BRPI0906941B1 - tensor marinho para manipular um artigo alongado - Google Patents

Abstract

tensor marinho para manipular um artigo alongado um tensor marinho tem uma armação de tensor e múltiplas unidades de trilha montadas em dita armação. cada unidade de trilha compreende um chassi alongado, dito chassi tendo porções de extremidade em extremidades opostas do mesmo bem como uma porção central entre ditas porções de extremidade. cada unidade de trilha compreende ainda uma trilha sem fim suportada por dito chassi e dispositivos de controle de movimento de trilha para efetuar movimento controlado da trilha sem fim, a trilha sem fim tendo uma multiplicidade de elementos de fricção adaptados para engatar sobre a tubulação ou similar. entre cada unidade de trilha e a armação de tensor é provida uma estrutura de conexão que pelo menos permite o movimento lateral da unidade de trilha de modo a adaptar a posição da unidade de trilha a um diâmetro de tubulação. um ou mais atuadores de aperto são providos entre a armação de tensor e o chassi da unidade de trilha e dispositivos de controle de atuador são providos que são associados com dito um ou mais atuadores de aperto e permitem o controle da força de aperto exercida pelos elementos de fricção da trilha da unidade de trilha sobre a tubulação. as estruturas de conexão são adaptadas, cada uma, para - em adição ao movimento lateral - permitir um movimento pivotante de cada unidade de trilha de modo a obter uma orientação não paralela das trilhas das unidades de trilha com respeito ao eixo de passagem de tubulação.

Description

TENSOR MARINHO PARA MANIPULAR UM ARTIGO ALONGADO [0001] A presente invenção refere-se a um tensor para manipular um artigo alongado, tal como uma tubulação em instalação de tubulação marinha, em que uma tubulação para transporte de hidrocarbonetos (petróleo, gás, etc.) é lançada sobre o leito do mar. O tensor pode também ser incorporado e/ou usado para manipular outros artigos alongados, tais como tubos ascendentes de hidrocarboneto, bem como, por exemplo, um umbilical (por exemplo, para equipamento submarino, ROV, ferramental de geo-inspeção, etc.).

[0002] Tensores são bem conhecidos no campo de lançamento de tubo marinho, frequentemente tendo a tarefa de suportar o peso da tubulação lançada. Tensores são usados para muitas técnicas de lançamento de tubos, tais como lançamento em S, lançamento de carretel, lançamento em J. Tensor tendo uma grande "capacidade de suporte de carga" e, no campo, capacidades de dezenas de toneladas, ou mesmo bem acima de 100 toneladas para um tensor, não são incomuns. Um exemplo de um tensor é revelado na US 6.394.445 (Itrec).

[0003] Em uma forma de construção conhecida, um tensor de instalação de tubulação compreende uma armação de tensor e múltiplas unidades de trilha montadas em dita armação. O número de unidades de trilha é normalmente adaptado à capacidade e/ou tipo de tubulação e os projetos de tensores comuns incluem duas, três ou quatro unidades de trilha (ou possivelmente um número variável de unidades de trilha). Cada unidade de trilha inclui um chassi e uma trilha sem fim, com rolos de suporte ou outros dispositivos de suporte sendo montados sobre o chassi para suportar a trilha sem fim, e um ou mais elementos de acionamento/freio de trilha para efetuar o movimento de acionamento e/ou frenagem da trilha. A trilha é adaptada para engatar sobre o exterior da tubulação, comumente como a trilha tem elementos de fricção, usualmente sapatas de fricção, que engatam sobre a dita tubulação exterior. s [0004] E conhecido arranjar cada unidade de trilha móvel dentro da armação associada de modo que o “interstício” ou "passagem de tubulação" entre as trilhas pode ser adaptado para diferentes diâmetros de tubulação e possível de permitir uma posição "amplamente aberta" das unidades de trilha em que um grande item (por exemplo, um acessório provido dentro ou sobre a tubulação, tal como um conector de tubulação) pode passar através do tensor. [0005] Na US 6.394.445 é revelado prover cilindros hidráulicos entre a armação do tensor e cada unidade de trilha para criar a "pressão de aperto" entre a trilha e a tubulação exterior, necessária para reter a tubulação e absorver a carga de tubulação com base na fricção e também para permitir o deslocamento da unidade de trilha para se adaptar ao diâmetro de tubulação. Será entendido que a "pressão de aperto" necessária entre a tubulação e as trilhas é muito significante, pois a força friccional resultante poderia precisar ser de várias dezenas de toneladas, ou mesmo bem acima de uma centena de toneladas. O desejo por capacidade de suporte muito alta do peso de tubulação do tensor, por exemplo, provém do desejo de desenvolver campos de petróleo e gás em águas profundas, onde a profundidade de água (e, assim, o comprimento da tubulação lançada, suportada pelo tensor, ou múltiplos tensores em série) poderia ser maior que 500 metros, ou mesmo acima de 1000 metros.

