da unidade flutuante ou fixa, um segmento de braço externo e um segmento de braço interno, que contêm pelo menos três juntas rotativas, enquanto que de uma a três juntas rotativas são colocadas na tubulação fixada no manifold e cuja extremidade comporta a corrente de conexão do braço articulado.

Conforme uma outra característica da invenção, o sistema de transferência se caracteriza pelo fato que o braço articulado e a tubulação fixa do manifold contêm cotovelos e partes em U adaptados para garantir o direcionamento apropriado dos eixos de rotação das juntas rotativas.

De acordo ainda com uma outra característica da invenção, o sistema se caracteriza pelo fato que contém um dispositivo de direcionamento e de manutenção do dispositivo de conexão do braço articulado do tipo de vareta e pistão, disposto lateralmente ao dispositivo de conexão.

Conforme ainda uma outra característica da invenção, o sistema de transferência se caracteriza pelo fato de conter um dispositivo de direcionamento e de manutenção do dispositivo de conexão do tipo de vareta e pistão, que está integrado coaxialmente aos meios de conexão.

A invenção será melhor compreendida, e outros fins, características, detalhes e benefícios desta aparecerão mais claramente ao longo da descrição explicativa que será feita a seguir, com relação aos desenhos esquemáticos anexados, dados unicamente a título exemplificativo, ilustrando diversos modos de realização da invenção e nos quais:

- a figura 1 é uma vista em elevação de um sistema de

transferência conforme a invenção;

- a figura 2 é uma vista lateral deste mesmo sistema de transferência, em direção da seta II da figura 1 ;

- a figura 3 é um esquema cinemático do sistema de transferência conforme a invenção;

- a figura 4 é uma vista esquemática de um outro modo de realização do sistema de transferência conforme a invenção;

- as figuras 5 e 6 são, respectivamente, uma vista em elevação e uma vista lateral de ainda mais um modo de

realização da invenção;

a figura 7 ilustra ainda um outro modo de realização do sistema de transferência conforme a invenção; e

- a figura 8 ilustra o prolongamento do manifold até a borda do navio. A invenção será descrita a seguir em um modo de realização segundo o qual duas juntas rotativas do sistema são colocadas no navio. De forma análoga, de acordo com a invenção, é desejável colocar três juntas rotativas ou somente uma no navio.

Nas figuras, a referência 1 designa um navio do tipo metaneiro, 2 o manifold do navio, 3 um braço de transferência articulado que contém em sua extremidade livre um dispositivo de conexão / desconexão ao manifold, designado pela referência 4 e estando a outra extremidade ligada à tubulação 5 da unidade de produção ou de armazenamento. Esta unidade poderia ser flutuante ou fixa. A figura mostra o sistema de transferência no curso de uma conexão ao manifold do navio.

0 braço articulado 3 contém essencialmente três segmentos de tubulação articulados uns aos outros, a saber, um primeiro segmento de suporte 6 cuja extremidade livre é ligada à tubulação 5, um segundo segmento de braço 7, dito braço interno, que é ligado ao segmento 6 por uma primeira junta rotativa 8 e sendo a outra extremidade ligada por uma segunda junta rotativa 9 a um cotovelo 12 a 90 graus ligado por sua outra extremidade a uma terceira junta rotativa 11, que liga este cotovelo ao terceiro segmento de braço 10, dito braço externo. A extremidade inferior livre do braço externo é ligada por uma quarta junta rotativa 15 ao dispositivo de conexão 4.

Deve-se observar que o eixo de rotação da junta rotativa 9 é perpendicular ao eixo de rotação da junta 8, o eixo rotativo 11 é perpendicular ao eixo da junta 9 e o eixo da junta 15 é perpendicular àquele da junta 11. A figura esquemática 3 faz claramente aparecer estes direcionamentos das quatro juntas rotativas do braço articulado 3, bem como a disposição dos diferentes cotovelos e peças de interconexão.

As duas juntas rotativas faltantes do dispositivo de transferência com seis graus de liberdade e então seis juntas rotativas estão previstas no navio. Estas duas juntas de rotação fazem parte da tubulação de conexão 18, que está fixada no manifold 2 e é formada por dois cotovelos 19, 20 a 90°. As duas juntas rotativas restantes designadas pelas referências 26 e 27 estão previstas, uma, 27, no mesmo eixo que o manifold 2 ao qual está ligado o cotovelo 19, a outra 26 ligando os cotovelos 19 e 20. Os eixos das juntas rotativas 26 e 27 são direcionados perpendicularmente um ao outro.

