BRPI0808557A2 - Plataforma autoelevada de dimensões muito grandes para o tratamento de gás ou de petróleo no mar e processo de montagem e de instalação de uma plataforma autoelevada - Google Patents
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Description
“PLATAFORMA AUTOELEVADORA DE DIMENSÕES MUITO GRANDES PARA O TRATAMENTO DE GÁS OU DE PETRÓLEO NO MAR E PROCESSO DE MONTAGEM E DE INSTALAÇÃO DE UMA PLATAFORMA AUTOELEVADORA”
A presente invenção se refere a uma plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes para o tratamento de gás ou de petróleo no mar.
A invenção também se refere a um processo de montagem e de instalação de uma tal plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes.
Depois da extração do gás ou do petróleo, esse tipo de produto necessita de numerosas etapas de tratamento e equipamentos e instalações pesados e grandes.
No caso de uma extração no mar, esses equipamentos e essas instalações são colocados em várias plataformas petroleiras, por exemplo do tipo autoelevadora, que compreendem um casco montado deslocável entre uma posição de flutuação e uma posição de exploração fora da água sobre pernas de sustentação com o auxílio de mecanismos de acionamento para o deslocamento das ditas pernas entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre a frente marinha.
Mas, considerando-se as numerosas operações efetuadas, os diferentes equipamentos são distribuídos em várias plataformas.
De fato, as dimensões dos cascos das plataformas utilizadas até agora são limitadas devido à infraestrutura das mesmas e às condições de exploração o que obriga a distribuir os equipamentos de tratamento entre as diferentes plataformas e a ligar essas plataformas entre si por uma rede de canalizações de conexões elétricas e de sistemas de controle, aumentando bem evidentemente os custos de produção, de instalação e de tratamento no mar do gás ou do petróleo. Além disso, a montante da colocação em exploração de tais plataformas, testes devem ser efetuados por pessoal que permanece mobilizado nas plataformas por períodos mais ou menos longos. Uma solução consiste em aumentar as dimensões dos cascos das plataformas.
Mas, nesse caso, grandes problemas de estabilidade e de rigidez do casco assim como problemas de instalação no mar se apresentam.
A invenção tem como objetivo propor uma plataforma
autoelevadora de dimensões muito grandes para o tratamento de gás ou de petróleo no mar que permite resolver esses problemas.
A invenção tem portanto como objeto uma plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes para o tratamento de gás ou de petróleo no mar, do tipo que compreende um casco montado deslocável entre uma posição de flutuação e uma posição de exploração fora da água, sobre pernas de sustentação principais com o auxílio de mecanismos de acionamento para o deslocamento das ditas pernas principais entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho, caracterizada pelo fato de que a distância que separa duas pernas principais contíguas é superior a 75 m e pelo fato de que o casco compreende, entre as ditas duas pernas principais contíguas, pelo menos uma perna de sustentação secundária munida de mecanismos de acionamento para o deslocamento das ditas pernas secundárias entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho e para o deslocamento do casco entre a posição de flutuação e a posição de exploração e para uma melhor distribuição das cargas sobre o solo marinho.
De acordo com modos especiais de realização, a plataforma pode compreender uma ou várias das características seguintes:
-o casco tem a forma de um quadrilátero que compreende em
dois lados opostos as pernas principais e, entre cada par de pernas principais opostas de dois lados, uma perna secundária,
- os dois lados opostos do casco que levam as pernas principais são formados cada um deles por um segmento lateral único, - cada pema principal é fixada no segmento lateral correspondente com o auxílio de uma armação de sustentação,
- cada pema secundária é levada por um segmento de ligação que liga os dois segmentos laterais no alinhamento de duas pernas principais
opostas, e
- os mecanismos de acionamento de cada uma das pernas principais são associados a meios de travamento da pema principal correspondente.