[0006] As tubulações a serem lançadas de um navio de lançamento de tubo equipado com um sistema de lançamento de tubo marinho incluindo um ou mais tensores podem variar significantemente, isto é com respeito às propriedades da tubulação (tubulação rígida ou tubulação flexível, revestida ou não revestida, enrolada ou não enrolada, etc.). Por conseguinte, existe a necessidade de tensores que sejam capazes de manusear uma ampla gama de diferentes tubulações (possivelmente equipadas com acessórios tendo uma seção transversal maior que a tubulação propriamente dita).

[0007] Os tensores da arte anterior provaram ser limitados com respeito à sua faixa de aplicação.

[0008] Por exemplo, um problema é que uma tubulação pode incluir uma seção tendo um diâmetro não uniforme, por exemplo, uma seção ligeiramente cônica ou outra variação “menor” de diâmetro de tubulação. Como os tensores comuns são construídos para manter as trilhas exatamente paralelas ao eixo de passagem de tubulação, a presença de uma tal seção ligeiramente cônica ou outra "variação" em diâmetro de tubulação pode resultar em sobrecarregamento da tubulação pelas trilhas.

[0009] A presente invenção tem como objetivo propor um tensor marinho aperfeiçoado.

[00010] A invenção atinge o objetivo acima pela provisão de um tensor marinho, em que as estruturas de conexão são adaptadas, cada uma, para - em adição ao movimento lateral - permitir um movimento pivotante de cada unidade de trilha de modo a obter uma orientação não paralela das trilhas da unidades de trilha com respeito a eixo de passagem de artigo alongado.

[00011] Por admitir movimento pivotante é possível arranjar as trilhas, por exemplo, de modo que uma seção cônica da tubulação pode ser suportada e passada através do tensor sem sobrecarregamento da tubulação. Também, este arranjo pivotante permite que o controle acurado da força de aperto, e assim da pressão de aperto sobre a tubulação.

[00012] Preferivelmente a estrutura de conexão de cada unidade de trilha é somente conectada à porção central do chassi. Isto permite criar um eixo de pivô na altura da porção central do chassi com o efeito que, quando uma porção de extremidade se move para dentro, a outra porção de extremidade se move para fora com respeito ao eixo de passagem. Em um arranjo prático de dito eixo de pivô é posicionado substancialmente no centro entre as extremidades da trilha, preferivelmente também entre a parte ativa e a parte de retorno da trilha.

[00013] Em uma forma de construção altamente preferida, a estrutura de conexão de cada unidade de trilha consiste de um conjunto de barra de ligação central que é pivotadamente conectado à porção central do chassi em uma extremidade de chassi do mesmo e pivotadamente conectado à armação em uma extremidade de armação do mesmo. Mais preferivelmente, cada conjunto de barra de ligação central inclui duas barras de ligação em lados opostos do chassi de unidade de trilha, que permitem efetivamente agir contra qualquer tendência de o chassi girar em torno de seu eixo longitudinal. Ditas barras de ligação podem ser conectadas via um elemento transversal, quando desejado.

[00014] Em uma forma de construção preferida, o conjunto de barra de ligação central é arranjado de modo a ser orientado geralmente paralelo ao eixo de artigo alongado durante a operação do tensor. Isto permite que o conjunto de barra de ligação central seja sujeito a tensões de tração durante a operação do tensor.

[00015] Em uma forma de construção possível, o conjunto de barra de ligação central é arranjado de modo a ser inclinado com respeito ao eixo de passagem durante a operação do tensor, a barra de ligação - desde sua extremidade de armação para sua extremidade de chassi - geralmente se estendendo contrariamente à direção da carga de tubulação. Isto causa um "efeito de auto-aperto" das trilhas sobre a tubulação ou similar. É notado que, na prática, a maior parte da força de aperto será provida pelos atuadores de aperto, por exemplo, em torno de 10% da força de aperto sendo providos via este conjunto de ligação central.

[00016] Preferivelmente, atuadores de aperto múltiplos são providos entre o chassi de unidade de trilha e a armação em locais espaçados ao longo do comprimento do chassi.