0 sistema de transferência é equipado de um dispositivo de direcionamento e manutenção, sendo uma parte montada no braço articulado e a outra na tubulação de conexão 18 . Este dispositivo de direcionamento contém, de forma conhecida em si, uma vareta 28 que está direcionada pelo esforço de tração do cabo 35 indicado mais longe e montado em um braço de suporte 2 9 suportado pelo elemento de tubulação 20 para ser deslocado lateralmente da corrente 21, e um pistão 31 montado no dispositivo de conexão 4, sendo lateralmente deslocado por um braço de suporte 32 do acoplador de serviço 33 do dispositivo 4. Os supores 32 t 29 são tais que entre-eixos eixo pistão 31 / eixo acoplador de serviço 33 e eixo vareta 28 / eixo corrente 21 são idênticos. A cooperação do pistão e da vareta garante o paralelismo da frente da corrente 21 e da frente do acoplador de serviço 33.

0 dispositivo contém além disto um guincho 34 montado, no exemplo representado, na parte superior do braço externo 10 do braço articulado 3 e um cabo 3 5 que pode ser enrolado sobre este guincho e conduzido por cabos- guia 3 6 através do pistão 31 para ser fixado, como no exemplo representado, na extremidade do pistão 28. Claro, o guincho poderia ser colocado em qualquer outro lugar apropriado, por exemplo, no braço de suporte do pistão.

Para garantir um posicionamento correto, o braço de suporte 2 9 da vareta 2 8 é munido em sua extremidade de uma forquilha de indexação em rotação 3 8 destinada a cooperar com um rodízio de indexação em rotação 3 9 solidário do pistão 31 com um deslocamento lateral apropriado correspondente ao deslocamento da forquilha 38 / vareta 28. É a cooperação do rodízio 39 e da forquilha 38, que garante a boa posição coaxial do acoplador 33 e a corrente 21 por rotação ao redor do eixo comum vareta 28 / pistão 31.

Deve-se ainda observar que o braço articulado 3 é equilibrado com a ajuda de um contrapeso 41 disposto em um prolongamento 42 do braço interno 7. 0 equilíbrio deve ser tal que o cabo de manutenção está sempre em tensão quando das fases de conexão/ desconexão.

Deve-se observar também que com uma preocupação de otimização da manutenção, colocou-se, nas figuras apresentadas, de forma benéfica, diferentes elementos do braço de forma tal que, qualquer que seja o ângulo de rotação das juntas rotativas 8, 9, 11 e 15, o eixo do pistão corta sempre os eixos de rotação das juntas rotativas 9, 11 e 15. Além disto, serão anexados quando da realização de tal sistema, para dispor os elementos do braço externo 10 e do dispositivo de transferência 4 de forma a conduzir o centro de gravidade destes elementos ao nível do eixo do pistão 31 e o mais alto possível. De igual forma, ao lado do manifold, os elementos da tubulação de conexão 18 foram dispostos de forma tal que o eixo da vareta corta sempre os eixos de rotação das juntas rotativas 26 e 27. Poder-se-á além disto, quando da realização da tubulação de conexão 18, equilibrá-lo com a ajuda de um contrapeso ou de dispositivos elásticos (do tipo molas por exemplo). 0 conjunto destas disposições permite otimizar o alinhamento do cabo de manutenção, do eixo da vareta e do eixo do pistão qualquer que seja a posição relativa entre o navio e a unidade de armazenamento ou de produção e seus movimentos.

Com relação ao funcionamento do sistema de transferência conforme a invenção, entende-se facilmente que as seis juntas rotativas dão ao sistema os seis graus de liberdade necessários. 0 posicionamento correto do braço 3 na corrente de conexão 21 do manifold é garantido pelo dispositivo de direcionamento (28, 31, 38, 39), o que permite ao sistema de transferência conforme a invenção ser igualmente utilizado em mar aberto, apesar dos movimentos dinâmicos gerados pelo ambiente (maré, corrente, vento) . Colocando uma parte das juntas no navio, o braço articulado pode ser menos imponente e mais leve.

A figura 4 ilustra uma realização do dispositivo de transferência conforme a invenção de acordo com a qual três juntas rotativas correspondem às juntas rotativas 8 , 9 e 11 das figuras 1 a 3 e se encontram no braço articulado 3 , enquanto que a tubulação 18 fixada no manifold contém, complementarmente às juntas rotativas 26, 27, uma terceira junta rotativa designada pela referência 15', uma vez que ela corresponde, funcionalmente, à junta rotativa 15 das figuras 1 a 3 . Para este fim, a tubulação 18 contém uma parte suplementar em forma de um U 41, a junta 15 sendo colocada na base desta parte em U de forma a respeitar sempre as disposições geométricas benéficas citadas acima. Deve-se notar que, caso este componente se torne disponível, o agenciamento com três rotações poderia ser substituído por uma única rótula para passagem líquida, o que permitiria reduzir o obstáculo. As figuras 5 e 6 ilustram um modo de realização da

invenção de acordo com o qual cinco juntas rotativas estão previstas no braço articulado 3, a saber, as juntas 8, 9, 11, 15 e 26', esta última junta correspondendo funcionalmente à junta 26 das figures 1 a 3. A junta 26' está disposta corretamente na direção do dispositivo de conexão 4. A sexta junta rotativa 27 permanece na tubulação de manifold 18, de acordo com as figuras 1 a 3.

