BRPI0720019A2 - Conjunto de conexão - Google Patents

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BRPI0720019A2
BRPI0720019A2 BRPI0720019-6A BRPI0720019A BRPI0720019A2 BR PI0720019 A2 BRPI0720019 A2 BR PI0720019A2 BR PI0720019 A BRPI0720019 A BR PI0720019A BR PI0720019 A2 BRPI0720019 A2 BR PI0720019A2
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Jan Erik Karlsen
Bjorn Ivar Ladegard
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE CONEXÃO".
A presente invenção refere-se a um conjunto de conexão para conectar e/ou desconectar um cabo de energia elétrica para/de um oleoduto 5 submarino, como também um método correspondente. Tal conector com- preenderá um elemento de cone fêmea montado à superfície do oleoduto, um elemento de cone macho complementar preso a uma extremidade do cabo de energia, e meios de parafuso de apertar para prender contato entre o elemento de cone fêmea e o elemento de cone macho.
O que é buscado, é um meio rápido e seguro para conectar e
desconectar um cabo de energia elétrica para um oleoduto pelo uso de um ROV (veículo operado a distância - ou possivelmente WROV - veículo de trabalho operado a distância). Depois da conexão do cabo, uma corrente de, por exemplo, cerca de 3000 ampéres, será alimentada para o oleoduto, em particular para propósitos de DEH (DEH: Aquecimento Elétrico Direto).
A patente GB 2357910 para tal propósito, descreve o uso de um sistema de cone compreendendo elementos substancialmente como men- cionado acima, e mais especificamente divulga um conceito de conserto pa- ra conectar um cabo sobressalente (condutor único) a uma placa de cone- 20 xão já instalada no oleoduto. Isto é realizado usando um fio de tração atra- vés da placa de conexão e cortando fora o fio de tração depois da instala- ção. Tal cabo de conserto não pode ser desconectado mais, isto é, esta é uma conexão permanente que não é utilizável como uma conexão de curta duração já que não é possível nenhuma desconexão. Os conectores de alta 25 voltagem existentes são muito grandes em tamanho e necessitam de uma grande conexão de ferramenta/plataforma a ser encaixadas.
De interesse primário com relação à presente invenção está uma conexão de um cabo do energia para um oleoduto por pouco tempo ou tem- porário (tipicamente por 14 dias). O cabo (normalmente de condutor único) é 30 para ser operado desde um navio e pode ser tanto conectado quanto desco- nectado desde a placa de conexão pré-instalada no oleoduto. Tal operação será executada por meio de um ROV (ou WROV), e deve ser tão rápido e simples quanto possível. Deve ser observado que aquecimento temporário de oleodutos com uma fonte de energia e instalação de cabo desde um na- vio como considerado aqui, não tinha sido executado antes.
Um objetivo da presente invenção é usar uma conexão e recep- táculo de conexão operados por ROV (ou WROV), como conhecidos de per si no princípio, e incorporar um novo e específico conceito com uma conexão de cone de ranhura encaixada por uso de uma conexão-em- parafuso/elemento girável que será apertado pelo ROV (ou WROV).
Em um conjunto de conexão como referido acima, as caracterís- 10 ticas novas e específicas de acordo com a invenção são principalmente ca- racterizadas pelo fato de que os ditos meios de apertar compreendem um primeiro membro de conexão adaptado para ser recebido em um primeiro receptáculo no dito elemento de cone fêmea, o dito primeiro receptáculo tem uma abertura faceando oposta do cone do elemento de cone fêmea para 15 receber o dito primeiro membro de conexão, e um parafuso de apertar é pro- vido no dito primeiro membro de conexão com uma extremidade interna do parafuso sendo adaptada para engatar o dito elemento de cone macho e com uma extremidade externa sendo acessível para as operações de conec- tar e/ou desconectar.
Características adicionais são expressas em reivindicações de-
pendentes direcionadas ao conjunto, como também nas reivindicações de método (reivindicações 9-10).