[00017] Em uma forma de construção altamente preferida, um atuador de aperto central, ou mais preferivelmente um par de atuadores de aperto centrais operando em paralelo, é arranjado de modo a engatar sobre a porção central do chassi e pelo menos dois outros atuadores de aperto (ou pares de atuadores de aperto) são providos, cada um engatando sobre uma respectiva porção de extremidade do chassi.

[00018] Por três (pares de) atuadores de aperto ao longo do comprimento do chassi, a rigidez efetiva do chassi é muito maior que com meramente dois atuadores atuando sobre o chassi.

[00019] É preferido que os atuadores de aperto sejam arranjados para engatar diretamente sobre o chassi da unidade de trilha e não via qualquer ligação intermediária, preferivelmente a unidade de trilha tendo um lado traseiro oposto ao lado ativo da trilha e os atuadores de aperto que engatam no dito lado traseiro.

[00020] Preferivelmente, os atuadores de aperto são arranjados para ser dirigidos substancialmente em um plano normal ao eixo de artigo alongado durante a operação do tensor, preferivelmente dentro de uma faixa de no máximo 20 graus com respeito ao dito plano.

[00021] Preferivelmente, os dispositivos de controle de atuador permitem controlar independentemente a força exercida por cada um de ditos atuadores de aperto sobre o chassi.

[00022] Preferivelmente, os dispositivos de controle de atuador são adaptados para compensar o movimento do navio e/ou variação de carga induzida pelo estado do mar. Isto é particularmente preferido quando o tensor inclui o efeito de auto-aperto produzindo o único conjunto de ligação central. Será apreciado que os movimentos do navio induzidos pelo estado do mar são prováveis que causem uma variação periódica da carga de tubulação sobre o tensor. Em uma forma de construção de um tensor, em que um conjunto de barras de ligação que suporta o chassi é arranjado de modo a causar um efeito de auto-aperto, esta variação de carga de tubulação produz então também uma variação em força de aperto, que pode ser indesejável. Por esta razão, a invenção propõe projetar os dispositivos de controle de atuador de modo que essa variação de força de aperto seja medida diretamente ou indiretamente, por exemplo, pela monitoração do movimento do navio, e os atuadores são então controlados para agir contra qualquer variação indesejável. Isto requer que os atuadores e os dispositivos de controle de atuador tenham uma resposta significantemente mais rápida que o distúrbio, por exemplo, permitindo a atuação dos atuadores a uma frequência de pelo menos 1 Hz, preferivelmente de pelo menos 20 Hz.

[00023] Na prática, um computador ou similar será incluído nos dispositivos de controle de atuador, este computador incluindo então um programa ou rotina que - em combinação com, por exemplo, válvulas hidráulicas em um dispositivo de controle de atuador hidráulico permitem operar o sistema de atuador em uma frequência relativamente alta, por exemplo, pelo menos a 1 Hz.

[00024] Preferivelmente no ponto de engate de cada atuador de aperto sobre o chassi é provida uma célula de carga para medir a força atual exercida em dito local, um sinal de força desta célula de carga sendo transmitido para os dispositivos de controle de atuador para controlar a força de aperto.

[00025] Outros projetos de atuador de aperto podem, por exemplo, ser atuadores de fuso de parafuso, que já foram empregados para tensores de tubulação.

[00026] Em uma forma de construção mais preferida, pelo menos três atuadores são providos entre o chassi de unidade de trilha e a armação em locais espaçados ao longo do comprimento do chassi. Isto permite controlar mais ou menos independentemente a pressão de aperto atual exercida pela trilha de tensor sobre a tubulação ou similar para cada porção do chassi, sobre a qual um atuador engata. Quando três atuadores são usados, isto permite, por exemplo, ajustar a pressão de aperto na região central do chassi um nível diferente que em ambas as regiões de extremidade (que podem também estar em níveis diferentes). Um tal controle da pressão de aperto exercida sobre o comprimento da tubulação mantida entre as trilhas é altamente vantajoso em vista da “capacidade de retenção” desejada ou requerida, por um lado, e os efeitos da pressão de aperto sobre a tubulação (ou seu revestimento, etc.), por outro lado.

[00027] É ainda preferido que os ditos atuadores sejam cilindros hidráulicos e em que ditos dispositivos de controle são dispositivos de controle hidráulicos que permitem controlar a pressão dentro de cada cilindro independentemente.

