BRPI0911059B1 - dispositivo, instalação e processo de extração de um material situado no fundo de uma extensão de água - Google Patents
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Description
(54) Título: DISPOSITIVO, INSTALAÇÃO E PROCESSO DE EXTRAÇÃO DE UM MATERIAL SITUADO NO FUNDO DE UMA EXTENSÃO DE ÁGUA (73) Titular: TECHNIP FRANCE, Sociedade Francesa. Endereço: 6-8 Allee De L'Arche, Faubourg De L'Arche, Zac Danton, 92400 Courbevoie, FRANÇA(FR) (72) Inventor: PHILIPPE ESPINASSE.
Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 07/04/2009, observadas as condições legais
Expedida em: 06/11/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “DISPOSITIVO, INSTALAÇÃO E PROCESSO DE EXTRAÇÃO DE UM
MATERIAL SITUADO NO FUNDO DE UMA EXTENSÃO DE ÁGUA”
A presente invenção se refere a um dispositivo de extração de um material situado no fundo de uma extensão de água, do tipo que compreende:
- um conjunto de fundo que compreende meios de retirada do material no fundo da extensão de água;
- um conduto de transporte do material retirado, conectado em um primeiro ponto sobre o conjunto de fundo e destinado a ser conectado em um segundo ponto a um conjunto de superfície flutuante sobre a extensão de água.
Tais dispositivos são destinados notadamente a exploração mineral dos fundos submarinos, ou aos trabalhos de terraplanagem dos solos submarinos tendo em vista posicionar instalações de produção de hidrocarbonetos.
Conhece da FR-A-2 467.283 um dispositivo do tipo précitado. Este dispositivo compreende uma instalação de superfície levada por um navio e um conjunto de fundo. O conjunto de fundo compreende uma estação de base e um veículo de extração que circula sobre o fundo marinho e conectado à estação de base por uma ligação flexível designada pelo termo inglês «jumper».
Para descer o conjunto de fundo na água, é conhecido utilizar um trem de hastes ocas rígidas que conectam a estação de base e a instalação de superfície. O trem de hastes delimita intemamente uma passagem de circulação do material retirado no fundo para enviá-lo até a superfície.
Tal dispositivo é consequentemente satisfatório durante a exploração normal, em águas calmas, do dispositivo de extração.
No entanto, no caso de tempestade ou quando a instalação de superfície sobre o navio deve ser temporariamente deslocada, é necessário re2 montar o conjunto do trem de hastes que constituem o conduto de transporte no navio portador, bem como o veículo submarino de retirada do material no fundo da extensão de água e os equipamentos de bombeamento.
Uma tal operação é fastidiosa e lenta, o que prejudica a segurança e o custo de exploração do dispositivo.
Um objetivo da invenção é consequentemente o de obter um dispositivo de extração de um material situado no fundo da extensão de água que seja mais seguro e menos dispendioso para explorar.
Para esse efeito, a invenção tem por objeto um dispositivo do tipo pré-citado, caracterizado pelo fato de que o conjunto de fundo compreende meios de ancoragem no fundo da extensão de água, o dispositivo de extração compreendendo um conjunto de flutuabilidade destinado a ser totalmente imerso sob a extensão de água, o conjunto de flutuabilidade sendo solidário pelo menos de uma região superior do conduto de transporte para manter o conduto de transporte em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água entre o conjunto de fundo e a região superior quando o segundo ponto estiver desconectado do conjunto de superfície.
O dispositivo de acordo com a invenção pode compreender uma ou várias das características seguintes, tomada(s) isoladamente ou de acordo com qual(is)quer combinação(ões) tecnicamente possível(is):
- o conjunto de flutuabilidade compreende uma pluralidade de bóias montadas em tomo da região superior do conduto de transporte;
- o conduto de transporte compreende uma parte inferior rígida conectada ao conjunto de fundo e uma parte superior flexível conectada à parte inferior rígida, o conjunto de flutuabilidade sendo montado pelo menos parcialmente sobre a parte inferior rígida;
- o conduto de transporte é sensivelmente flexível sobre todo seu comprimento para ser desdobrável entre uma configuração enrolada sobre um tambor de enrolamento trazido pelo conjunto de superfície e uma configuração estendida na extensão de água;
- o conjunto de fundo compreende um veículo extrator, conectado ao conduto de transporte, aos meios de retirada sendo levados pelo veículo extrator; e
- o conjunto de fundo compreende um suporte de coleta de material, conectado ao conduto de transporte, o suporte de coleta sendo destinado a ser posto no fundo da extensão de água para recolher o material retirado pelos meios de retirada, os meios de retirada sendo destinados a serem operados desde o conjunto de superfície, independentemente do suporte de coleta.