Os objetivos, características e vantagens precedentes e outros, da presente invenção tornar-se-ão mais claros pela descrição detalhada se- guinte de modalidades preferidas como ilustrado nos desenhos anexos, dos quais:
a figura 1 mostra esquematicamente em corte transversal axial um conjunto de conexão de cabo para oleoduto de acordo com uma modali- dade da presente invenção, e a figura 2 ilustra esquematicamente etapas do método principal
que pode ser executado quando estabelecendo uma conexão com um con- junto, como mostrado na figura 1. A figura 1 mostra um cabo de energia elétrica 1, compreendendo por exemplo um condutor de núcleo único, sobre o qual é preso um elemen- to elétrico de cone macho 5. Em torno do elemento de cone 5 é montado um membro de conexão principal (ou segundo) 3 ajustando dentro de um recep- 5 táculo 4 que constitui uma estação de engate para este membro de conexão. O receptáculo de engate 4 é portado por uma placa de conexão 2 que é sol- dada ou de outro modo ancorada à superfície de um oleoduto 8.
No sentido de que o membro de conexão 3 ser preso com fir- meza no receptáculo 4 é provido meios de bloqueio de esfera com esferas 10 13 adaptadas para bloquear dentro de uma ranhura periférica, como conhe- cido per se. No entanto, uma característica específica neste momento é vista no formato um pouco alongado da ranhura na direção axial. Deste modo, o membro de conexão 3 tem algum grau de jogo livre na direção do compri- mento com respeito ao receptáculo 4 quando inserido nele.
É provido um elemento de cone fêmea 6 sendo de forma com-
plementar ao elemento de cone macho 5 acima, na forma de um receptáculo pequeno soldado à placa de conexão 2. Na modalidade mostrada, o elemen- to de cone fêmea/receptáculo 6 se estendem através da placa 2, conside- rando que o receptáculo 4 limita a placa 2. Com tal estrutura ou disposição 20 relativa de partes essenciais incorporadas no conjunto de conexão, estas partes são localizadas muito próximas à placa de conexão 2 e estão rigida- mente sustentadas por ela.
A extremidade do elemento de cone macho 5, tem uma superfí- cie de contato "corrugada" 5a para prover um bom contato elétrico com o elemento de cone fêmea 6. Tais corrugações melhorando o contato podem, por exemplo, tomar a forma de nervuras na superfície cônica do elemento de cone macho e/ou fêmea.
As partes que são pré-instaladas (placa de conexão 2, receptá- culo de engate 4 e o pequeno receptáculo/elemento fêmea 6) no oleoduto 8 são poucas e não tem nenhuma subparte movível. Elas são projetadas para serem fáceis de limpar e para serem protegidas por tampas. As partes po- dem ser revestidas com isolamento térmico no sentido de minimizar a perda de calor do oleoduto.
As partes que são movíveis no sentido de estabelecer uma co- nexão elétrica como explicado acima, são por um lado o elemento de cone macho 5 com seu membro de conexão principal (ou segundo) 3, e por outro 5 lado meios de apertar para trazer em contato e manter um contato elétrico (e mecânico) entre os elementos macho e fêmea.
Tais meios de apertar 70 aqui compreendem um membro de co- nexão auxiliar (ou primeiro) 7 que ajusta dentro de um receptáculo 16 na extremidade externa ou traseira do elemento de cone fêmea 6. Centralmente 10 no membro de conexão 7 é provido um parafuso axial 7a para o aperto ser efetuado. Deste modo, a extremidade interna 7c do parafuso 7a é rosqueada e adaptada para engatar as linhas internas na extremidade do elemento ma- cho 5. Para girar o parafuso 7a uma extremidade externa 7b do parafuso é acessível fora do membro de conexão 7.
Como será visto desde a figura 1, existe uma cavidade central 9
formada no primeiro membro de conexão 7, acomodando uma mola de compressão 17 que serve para dar ao parafuso 7a, com um elemento de batente 18, algum grau de resiliência longitudinalmente. Isto é no sentido de que a extremidade interna do parafuso 7c, em particular, seja menos vulne- 20 rável ao impacto e dano durante a instalação, antes de ser engatada ros- queadamente com o elemento de cone macho 5.