[00028] Preferivelmente, o tensor tem uma armação anular compreendendo múltiplos elementos de armação de anel, espaçados ao longo do eixo do tensor e interconectados por outros elementos de armação, preferivelmente se estendendo axialmente.

[00029] Preferivelmente, a armação de tensor é projetada de modo que o tensor pode ser aberto.

[00030] Em uma forma de construção preferida, a armação de tensor inclui uma parte de base, por exemplo, com seção transversal essencialmente em forma de U, sobre a qual um ou mais unidades de trilha foram montadas, e duas ou mais outras partes de armação, que são então interconectadas para formar os elementos de armação em anel, em que as extremidades livres das partes de armação são interconectáveis/destacáveis via elementos de conexão, por exemplo, pinos que podem ser providos através das aberturas alinhadas nas extremidades livres.

[00031] Outros projetos da estrutura de conexão entre o chassi e a armação, como uma estrutura deslizante ou estrutura telescópica arranjada -por exemplo, em ângulos retos - no chassi e na trajetória de tubulação, são também possíveis. Todavia, preferência é dada ao único conjunto de barra de ligação central como revelado aqui.

[00032] Formas de construção preferidas do tensor serão agora explicadas em detalhe com referência ao desenho.

[00033] A presente invenção se refere ainda a um navio de lançamento de tubo marinho provido com um tal tensor bem como a um método de lançamento de tubo em que é feito uso de um tal tensor. No desenho: a figura 1 mostra em uma vista superior uma forma de construção preferida do tensor marinho de acordo com a invenção, provido sobre uma estrutura de suporte de um navio de lançamento de tubo de tubulação marinha, a figura 2 mostra em vista lateral duas unidades de trilha e a armação do tensor da figura 1 quando do manuseio de um tubulação de diâmetro bastante pequeno, a figura 3 mostra em uma vista de acordo com a figura 2 o tensor da figura 1 quando do manuseio de uma tubulação de maior diâmetro, a figura 4 mostra em uma vista de acordo com a figura 2 o tensor da figura 1 quando aberto para a abertura máxima e a trilhas estão totalmente espaçadas, a figura 5 mostra em uma vista de acordo com a figura 2 a possibilidade das unidades de trilha serem orientadas de uma maneira não paralela, de modo a, por exemplo, permitir a passagem de uma seção de tubulação cônica, a figura 6 mostra em uma vista de acordo com a figura 2 uma orientação até mesmo mais não paralela das trilhas do tensor da figura 1, a figura 7 mostra em uma vista similar à figura 2 uma outra forma de construção preferida do tensor de acordo com a presente invenção quando do manuseio de uma tubulação de diâmetro bastante pequeno, a figura 8 mostra o tensor da figura 7 quando do manuseio de uma tubulação de maior diâmetro, a figura 9 mostra o tensor da figura 7 com as trilhas arranjadas de uma maneira não paralela, e a figura 10 mostra o tensor da figura 7 quando aberto, para prover a passagem máxima, por exemplo, para uma tubulação equipada com um acessório, a figura 11 mostra em lateral vista duas unidades de trilha e a armação de um tensor alternativo de acordo com a invenção quando do manuseio de uma tubulação de diâmetro bastante pequeno, a figura 12 mostra em uma vista de acordo com a figura 11 o tensor quando totalmente fechado na ausência de uma tubulação, e a figura 13 mostra em uma vista de acordo com a figura 11 o tensor quando aberto para a abertura máxima com as trilhas totalmente espaçadas.

[00034] Nas figuras 1-6, uma primeira forma de construção preferida do tensor 40 de acordo com a presente invenção é mostrada. O tensor 40 é mostrado em orientação vertical, mas pode também ser usado em outras orientações, como inclinadas e horizontais, como é bem conhecido na arte, ou em uma estrutura inclinável.

[00035] O tensor 40 é montado em uma estrutura de suporte 10 (aqui com dois elementos de suporte) de um navio de lançamento de tubo (não mostrados aqui). Como é conhecido, uma tal estrutura 10 pode, por exemplo, ser uma torre, por exemplo, uma torre inclinável.

[00036] O tensor 40 inclui uma armação de tensor 41 e múltiplas, aqui quatro, unidades de trilha 42 suportadas por dita armação de tensor 41 em posições distribuídas em torno de uma passagem de tubulação tendo um eixo de tubulação 32 ao longo do qual a tubulação 30 passará através do tensor. Usualmente, este eixo de tubulação coincidirá com um eixo principal imaginário do tensor, ainda as unidades de trilha podem também ser posicionadas para fazer com que o eixo de tubulação 32 seja diferente do eixo principal, como ficará claro da descrição abaixo.