A invenção tem igualmente por objeto uma instalação de extração de um material situado no fundo da extensão de água, caracterizada pelo fato de que compreende:
- um conjunto de superfície destinado a se estender pelo menos parcialmente acima da superfície da extensão de água;
- um dispositivo de extração tal como um definido acima, o segundo ponto do conduto de transporte sendo deslocável em relação ao conjunto de superfície entre uma configuração conectada na qual o segundo ponto é conectado ao conjunto de superfície e uma configuração desmontada na qual o segundo ponto é situado totalmente afastado do conjunto de superfície, o conjunto de flutuabilidade mantendo o conduto de transporte em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água entre o conjunto de fundo e a região superior, na configuração conectada e na configuração desmontada.
A invenção tem além disso por objeto um processo de extração de um material situado no fundo da extensão de água através de uma instalação tal como descrita precedentemente, caracterizada pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
- conexão do segundo ponto do conduto de transporte sobre o conjunto de superfície;
- extração do material a partir do fundo da extensão de água pelos meios de retirada;
- transporte do material extraído para o conjunto de superfície através do conduto de transporte; e depois
- desconexão do segundo ponto do conduto de transporte afastado do conjunto de superfície, o conjunto de flutuabilidade mantendo o conduto de transporte em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água entre o conjunto de fundo e a região superior após a desconexão.
O processo de acordo com a invenção pode compreender uma ou várias das características seguintes, tomada(s) separadamente ou de acordo com qualquer(is) combinação(ões) tecnicamente possível(is);
- após a etapa de desconexão, uma etapa adicional de conexão do segundo ponto do conduto de transporte ao conjunto de superfície; e
- a instalação compreende um primeiro navio e um segundo navio, cada navio trazendo um conjunto de superfície, o processo compreendendo as seguintes etapas:
- conexão do segundo ponto do conduto de transporte sobre o conjunto de superfície do primeiro navio;
- extração do material a partir do fundo da extensão de água pelos meios de retirada,
- transporte do material extraído para o conjunto de superfície do primeiro navio através do conduto de transporte, e depois
- desconexão do segundo ponto do conduto de transporte afastado do conjunto de superfície do primeiro navio, o conjunto de flutuabilidade mantendo o conduto de transporte em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água entre o conjunto de fundo e a região superior,
- conexão do segundo ponto do conduto de transporte sobre o conjunto de superfície do segundo navio.
A invenção será melhor compreendida pela leitura da descrição que seguirá, dada unicamente de exemplo, e feita referindo-se aos desenhos anexados, nos quais:
- a Figura 1 é uma vista lateral de uma primeira instalação de extração de acordo com a invenção, o navio de superfície estando conectado ao dispositivo de extração;
- a Figura 2 é uma vista esquemática de lado de uma parte superior do conduto de transporte munida de um conjunto de flutuabilidade;
- a Figura 3 é uma vista análoga à Figura 1 durante a desconexão do navio de superfície;
- a Figura 4 é uma vista análoga à Figura 1 em ausência de navio de superfície;
- a Figura 5 é uma vista lateral de um detalhe da primeira instalação de extração em uma posição conectada da parte superior flexível do conduto de transporte;
- a Figura 6 é uma vista análoga à Figura 5 em uma posição estendida da parte superior flexível do conduto;
- a Figura 7 é uma vista de cima ilustrando esquematicamente as configurações da Figura 5 e a Figura 6; e
- a Figura 8 é uma curva que representa a janela de utilização do dispositivo de extração das Figuras 5 a 7 em função da profundidade e da distância ao eixo vertical da parte rígida.
Uma instalação 10 de extração de acordo com a invenção é representada nas figuras 1 a 4. Esta instalação é destinada a retirar materiais situados ao fundo de leito de água 12 como um mar, um oceano, ou um lago.