A invenção também tem como objeto um processo de
montagem e de instalação de uma tal plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas sucessivas seguintes:
- fabrica-se cada segmento lateral e cada segmento de ligação independentemente em um cais de montagem,
- coloca-se na água na proximidade do cais cada segmento
lateral,
- fixa-se em cada segmento lateral, a armação de sustentação de cada pema principal em posição levantada,
- mantêm-se confrontantes os dois segmentos laterais,
- leva-se entre esses segmentos laterais com o auxílio de pelo
menos uma barcaça os segmentos de ligação que levam cada um deles uma pema secundária em posição levantada,
- desloca-se verticalmente os segmentos de ligação para levar a face superior desses segmentos de ligação ao nível da face superior dos
segmentos laterais,
- fixa-se os segmentos de ligação nos segmentos laterais,
- retira-se a dita pelo menos barcaça,
- encaminha-se por flutuação o casco assim montado até o sítio de instalação com as pemas principais e secundárias na posição levantada, - desce-se progressivamente e em sincronismo as pernas principais e secundárias até o fundo marinho, e
- levanta-se o casco na posição de exploração fora da água por intermédio das pernas principais e secundárias e trava-se as pernas principais.
De acordo com outras características do processo:
- monta-se cada armação de sustentação sem a pema principal e coloca-se cada pema principal em uma armação de sustentação correspondente antes da colocação em flutuação dos segmentos laterais,
- coloca-se cada pema principal em uma armação de sustentação correspondente depois da colocação em flutuação dos segmentos, e
- monta-se as pemas secundárias nos segmentos de ligação depois da fixação desses segmentos de ligação nos segmentos laterais.
A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que vai se seguir, dada a título de exemplo e feita em referência aos desenhos anexos, nos quais:
- a Fig. 1 é uma vista esquemática de cima de uma plataforma autoelevadora, de acordo com a invenção,
- a Fig. 2 é uma vista de lado da plataforma autoelevadora, de acordo com a invenção,
- a Fig. 3 é uma vista esquemática em corte de acordo com a linha 3-3 da Fig. 1,
- a Fig. 4 é uma vista esquemática em corte transversal de uma pema principal da plataforma e que mostra os mecanismos de acionamento da dita pema,
- a Fig. 5 é uma vista esquemática de cima dos dois segmentos laterais do caco da plataforma autoelevadora em decorrer de montagem, e
- as Figs. 6 e 7 são duas vistas esquemáticas em corte transversal que mostram a montagem dos segmentos laterais com os segmentos de ligação para formar o casco da plataforma auto-elevadora.
Nas Fig. 1 a 3, foi representada uma plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes designada em seu conjunto pela referência 1. Essa plataforma 1 é destinada notadamente ao tratamento de gás ou de petróleo no mar.
A plataforma autoelevadora 1 compreende um casco 10 de dimensões muito grandes no qual são dispostos os diferentes equipamentos e instalações para o tratamento do gás ou do petróleo, assim como locais de habitação habituais.
O casco 10 é montado deslocável entre uma posição de
flutuação e uma posição de exploração fora da água (Figs. 2 e 3) sobre pemas de sustentação 30 principais com o auxílio de mecanismos de acionamento 35 para o deslocamento das ditas pemas principais 30 entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho F, como mostrado 15 nas Figs. 2 e 3, assim como para deslocar o casco 10 para fora da água na posição de exploração como mostrado nessas figuras.
Assim como mostrado na Fig. 1, a distância que separa duas pemas principais 30 contíguas é superior a 75 m e o casco 10 compreende, entre as ditas pemas principais 30 contíguas, pelo menos uma pema de 20 sustentação 40 secundária munida também de mecanismos de acionamento 45 para o deslocamento dessas pemas secundárias 40 entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho F (Figs. 2 e 3), assim como para deslocar o casco 10 para fora da água na posição de exploração.
De acordo com um modo de realização preferencial, o casco
10 tem a forma de um quadrilátero e mais especialmente de um retângulo que compreende em dois lados opostos que levam as pemas principais 30 e, entre cada par de pemas principais 30 opostas dos dois lados, uma pema secundária 40. A título de exemplo não limitativo, a distância d que separa duas pemas principais 30 opostas, quer dizer a largura do casco 10 é igual a 100 m e o comprimento D desse casco 10 é igual a 300 m. O número de pemas principais 30 é de dezesseis, oito de cada lado do casco IOeo número 5 de pemas secundárias 40 dispostas cada uma delas entres duas pemas principais 30 opostas é de oito.
No exemplo de realização representado nas figuras, os dois lados opostos do casco 10 que levam as pemas principais 30 são formados cada um deles por um segmento lateral 11 único e cada pema secundária 40 é levada por um segmento de ligação 15 transversal que liga os dois segmentos laterais 11 no alinhamento das pemas principais 30 opostas.