[00037] O tamanho do tensor exemplificativo 40 pode ser apreciado através de figura 4 mostrando a abertura máxima como sendo de 3766 milímetros.

[00038] A armação 41 no projeto mostrado aqui é do tipo de armação anular, geralmente compreendendo múltiplos elementos de armação de anel, espaçados ao longo do eixo do tensor 40 e interconectados por outros (geralmente se estendendo axialmente) elementos de armação.

[00039] O contorno externo da armação 41 é aqui aproximadamente quadrado, mas outros formatos, por exemplo, retangular (por exemplo, para dois tensores) ou triangular (quando três trilhas são usadas) são também possíveis.

[00040] No projeto mostrado aqui, a armação de tensor 41 é projetada de modo que o tensor pode ser aberto para a entrada lateral e/ou remoção de uma tubulação para o e/ou a partir do tensor.

[00041] Neste projeto, a armação 41 é modular e inclui uma parte de base 41c sobre a qual uma única unidade de trilha foi montada, e três partes de armação 41d, e, f também cada uma suportando uma única unidade de trilha, dentre as quais a parte 41f é pivotável para abrir o tensor. As extremidades das partes de armação 41c, d, e, f são interconectáveis/destacáveis via elementos de conexão 48, por exemplo, pinos que podem ser providos através de aberturas alinhadas nas extremidade livres. [00042] Cada unidade de trilha inclui pelo menos uma trilha 42b (na prática, várias trilhas paralelas 42b podem ser providas em uma unidade de trilha), as trilhas 42b são aqui basicamente uma corrente sem fim de elementos de corrente portando sapatas de fricção, interconectados, guiados em torno de rolos de extremidade que suportam a corrente, em cada extremidade do chassi.

[00043] A unidade de trilha 42 inclui um chassi alongado e monolítico 42a, preferivelmente um chassi de aço soldado. O chassi alongado pode ser visto que tem porções de extremidade nas extremidades opostas do mesmo bem como uma porção central entre ditas porções de extremidade.

[00044] O chassi 42a é equipado com rolos de suporte ou outros dispositivos de suporte montados sobre o mesmo para a trilha sem fim 42b, e um ou mais trilhas se movimentando para controlar elementos para efetuar o movimento controlado da trilha associada (que é normalmente um movimento de acionamento e/ou frenagem e/ou reverso da trilha). Neste exemplo, um ou mais motores hidráulicos (não mostrados) são empregados, os quais controlam o movimento de um rolo de trilha em uma extremidade do tensor, rolo de trilha este que engrena com a trilha.

[00045] Entre cada unidade de trilha 42 e a armação de tensor 41 é provida uma estrutura de conexão que permite o movimento lateral da unidade de trilha de modo a adaptar a posição da unidade de trilha para um diâmetro de tubulação e também permite que para o movimento pivotante de cada unidade de trilha de modo a obter uma orientação não paralela das trilhas das unidades de trilha com respeito ao eixo de passagem de tubulação.

[00046] As figuras também mostram a presença de um ou mais atuadores de aperto 50-52, aqui cilindros hidráulicos, entre a armação de tensor e o chassi da unidade de trilha, atuadores de aperto estes 50-52 serem para prover (a maior parte da) a pressão de aperto.

[00047] Estes cilindros 50-52 são conectados a um dispositivo de controle de atuador que permite controlar a força de aperto exercida pelas sapatas de fricção da trilha da unidade de trilha sobre a tubulação. Na prática, isto incluirá um sistema hidráulico com uma ou mais bombas e um arranjo de válvula e comumente componentes eletrônicos, por exemplo, incluindo um computador, que controla a operação do sistema hidráulico.

[00048] Os dispositivos de controle de atuador permitem controlar independentemente a força exercida por cada um de ditos atuadores de aperto (ou cada par) sobre o chassi.

[00049] Como é preferido, os dispositivos de controle de atuador são adaptados para compensar o movimento do navio e/ou variação de carga de tubo induzida pelo estado do mar.

[00050] Neste exemplo, no ponto de engate de cada atuador de aperto sobre o chassi é provida uma célula de carga para medir a força atual exercida em dito local, um sinal de força desta célula de carga sendo transmitido para os dispositivos de controle de atuador para controlar a força de aperto.