A extensão de água 12 repousa sobre um fundo 14 delimitado por um material sólido que compreende rochas e/ou sedimentos.
O dispositivo 10 tem por objeto realizar por exemplo trabalhos de terraplanagem no fundo 14 com o propósito posicionar uma instalação de exploração de hidrocarbonetos, ou retirar minérios depositados no fundo 14 com o propósito de sua exploração posterior na superfície 16 da extensão de água 12.
Como ilustrado pela Figura 1, a instalação 10 compreende um dispositivo imerso de extração 18 e um conjunto de superfície 20 destinado a recolher, tratar e armazenar o material retirado e elevado à superfície pelo dispositivo de extração 18.
Neste exemplo, o conjunto de superfície 20 é levado por um navio 22 flutuante sobre a extensão de água.
O dispositivo de extração 18 compreende um conjunto de fundo 24 para a retirada do material no fundo 14 da extensão de água 12, um conduto de transporte 26 que conecta o conjunto de fundo 24 ao conjunto de superfície 20 e, de acordo com a invenção, um conjunto de flutuabilidade 28 montado em tomo de pelo menos uma região superior do conduto de transporte 26 para assegurar sua manutenção em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água 12.
O dispositivo de extração 18 compreende, além disso, linhas funcionais 30 de alimentação elétrica do conjunto de fundo 24 e injeção de gases no conduto 26. O conjunto de fundo 24 compreende uma estação de base 32, meios 34A, 34B de escavação, deslocáveis em relação à estação de base 32, e uma âncora 36 de fixação da estação de base 32 no fundo 14 da extensão de água 12.
A estação de base 32 é destinada a ser colocada próxima ao fundo 14, afastada deste durante a exploração dos materiais.
A estação de base 32 compreende equipamentos (não representados) de bombeamento e tratamento do material retirado, como por exemplo bombas ou filtros, e meios de comando dos meios de escavação
34Α, 34Β.
Ela pode compreender também meios de armazenamento temporário do material retirado pelos meios de escavação 34A, 34B.
No exemplo representado na figura 1, os meios de escavação 3 4A, 34B compreendem, a esquerda sobre o desenho, um veículo escavador 38 e uma ligação flexível 40 que conecta o veículo escavador 38 à estação de base 32, e a direita no desenho, uma grua de escavação 42, associada a meios 44 de recepção e tratamento do material, colocados no fundo 14 da extensão de água 12 e ligados à estação de base 32 por uma segunda ligação flexível 46.
O veículo escavador 38 é destinado a se deslocar no fundo 14 para aí retirar o material. Ele compreende meios 48 de deslocação autônomo no fundo 14, e meios 50 de retirada do material aptos a escavar, raspar ou furar o material que constitui o fundo 14 e transportá-lo até a ligação flexível 40.
Um exemplo de veículo escavador é descrito no pedido francês FR-A-2 467.283.
A ligação flexível 42 é, às vezes, designada pelo termo inglês “jumper”. E formada de um tubo flexível que apresenta uma extremidade superior conectada na estação de base 32 e uma extremidade inferior conectada no veículo 38 para retirar o material proveniente dos meios de retirada 50. Ela delimita intemamente uma luz de circulação de material que desemboca perante os meios de retirada 50 e na estação de base 32 para se conectar ao conduto de transporte 26.
A grua 42 é desdobrável e acionável desde o navio 22 na superfície. Ela compreende uma pinça 52 de retirada do material no fundo 14, e um cabo 53 de desdobramento e de deslocamento da pinça 52 para descê-la desde o navio 22 até o fundo 14 e para deslocá-la em relação ao fundo 14.
Em uma variante, os meios de escavação 34B compreendem, além disso, um martelo cravador solidário da pinça 52 ou um martelo cravador estendido desde o navio 22 em superfície por um cabo adicional de desdobramento e de deslocamento.
Os meios de recepção 44 são descritos por exemplo no pedido FR 07 56579 da requerente.
Eles compreendem um suporte de apoio regulável 54 colocado no fundo da extensão de água, munido de um triturador/esmagador e um funil de recepção do material retirado.