A parede intema 11 a de cada segmento lateral 11 compreende uma sucessão de porções salientes 12 separadas por porções vazadas 13. Os segmentos de ligação 15 são fixados, como mostrados na Fig. 1, entre duas porções salientes 12 e dois segmentos laterais 11 opostos.
Cada pema principal 30 é fixada na parede extema I Ib do segmento lateral 11 correspondente com o auxílio de uma armação de sustentação 38.
Como está mostrado nas Figs. 2 e 3, cada pema principal 30 é terminada em sua parte inferior por um pé 39, destinado a se apoiar sobre o fundo marinho F. Cada uma das pemas principais 30 apresenta, no modo de realização representado na Fig. 1, uma seção triangular e essas pemas principais 30 podem também apresentar uma seção quadrada ou circular.
Como aparece mais especialmente na Fig. 4, cada pema 25 principal 30 é formada por três montantes 31 ligados entre si por uma treliça de vigotas metálicas 32. Os montantes 31 das pemas principais 20 compreendem os dentes para formar em cada montante 31, duas cremalheiras 33 diametralmente opostas e destinadas a operar junto com os mecanismos de acionamento 35 para deslocar as pemas principais 30, e depois o casco 10 sobre essas pemas principais 30. Na Fig. 4, um só mecanismo de acionamento 35 foi representado, os outros mecanismos 35 sendo idênticos.
Cada mecanismo de acionamento 35 é formado por conjuntos motorredutores 36 que acionam cada um deles um pinhão de saída 37 que opera junto com as cremalheiras 33 dispostas nos montantes 31 da pema principal 30 correspondente.
Por outro lado, cada mecanismo de acionamento 35 de cada uma das pemas principais 30 é associado a meios de travamento da pema principal na posição de apoio da dita pema principal 30 sobre o fundo marinho F, e sobretudo na posição de exploração fora da água do casco 1, como mostrado nas Figs. 2 e 3. Esses meios de travamento, não representados, são conhecidos e descritos por exemplo nos documentos FRA-2 653 462, FR-A-2 876 124 e FR-A-2 881 763.
Cada pema secundária 40 é terminada, em sua parte inferior, por um pé 41 destinado a se apoiar sobre o fundo marinho F, assim como mostrado na Fig. 3.
No exemplo de realização representado nas figuras e mais especialmente na Fig. 1, cada uma das pemas secundárias 40 apresenta uma seção quadrada, essas pemas secundárias 40 podendo também apresentar uma seção triangular ou circular.
Nesse caso, cada pema secundária 40 é formada por quatro montantes 42 ligados entre si por uma treliça de vigotas metálicas. De maneira idêntica às pemas principais 30 e não representados no detalhe nas figuras, os montantes 42 das pemas secundárias 40 compreendem dentes para formar em cada montante duas cremalheiras diametralmente opostas, destinadas a operar junto com mecanismos de acionamento 45 idênticos no princípio, aos mecanismos de acionamento 35 de cada pema principal 30.
Fazendo-se agora referência às Figs. 5 a 7, vai ser descrita a construção e a montagem dos diferentes segmentos 11 e 12 do casco 10 da plataforma 1.
Primeiramente, os diferentes segmentos 11 e 12 que compõem o casco 1 são fabricados independentemente em um cais de montagem de um 5 canteiro naval. Em seguida fixa-se cada segmento lateral 11, as armações de sustentação 38 com as pemas principais 30 na posição levantada e coloca-se por meios apropriados, não representados, na água na proximidade do cais, quer dizer em uma zona calma e pouco profunda, os segmentos laterais 11 equipados com as armações de sustentação 38 com as pemas principais 30 na 10 posição levantada.
As armações de sustentação 38 das pemas principais 30 são fixadas por meios apropriados de tipo clássico e conhecido, não representados, na parede extema Ilb de cada segmento lateral 11, assim como mostrado na Fig. 5.
Cada armação de sustentação 38 é fixada nessa parede extema
Ilb em frente a uma porção saliente 12 disposta na parede intema Ila do segmento lateral 11. As pemas principais 30 estão na posição levantada, assim como mostrado na Fig. 6, e cada segmento lateral 11 está em flutuação com um calado da ordem de 5 m.