A figura 7 mostra ainda um outro modo de realização, cuja particularidade reside no fato que o dispositivo de direcionamento e o dispositivo de conexão do braço articulado 3 estão integrados de forma a obter uma estrutura coaxial. A vareta 28 está disposta coaxialmente na corrente de conexão 21 da tubulação 8 fixada no manifold e o pistão 31 é realizado em um elemento tubular 45, que é colocado coaxialmente na abertura de conexão 4 6 do dispositivo de conexão, estendendo-se no eixo deste, enquanto que o tubo que se prolonga na extremidade toma a forma de um U permitindo ao elemento tubular 45 se abrir para fora na parte curva. 0 guincho 34 é colocado no espaço delimitado pelo tubo em U, acima do elemento tubular 45 do pistão 31 para que o cabo possa passar através do pistão.

A disposição das juntas rotativas é aquela das figuras 1 a 3 , com quatro juntas no braço articulado 3 e duas na tubulação de manifold, com exceção da junta 15 que não está mais na parte direita do segmento do braço externo mas na parte superior da parte em U do dispositivo de conexão 4. Esta junta está indicada pela referência 15'.

Deve-se observar ainda que a tubulação 18 fixada no manifold poderia ser suficientemente longa para deslocar a corrente de 21 ao nível da borda do navio e tornar a tomar apoio por um suporte 45 na estrutura do navio de forma a transmitir toda ou parte dos esforços do braço para a estrutura do navio e aliviar o manifold do navio, como ilustra a figura 8. Para completar a descrição, deve-se observar que o

dispositivo de conexão 4 do braço articulado 3 contém um acoplador de serviço 33 e um dispositivo de desconexão de urgência 43.

Claims

1. Sistema de transferência de um líquido gasoso, tal como gás natural liqüefeito entre um navio do tipo metaneiro e uma unidade flutuante ou fixa de produção e/ou armazenamento do líquido, este sistema sendo do tipo de η grau de liberdade, em geral seis, e contendo um dispositivo de braço articulado montado na unidade flutuante enquanto que o navio contém um manifold ao qual o braço articulado deve ser conectado, caracterizado pelo fato que uma tubulação de conexão (18) é fixada por uma extremidade ao manifold (2) e cuja outra extremidade contém a corrente de conexão (21) do braço articulado (3), esta tubulação 18 sendo do tipo de cotovelos contendo pelo menos uma das juntas rotativas (27, 26, 15) das juntas rotativas.

2. Sistema de transferência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o braço articulado (3) comporta um segmento de suporte (6) ligado a uma tubulação fixa (5) da unidade flutuante ou fixa, um segmento de braço externo (7) e um segmento de braço interno (10) que comportam pelo menos três juntas rotativas (8, 9 ,11), enquanto que as três outras juntas (26, 27, 15) rotativas se encontram na tubulação (18) fixada ao manifold e cuja extremidade contém a corrente (21) de conexão do braço articulado (3).

3. Sistema de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato que o braço articulado (3) e a tubulação fixa (18) do manifold comportam os cotovelos e as partes em U adaptados para garantir o direcionamento apropriado dos eixos de rotação das juntas rotativas.

4. Sistema de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato que ele contém um dispositivo de direcionamento e manutenção do dispositivo de conexão (4) do braço articulado (10) do tipo com vareta (28) e pistão (31), disposto lateralmente ao dispositivo de conexão.

5. Sistema de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato que ele contém um dispositivo de direcionamento e de manutenção do dispositivo de conexão (4) do tipo com vareta (28) e pistão (31) , que é integrado coaxialmente aos meios de conexão.

6. Sistema de transferência, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato que o pistão (31) está colocado na tubulação de conexão (18) e é disposto de forma que seu eixo corte sempre os eixos de rotação das juntas rotativas existentes na tubulação (18) e os eixos de rotação das juntas rotativas existentes neste são adjacentes ao braço articulado (10) , cuja extremidade é conectável à corrente de conexão da tubulação (18).