A pinça 52 da grua 42 é removível em relação ao suporte 54 entre uma posição de retirada de material em contato com o fundo 14 da extensão de água, e uma posição de despejo do material no suporte 54.
A segunda ligação flexível 46 é de estrutura análoga a esta da primeira ligação flexível 40.
A âncora 36 compreende um pino de fixação no fundo da extensão de água e um cabo de ligação para a estação de base 32. A estação 32 é assim mantida acima do pino de fixação a alguns metros afastado do fundo 14.
O conduto de transporte 26 se estende sensivelmente, de modo vertical, na extensão de água 12 entre um primeiro ponto 60, situado em sua extremidade inferior e conectado a estação de base 32, e um segundo ponto 62 situado na sua extremidade superior e conectado de maneira amovível no conjunto de superfície 20.
O conduto 26 compreende, em referência à Figura 1, uma parte inferior rígida 64, uma parte superior flexível 66 e uma conexão de ligação 68 entre a parte rígida e a parte flexível.
O conduto de transporte 26 define intemamente, sobre todo seu comprimento tomado entre o primeiro ponto 60 e o segundo ponto 62, uma luz interna 70 contínua de circulação do material, destinada a transportar o material retirado do fundo 14 da extensão de água desde a estação de base até o conjunto de superfície 20.
No exemplo ilustrado pela Figura 1, a parte inferior rígida 64 compreende uma montagem extremidade a extremidade de segmentos 72 de tubos metálicos rígidos.
O raio de curvatura máximo do conduto rígida é notadamente inferior a 12 m e inferior a 10 m.
Como se verá abaixo, e de acordo com a invenção, graças ao conjunto de flutuabilidade 28 e à âncora 36, a parte inferior 64 se estende de acordo com um eixo A-A’ sensivelmente vertical entre a conexão 68 e a estação de base 32 qualquer que seja a configuração da parte superior flexível 66.
A parte inferior 64 é, além disso, munida de dois reforçadores 73 situados próximos à conexão 68.
A conexão 68 está situada em uma profundidade compreendida entre 1 m e 200 m sob a superfície 16.
A parte superior flexível 66 é realizada na base de um conduto flexível 74 que tem um raio de curvatura mínimo superior a 12 m.
A parte superior flexível 66 é assim apta a se deformar entre uma configuração conectada em S, na qual é conectada ao conjunto de superfície 20, tal como representado na figura 1, e uma configuração desmontada em U invertido na qual é desconectada do conjunto de superfície 20 e se estende para baixo paralelamente à parte rígida 64, como representado na figura 4.
Na configuração conectada em S, o segundo ponto 62 é mantido conectado no conjunto de superfície 20 acima da conexão 68. O conduto flexível 74 forma desde a conexão 68 até o segundo ponto 62, um joelho 75A dirigido para cima, um joelho 75B dirigido para baixo, na etapa um segmento sensivelmente vertical 75C.
A parte superior flexível 66 é munida, próxima do primeiro ponto 62, de um cabo de repescagem 80 que apresenta uma bóia 82 flutuante na superfície na extremidade superior do cabo 80.
Em variante, a parte superior flexível 66 é desprovida de cabo 80 e de bóia 82. O primeiro ponto 62 é então pronto para descansar na extensão de água 12 ou no fundo 14 da extensão de água quando for desconectado do conjunto de superfície 20.
As linhas funcionais 30 compreendem linhas 90 de transporte de potência elétrica e/ou hidráulica, e de transporte de informações para a alimentação dos dispositivos de escavação 34A, 34B e da estação de base 32, e pelo menos uma linha 92 de injeção de gás na luz interna 70 do conduto de transporte 26 para o transporte do material da estação de base para o conjunto de superfície 20.
As linhas de transporte 90 são realizadas, por exemplo, sob forma de umbilicais com um segmento superior livre em relação ao conduto 26, um segmento intermediário fixado ao longo do conduto 26 diante da parte rígida 64 e um segmento inferior livre em relação ao conduto 26 que conecta o segmento intermediário respectivamente ao veículo escavador 38 e ao suporte 54.
De acordo com a invenção, o conjunto de flutuabilidade 28 compreende uma pluralidade de bóias 96, 98 repartidas axialmente ao longo do conduto de transporte 26.