De acordo com uma primeira variante, monta-se cada armação
de sustentação 38 sem a pema principal 30 sobre a parede extema I Ib de cada segmento lateral Ile coloca-se cada pema lateral 30 em uma armação de sustentação 38 correspondente antes da colocação em flutuação dos segmentos laterais 11.
De acordo com uma segunda variante, coloca-se cada pema
principal 30 em uma armação de sustentação 38 correspondente depois da colocação em flutuação dos segmentos laterais 11.
Os dois segmentos laterais 11 são mantidos confrontantes por meios adequados e os segmentos de ligação 15 são levados entre esses segmentos laterais 11 com o auxílio de pelo menos uma barcaça 50, e de preferência, com o auxílio de várias barcaças 50 que levam cada uma delas vários segmentos de ligação 15.
No exemplo de montagem representado na Fig. 7, cada segmento de ligação 15 é previamente equipado com uma pema secundária 40 disposta em posição levantada.
A fim de levar a face superior de cada um dos segmentos de ligação 15 ao nível da face superior dos segmentos laterais 11, desloca-se verticalmente os segmentos de ligação 15 por meios apropriados, como por exemplo por lastragem ou deslastragem das barcaças 50.
Em seguida, fixa-se os segmentos de ligação 15 nos segmentos laterais 11 por sistemas de tipo conhecido, e depois retira-se as barcaças 50 lastrando-se para isso as mesmas.
As diferentes operações de montagem dos segmentos 11 e 15 estando assim realizadas e o casco 10 estando equipado com as pemas principais 30 e com as pemas secundárias 40, o conjunto do casco 11 é encaminhado por flutuação até o sítio de instalação no mar com as pemas principais 30 e secundárias 40 em posição levantada.
Quando a plataforma 1 se encontra no sítio, as pemas 20 principais 30 e as pemas secundárias 40 são progressivamente, em sincronismo, descidas com o auxílio dos mecanismos de acionamento, respectivamente 35 e 45, até a aplicação dos pés, respectivamente 31 e 41, sobre o fundo marinho F. Desde que esses pés 39 e 41 das pemas, respectivamente principais 30 e secundárias 40, estão em apoio sobre o fundo 25 marinho F, os mecanismos de acionamento, respectivamente 35 e 45, ainda acionados, provocam a subida do casco 10 para fora da água até sua posição de exploração representada nas Figs. 2 e 3.
Desde que esse casco 10 chegou em sua posição de exploração, as pemas principais 30 são travadas por intermédio dos meios de travamento de modo a manter o casco 1 nessa posição. As pemas secundárias 40 dispostas entre duas pemas principais 30 opostas, participam para a elevação do casco 10 e evitam considerando-se a distância d entre as pemas principais 30 opostas a flexão do casco 10 entre as pemas principais 30 opostas que pode provocar um bloqueio dos mecanismos de acionamento 35 das ditas pemas principais 30 assim como grandes cargas sobre essas últimas devido a um eventual movimento de flexão. O acionamento em sincronismo das pemas principais 30 e também das pemas secundárias 40 permite evitar um tal bloqueio e permite sobretudo manter o conjunto do casco 10 em uma posição estável e substancialmente horizontal.
De acordo com uma variante, as pemas secundárias 40 podem ser montadas nos segmentos de ligação 15 depois da montagem desses segmentos de ligação 15 com os segmentos laterais 11.
Os esforços transversais gerados pelas grandes dimensões do casco 10 são retomados pelas pemas principais 30 graças ao meio de travamento nessas pemas principais 30. As pemas secundárias 40 participam unicamente para a subida do dito casco 10 e não retomam cargas horizontais considerando-se sua pequena inércia comparada com aquela das pemas principais 30.
A título de exemplo, uma tal plataforma sem os equipamentos e as instalações de tratamento do gás ou do petróleo apresenta uma massa da ordem de 120 000 toneladas e com esses equipamentos e essas instalações, uma massa total da ordem de 200 000 toneladas.
O processo de montagem e de instalação de uma plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes de acordo com a invenção permite simplificar as operações de montagem e de união e em conseqüência disso diminuir os custos de fabricação. As grandes dimensões do casco permitem agrupar em uma mesma plataforma os diferentes equipamentos e as diferentes instalações necessárias para o tratamento do gás ou do petróleo extraído no mar.