[00051] Em uma forma de construção preferida, pelo menos um dos atuadores de aperto (ou um par de atuadores de aperto) é projetado como cilindro hidráulico de dupla ação (nestes exemplos todos dos cilindros são) de modo a ser capazes de prover - durante a operação do tensor - uma força de tração sobre o chassi, efetivamente tracionando o chassi para fora. Isto pode não somente ser desejável a fim de mover o chassi para fora, para abrir a passagem para o artigo alongado, mas também durante a operação do tensor quando o artigo alongado é passado através do tensor de uma maneira controlada, por exemplo, é desejável quando do manuseio de uma tubulação frágil ou um umbilical, em que o mero peso do chassi, possivelmente em combinação com a carga exercida pelo artigo alongado, cria uma força de aperto indesejavelmente alta.

[00052] Como pode ser visto, a estrutura de conexão de cada unidade de trilha 42 consiste aqui somente de um conjunto de barra de ligação central 45 que é pivotadamente conectado, em 53, à porção central do chassi 42a, em uma extremidade de chassi do mesmo e pivotadamente conectado, em 54, à armação 41 em uma extremidade de armação do mesmo. O conjunto de barra de ligação central inclui duas barras de ligação montadas em lados opostos do chassi (como pode ser visto na vista superior da figura 1), que previne a rotação da unidade de trilha em torno de seu eixo longitudinal. Desta maneira, a estrutura de conexão de cada unidade de trilha é somente conectada à porção central do chassi e não às porções de extremidade do mesmo.

[00053] O chassi 42a é pivotável em torno de eixo de pivô 53 com respeito um conjunto de barra de ligação oscilável 45.

[00054] Pode ser também visto que o conjunto de barra de ligação central 45 é arranjado de modo a ser inclinado com respeito ao eixo de passagem de tubulação durante a operação do tensor, cada uma das barras de ligação- de sua extremidade de armação para sua extremidade de chassi -geralmente se estendendo contrariamente à direção da carga de tubulação. Isto é feito para causar o "efeito de auto-aperto".

[00055] Neste projeto, é concebido que o conjunto de barra de ligação central 45 proveja uma parte menor da força de aperto, por exemplo, em torno de 10%. Isto permite a redução da capacidade do sistema atuador, e, por exemplo, permite o uso de atuadores hidráulicos pequenos. Uma vantagem de atuadores hidráulicos menores é, por exemplo, que eles têm menos fricção, o que é favorável, por exemplo, quando os dispositivos de controle são adaptados para compensar as variações de carga induzidas pelo estado do mar ou similares.

[00056] Nesta forma de construção preferida, um par de atuadores de aperto centrais 50 é arranjado de modo a engatar sobre a porção central do chassi 42a, aqui, como é preferido, os atuadores 50 que engatam no local do eixo de pivô 53. Também, dois outros pares de atuadores de aperto 51, 52 são providos, cada um engatando sobre uma respectiva porção de extremidade do chassi 42a.

[00057] Como pode ser visto, todos dos atuadores de aperto 50-52 são arranjados para engatar diretamente sobre o chassi da unidade de trilha. [00058] Os atuadores de aperto 50-52 são arranjados para serem dirigidos substancialmente em um plano normal a um eixo de tubulação durante a operação do tensor, assim dentro de uma faixa de diâmetros de abertura operacionais do tensor, preferivelmente dentro de uma faixa de no máximo 20 graus com respeito ao dito plano.

[00059] A operação apropriada do sistema de atuador permite efetuar ambos os movimentos lateral e pivotante das unidades de trilha e assim permite a variação do diâmetro e formato do interstício ou passagem de tubulação entre as trilhas 42b e obter a ação de exercer pressão controlada sobre a tubulação para obter a desejada força friccional.

[00060] É também preferido prover dispositivos de detecção de posição no tensor para poder detectar a posição de pelo menos uma das unidades de trilha. É concebido que em um conjunto de unidades de trilha opostas, a detecção de posição é usada para manter uma trilha em uma posição estacionária, em que uma trilha oposta é operada para ser móvel e ser controlada com base na pressão exercida sobre a tubulação.

[00061] As figuras 7-10 mostram um tensor 80 em uma outra forma de construção preferida da invenção. Como a pessoa especializada apreciará, o projeto geral deste tensor 80 corresponde ao projeto do tensor 40. As mesmas partes ou partes similares foram denotadas com os mesmos números de referência providos com um acento.

[00062] Uma distinção com o tensor 40 é que no tensor 80 os atuadores de aperto 50-52 atuam no lado traseiro do chassi alongado 42, lado traseiro este que é oposto ao lado ativo da trilha.