Como o segundo membro de conexão 3 também o primeiro membro de conexão 7 tem um mecanismo de bloqueio de esfera 19/20 de forma a permitir para algum jogo livre em relação ao receptáculo fêmea 6 antes de apertar como descrito acima. Cada um dos membros de conexão 3 e 7 tem um manipulo de ROV 23 e 27, respectivamente.
Normalmente o elemento de cone macho 5 será feito de cobre e
o elemento de cone fêmea 6 de aço. Esta escolha de materiais é principal- mente devido ao ambiente submarino afetando as estruturas concernentes. A confiabilidade é muito importante, em particular com respeito às partes estruturais sendo pré-instaladas no oleoduto; uma vida de projeto aproxima- do de cerca de 50 anos em profundidades da água de aproximadamente ao redor de 550 metros a ao redor de 850 metros podem ser apontados em uma instalação prática.
Para ilustrar etapas do método quando instalando um cabo elé- trico 1 em um oleoduto 8, é feito referência à figura 2.
Etapa 1: Um ROV ou WROV com seu braço manipulador e fer-
ramenta de garra 50 levanta o elemento de cone macho 5 com membro de conexão 3, tendo sido abaixado junto com o cabo conectado 1, desde um navio de provisão (não mostrado) para o solo oceânico perto do oleoduto 8 e sua placa de conexão 2. A extremidade de cabo 1 com o membro de cone- 10 xão 3 está sendo segura acima do solo oceânico por meio de módulos de flutuação 100 presos ao cabo. Desta posição o ROV ou WROV guia o co- ne/conexão macho 5/3 no receptáculo 4 na placa de conexão 2. Aqui a co- nexão é autobloqueada no receptáculo como descrito acima, por meios de bloqueio 13/15.
Etapa 2: O mesmo (ou outro) ROV (ou WROV) então por meio
do manipulo 27 levanta o outro membro de conexão 7 com o meio de aper- tar 70 e o insere no receptáculo 16 formado no elemento de cone fêmea 6, do lado oposto em relação ao cone 12 e com uma função autobloqueante 19/20 de forma a manter temporariamente as partes montadas.
Etapa 3: Finalmente, no sentido de estabelecer um contato se-
guro entre os cones macho e fêmea, os mesmos (ou outros) ROV (ou WROV) com sua ferramenta 50 ou possivelmente uma ferramenta especial engatando a extremidade externa de parafuso 7b, girará o parafuso 7a para atarraxar o mesmo na extremidade do cone macho 5, desta forma puxando as duas partes juntas, na posição mostrada na figura 1.
Para remover uma conexão elétrica estabelecida de acordo com as etapas do método como descrito acima, o ROV (ou WROV) em uma po- sição correspondente à ETAPA 3 na figura 2, deve desparafusar o elemento de parafuso 7a no sentido de desconectar os cones fêmea e macho 6 e 5. 30 Nesta operação é para ser recordado que o cone/conexão 5/3 tem um jogo livre na direção do comprimento relacionado ao receptáculo 4, deste modo tornando mais fácil para liberar os cones. De uma posição correspondente à ETAPA 1 na figura 2, o ROV (ou WROV) pode então puxar para fora o cone/conexão 5, 3 e o cabo 1. O ROV (ou WROV) pode usar também torque alto no sentido de desconectar os cones. Em geral será entendido que uma operação de desconectar será 5 efetuada em uma seqüência reversa de etapas comparadas às ETAPAS de conectar 1, 2 e 3 descritas acima.
No contexto de aquecimento elétrico direto (DEH) existe um pro- cedimento normal para prover uma operação de ROV semelhante de conec- tar/desconectar em uma extremidade oposta do cabo de DEH em um ponto distante no oleoduto.
A presente invenção provê soluções vantajosas para o aqueci- mento temporário de oleodutos onde o cabo de DEH é para ser desconecta- do depois de usar. Usando a solução de conexão/receptáculo operado por ROV ou WROV junto com um novo projeto de elementos de cone elétri- 15 cos/meios de apertar representa um novo conceito para rápida cone- xão/desconexão de cabos de energia a oleodutos.