O processo de montagem e de instalação de acordo com a invenção permite reduzir as operações de manutenção e evitar que as 5 diferentes operações de montagem dos segmentos que compõem o casco sejam tributarias das intempéries. De fato, graças ao processo de acordo com a invenção, essas operações são efetuadas em uma zona calma e em mar pouco profundo.
Claims (11)
1. Plataforma autoelevadora (1) de dimensões muito grandes para o tratamento de gás ou de petróleo no mar, do tipo que compreende um casco (10) deslocável entre uma posição de flutuação e uma posição de exploração fora da água, sobre pemas de sustentação principais (30) com o auxílio de mecanismos de acionamento (35) para o deslocamento das ditas pemas principais (30) entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho, caracterizada pelo fato de que a distância que separa duas pemas principais (30) contíguas é superior a 75 m e pelo fato de que o casco (10) compreende, entre as ditas duas pemas principais (30) contíguas, pelo menos uma pema de sustentação secundária (40) munida de mecanismos de acionamento (45) para o deslocamento das ditas pemas secundárias (40) entre uma posição levantada e uma posição em apoio sobre o fundo marinho e para o deslocamento do casco (10) entre a posição de flutuação e a posição de exploração e para uma melhor distribuição das cargas sobre o solo marinho.
2. Plataforma autoelevadora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o casco (10) tem a forma de um quadrilátero que compreende, em dois lados opostos, as pemas principais (30) e, entre cada par de pemas principais (30) opostas de dois lados, uma pema secundária (40).
3. Plataforma autoelevadora de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os dois lados opostos do casco (10) que levam as pemas principais (30) são formados cada um deles por um segmento lateral (11) único.
4. Plataforma autoelevadora de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que cada pema principal (30) é fixada no segmento lateral (11) correspondente com o auxílio de uma armação de sustentação (38).
5. Plataforma autoelevadora de acordo com uma qualquer das reivindicações I a 4, caracterizada pelo fato de que cada pema secundária (40) é levada por um segmento de ligação (15) que liga os dois segmentos laterais (11) no alinhamento de duas pemas principais (30) opostas.
6. Plataforma autoelevadora de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de acionamento (35) de cada uma das pemas principais (30) e associado a meios de travamento da pema principal (30) correspondente.
7. Processo de montagem e de instalação de uma plataforma autoelevadora de dimensões muito grandes de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas sucessivas seguintes: - fabrica-se cada segmento lateral (11) e cada segmento de ligação (15) independentemente em um cais de montagem, - fixa-se em cada segmento lateral (11), as armações de sustentação (38) das pemas principais (30) em posição levantada, - coloca-se na água na proximidade desse cais, cada segmento lateral (11) munido das armações de sustentação (38) e das pemas principais (30) em posição levantada, - mantêm-se confrontantes os dois segmentos laterais (11), - leva-se, entre esses segmentos laterais (11) com o auxílio de pelo menos uma barcaça (50) os segmentos de ligação (15) que levam cada um deles uma pema secundária (40) em posição levantada, - desloca-se verticalmente os segmentos de ligação (15) para levar a face superior desses segmentos de ligação (15) ao nível da face superior dos segmentos laterais (11), - fixa-se os segmentos de ligação (15) nos segmentos laterais (11), - retira-se a dita pelo menos barcaça (50), - encaminha-se por flutuação o casco (10) assim montado até o sítio de instalação com as pemas principais (30) e secundárias (40) na posição levantada, - desce-se progressivamente e em sincronismo as pemas principais (30) e secundárias (40) até o fundo marinho, e - levanta-se o casco (10) na posição de exploração fora da água por intermédio das pemas principais (30) e secundárias (40) e trava-se as pemas principais (30).
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que monta-se cada armação de sustentação (38) sem a pema principal (30) e coloca-se cada pema principal (30) em uma armação de sustentação (38) correspondente antes da colocação em flutuação dos segmentos laterais (11).
9. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que coloca-se cada pema principal (30) em uma armação de sustentação (38) correspondente depois da colocação em flutuação dos segmentos laterais (11).
10.
Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que monta-se as pemas secundárias (40) nos segmentos de ligação (15) depois da fixação desses segmentos de ligação (15) nos segmentos laterais (11).
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