[00063] No tensor 80, cada atuador 50'-52' é montado pivotadamente na armação 41', o eixo de pivô 56 sendo posicionado em uma região central do corpo de cilindro em lugar de na extremidade de dito corpo de cilindro (ver as figuras 1-5). Isto é vantajoso em vista do encurvamento e em vista das dimensões da armação de tensor.

[00064] No tensor 80, a extremidade de haste de pistão 58 de cada atuador 50'-52' é esférica e é recebida em um elemento de copo 57 provido no lado traseiro do chassi. Esta conexão pode ser completada com uma parte de transmissão de carga de tração, de modo que a tração para dentro da haste de pistão resulta no movimento para fora do chassi.

[00065] Com referência às figuras 11-13, agora, uma terceira forma de construção de um tensor de acordo com a invenção será discutida. O tensor 100 tem uma armação 110 que suporta múltiplas unidades de trilha 120, dentre as quais duas são mostradas nas figuras 11-13.

[00066] A armação 110 é, como é preferido, do tipo de armação anular, aqui geralmente compreendendo múltiplos elementos de armação de anel espaçados ao longo do eixo do tensor 100 e interconectados por outros (por exemplo, geralmente se estendendo axialmente) elementos de armação. Nesta forma de construção, dois elementos de armação de anel 111, 112 são providos na armação 110, indicados ainda como o elemento de armação superior 111 e o elemento de armação inferior 112, respectivamente, quando é pretendido usar, neste exemplo, o tensor em orientações não horizontais, em que o elemento de armação 111 está acima do elemento de armação 112. [00067] A estrutura de conexão de cada unidade de trilha 120 consiste aqui somente de um conjunto de barra de ligação central 130 que é pivotadamente conectado, em 131, à porção central do chassi 121 em uma extremidade de chassi do mesmo e pivotadamente conectado, em 132, à armação 110 em uma extremidade de armação do mesmo.

[00068] A extremidade de armação 132 de cada conjunto de barra de ligação central 130 é conectada à armação 110 em um tal local que o conjunto 130 se estende geralmente paralelo ao eixo de passagem de artigo do tensor 100 e é principalmente sujeito a carga de tração durante a operação do tensor. Será apreciado que os conjuntos de barra de ligação 130 podem ser efetivamente dimensionados para suportar grandes forças de torsão, de forma muito melhor que forças de compressão e/ou de flexão. Assim, em geral, é concebido arranjar os conjuntos de barra de ligação centrais em uma posição de carregamento de tração entre a porção central do chassi da unidade de trilha, por um lado, e a armação, por outro lado, o conjunto de ligação - da extremidade de chassi para a extremidade de armação - sendo assim geralmente arranjado oposto à carga da tubulação sobre o tensor.

[00069] Quando o tensor 100 é destinado para a operação não horizontal, se poderia descrever o conjunto de ligação 130 como um conjunto de ligação pendendo para baixo 130, o chassi sendo conectado à extremidade inferior de chassi do conjunto de ligação pendendo para baixo.

[00070] Aqui, como é preferido, a extremidade de armação do conjunto 130 é posicionada geralmente verticalmente acima da extremidade de chassi do conjunto 130 quando da manipulação de tubulação de pequeno diâmetro. Como pode ser visto na figura 13, a colocação das unidades de trilha na posição de abertura máxima causa com que os conjuntos 130 sejam dirigidos um pouco inclinados para fora com suas extremidades de chassi inferiores, por exemplo, o ângulo com o eixo de passagem de artigo sendo menor que 30 graus.

[00071] Preferivelmente, os conjuntos 130 são bastante longos. Mais preferivelmente, o comprimento efetivo de cada um dos conjuntos 130 é pelo menos o mesmo ou maior que a distância entre unidades de trilha opostas na situação de abertura máxima. Será apreciado que um maior comprimento dos conjuntos 130 resultará em os conjuntos serem em geral mais paralelos ao eixo de passagem de artigo para as situações de abertura total do tensor. [00072] Como é preferido, o conjunto de barra de ligação central 130 inclui duas barras de ligação montadas em lados opostos do chassi, o qual previne a rotação da unidade de trilha em torno de seu eixo longitudinal. Desta maneira a estrutura de conexão de cada unidade de trilha é somente conectada à porção central do chassi e não às porções de extremidade do mesmo.

[00073] Na figura 11, os atuadores de aperto 150-152 foram deixados de fora por razão de clareza, suas posições e operação são claras a partir das figuras 12 e 13.