Claims (10)

1. Conjunto de conexão para conectar e/ou desconectar um ca- bo de energia elétrica (1) para/de um oleoduto submarino (8), em particular para aquecimento elétrico direto (DEH) dele, compreendendo: - um elemento de cone fêmea (6) montado (2) à superfície do oleoduto (8), - um elemento de cone macho complementar (5) fixo a uma ex- tremidade do cabo de energia (1), e - meios de parafuso de apertar (70) para segurar o contato entre o elemento de cone fêmea (6) e o elemento de cone macho (5), caracteriza- do pelo fato de que os ditos meios de apertar (70) compreendem um primei- ro membro de conexão (7) adaptado para ser recebido em um primeiro re- ceptáculo (16) no dito elemento de cone fêmea (6), o dito primeiro receptá- culo (16) tem uma abertura faceando na direção oposta do cone (12) do e- Iemento de cone fêmea (6) para receber o dito primeiro membro de conexão (7), e um parafuso de apertar (7a) é provido no dito primeiro membro de co- nexão (7) com uma extremidade interna (7c) do parafuso (7a) sendo adapta- da para engatar o dito elemento de cone macho (5) e com uma extremidade externa (7b) sendo acessível para as operações de conectar e/ou desconec- 20 tar.
2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, em que o dito pri- meiro receptáculo (16) é coaxial com o cone (12) do elemento de cone fê- mea (6), e o parafuso de apertar (7a) é centralmente localizado no dito pri- meiro membro de conexão (7).
3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que uma parte rosqueada (7c) do dito parafuso de apertar (7a) é adaptada para enga- tar linhas correspondentes no elemento de cone macho (5).
4. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que uma cavidade central no dito primeiro membro de conexão (7) contém uma mola de compressão axial (17) cooperando com um elemento de batente (18) sobre uma parte mediana do dito parafuso de apertar (7a), para prover um grau de resiliência do parafuso na direção axial. 2
5. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que um segundo membro de conexão (3) é montado no dito elemento de cone macho (5) e é adaptado para ser recebido em um segundo receptá- culo (4) rigidamente conectado (2) ao oleoduto (8).
6. Conjunto de acordo com a reivindicação 1 ou 5, em que o dito primeiro e/ou segundo membro de conexão(ões) (7,3) é/são providos com meios de bloqueio de esfera (19, 20/13, 15) com ranhuras de esfera (20,15) tendo uma certa extensão na direção axial dos ditos membros de conexão para permitir axialmente algum jogo livre elástico dos membros de conexão quando inseridos nos correspondentes receptáculos.
7. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que uma superfície de contato na extremidade interna do dito elemen- to de cone macho (5) é provido com nervuras ou corrugações (5a) para me- lhorar o contato elétrico a ser assegurado.
8. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que os ditos primeiro e segundo membros de conexão (7, 3) são pro- vidos com manípulos ROV (WROV) (27, 23) para cooperação com o dito ROV ou WROV.
9. Método para conectar um cabo de energia elétrica (1) a um oleoduto submarino (8) empregando um conjunto de conexão compreen- dendo um elemento de cone fêmea (6) montado à superfície de oleoduto, um elemento de cone macho complementar (5) preso a uma ex- tremidade do cabo de energia (1), e meios de parafuso de apertar (70) para assegurar contato entre o elemento de cone fêmea (6) e o elemento de cone macho (5), caracterizado pelas seguintes etapas: um ROV ou WROV (50) agarra um membro de conexão principal (ou segundo) (3) incorporando o dito elemento de cone macho (5), e insere o elemento de cone macho (5) no cone (12) do dito elemento de cone fêmea (6), e um ROV ou WROV (50) agarra um membro de conexão auxiliar (ou primeiro) (7) compreendido pelos ditos meios de apertar (70), e insere o membro de conexão auxiliar em um receptáculo (16) no dito elemento de cone fêmea (6) oposto ao dito cone (12) do elemento de cone fêmea, e um ROV ou WROV opera os ditos meios de apertar (70) de forma a assegurar contato entre o elemento de cone fêmea (6) e o elemento de cone macho (5).
10. Método de acordo com a reivindicação 9, em que todas as ditas etapas são executadas por um e o mesmo ROV ou WROV.
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