[00074] Será apreciado pela pessoa especializada que detalhes, opções, etc., preferidos, discutidos com referência a uma forma de construção, podem ser facilmente usados em combinação com uma ou mais das outras formas de construção da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Tensor marinho (40, 80, 100) para manipular um artigo alongado, tal como uma tubulação (30) em instalação de tubulação ou um umbilical, o tensor sendo adaptado para absorver a carga exercida pelo artigo alongado sobre o tensor, o tensor compreendendo: - uma armação de tensor (41, 110), - múltiplas unidades de trilha (42, 120) montadas na armação em posições distribuídas em torno de uma passagem de artigo tendo um eixo de passagem, em que cada unidade de trilha compreende um chassi alongado (42a), o chassi tendo porções de extremidade em extremidades opostas do mesmo bem como uma porção central entre as porções de extremidade, e em que cada unidade de trilha compreende ainda uma trilha sem fim (42b) suportada pelo chassi e dispositivos de controle de movimento de trilha para efetuar movimento controlado da trilha sem fim, a trilha sem fim tendo uma multiplicidade de elementos de fricção adaptados para engatar sobre o artigo alongado, e em que entre cada unidade de trilha e a armação de tensor é provida uma estrutura de conexão que pelo menos permite o movimento lateral da unidade de trilha de modo a adaptar a posição da unidade de trilha ao diâmetro de artigo alongado, e em que para cada unidade de trilha um ou mais atuadores de aperto (50-52, 150-152) são providos entre a armação de tensor e o chassi da unidade de trilha, e em que dispositivos de controle de atuador são providos, que são associados com os um ou mais atuadores de aperto e permitem o controle da força de aperto exercida pelos elementos de fricção da trilha da unidade de trilha sobre o artigo alongado, caracterizado pelo fato de que em que as estruturas de conexão (45, 130) são adaptadas, cada uma, para - em adição ao movimento lateral - permitir um movimento pivotante de cada unidade de trilha de modo a obter uma orientação não paralela das trilhas das unidades de trilha com respeito ao eixo de passagem.

2. Tensor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de conexão (45, 130) de cada unidade de trilha é somente conectada à porção central do chassi.

3. Tensor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a estrutura de conexão de cada unidade de trilha consiste de um conjunto de barra de ligação central (45, 130) que é pivotadamente conectado à porção central do chassi em uma extremidade de chassi do mesmo e pivotadamente conectado à armação em uma extremidade de armação do mesmo.

4. Tensor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o conjunto de barra de ligação central (130) é arranjado de modo a ser orientado paralelo ao eixo de artigo alongado durante a operação do tensor.

5. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que atuadores de aperto múltiplos (50-52, 150152) são providos entre o chassi de unidade de trilha e a armação em locais espaçados ao longo do comprimento do chassi.

6. Tensor de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um atuador de aperto central (50, 150) é arranjado de modo a engatar sobre a porção central do chassi e em que pelo menos dois outros atuadores de aperto (51, 52, 151,152) são providos, cada um engatando sobre uma respectiva porção de extremidade do chassi.

7. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que os atuadores de aperto (50-52, 150-152) são arranjados para engatar diretamente sobre o chassi da unidade de trilha, preferivelmente a unidade de trilha tendo um lado traseiro oposto ao lado ativo da trilha e aos atuadores de aperto que engatam no lado traseiro.

8. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que os atuadores de aperto (50-52, 150-152) são arranjados para ser dirigidos em um plano normal ao eixo de artigo alongado durante a operação do tensor, preferivelmente dentro de uma faixa de no máximo 20 graus com respeito ao plano.

9. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de atuador permitem controlar independentemente a força exercida por cada um dos atuadores de aperto (50-52, 150-152) sobre o chassi.

10. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de atuador são adaptados para compensar o movimento do navio e/ou variação de carga de tubo induzida pelo estado do mar.

11. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que no ponto de engate de cada atuador de aperto sobre o chassi é provida uma célula de carga para medir a força atual exercida no local, um sinal de força desta célula de carga sendo transmitido para os dispositivos de controle de atuador para controlar a força de aperto.

12. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que os atuadores de aperto (50-52, 150-152) são cilindros hidráulicos e em que os dispositivos de controle são dispositivos de controle hidráulicos que permitem controlar a pressão dentro de cada cilindro independentemente.

13. Tensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que dispositivos de detecção de posição são providos para detectar a posição de pelo menos uma das unidades de trilha dentro da armação.