Como ilustrado pela Figura 2, o conduto de transporte 26 compreende assim um primeiro grupo de bóias 96 elevadas coaxialmente em tomo da parte inferior 64 e um segundo grupo de bóias 98 elevadas em tomo da parte superior flexível 66.
As bóias 96, 98 são, por exemplo, realizadas em espuma estanque e fixadas axialmente em tomo do conduto 26 através de pinças, como descrito no pedido de patente GB 2.288.205 da sociedade inglesa CRP.
No exemplo representado, as bóias 96, 98 são repartidas sobre sensivelmente todo o comprimento do conduto 26.
Em variante, as bóias 96, 98 são dispostas unicamente sobre uma região superior do conduto 26 próxima da conexão 68, definindo sobre a parte inferior rígida 64 e sobre a parte superior flexível 66 regiões desprovidas de bóias 96, 98 de comprimento superior a 50% do comprimento do conduto 26.
Neste caso, a região superior munida de bóias 96, 98 apresenta uma flutuabilidade superior a flutuabilidade das outras regiões do conduto 26.
As bóias 96, 98 são dimensionadas para manter a parte rígida 64 sensivelmente vertical na extensão de água 12 apesar do peso do conduto 26 e do fluido eventualmente contido neste conduto, se o segundo ponto 62 estiver conectado ao conjunto de superfície 20 ou quando o segundo ponto 62 estiver desconectado do conjunto de superfície 20, na ausência de tração vertical no segundo ponto 62.
As bóias 96, 98 exercem assim sobre o conduto 26 uma força dirigida para cima superior a força que resulta da diferença entre por um lado, o peso do conduto 26 e seu conteúdo, e por outro lado, o empuxo de Arquimedes que é exercido sobre o conduto 26.
Em uma outra variante, o conjunto de flutuabilidade 28 compreende uma bóia 96 única realizada a partir de um casco oco totalmente imerso na extensão de água. A bóia única é disposto verticalmente acima da conexão 68 e é ligada à conexão 68 por uma cadeia.
O conjunto de superfície 20 compreende meios 100 de recepção, decantação e tratamento do material recebido do conduto de transporte 28, meios 102 de alimentação elétrica e/ou hidráulica e de comando ou de meios de escavação 34A, 34B e meios 104 de injeção de gases na linha 92.
A montagem e funcionamento da instalação de extração 10 de acordo com a invenção serão agora descritos.
Inicialmente, o dispositivo de extração 18 é montado sequencialmente e descido para o fundo 14 da extensão de água.
Para esse efeito, a estação de base 32 e os meios de escavação 3 4A, 34B desceram progressivamente para o fundo 14 da extensão de água 12 a partir do navio 22 por montagem sucessiva dos segmentos de tubo 72 que formam a parte inferior rígida 64 do conduto de transporte 26.
Durante a montagem da parte rígida 64, bóias 96 são montadas regularmente em tomo dos segmentos de tubo 72 e calçadas axialmente em tomo destes de tubos 72 para formar o conjunto de flutuabilidade 28.
Em seguida, a conexão 68 é montada na extremidade superior da parte inferior rígida 64. O conduto flexível 74 munida de bóias 98 então é montado e descido na extensão de água 12 para formar a parte superior flexível 66 do conduto de transporte 26, que ocupa sua configuração conectada ao conjunto de superfície 20.
Além disso, as linhas funcionais 30 são desenroladas em tambores giratórios colocados sobre o navio 22 e descidos simultaneamente com o conduto de transporte 26.
Quando a estação de base 32 é situada alguns metros acima do fundo 14 da extensão de água 12, a âncora 36 é posicionada e seu pino de fixação é imobilizado no fundo 14 da extensão de água.
As bóias 96, 98 e o conjunto de flutuabilidade 28 que geram uma força de tração para cima na região superior do conduto de transporte 26 munida das bóias 96, 98, e a âncora 36 que geram uma força de retenção da extremidade inferior 60 do conduto de transporte 26 próxima ao fundo 14 da extensão de água 12, a parte inferior rígida 64 do conduto de transporte 26 se alinham espontaneamente e de maneira permanente de acordo com um eixo A-A’ sensivelmente vertical entre a âncora 36 e a conexão 68.
Além disso, a parte superior flexível 66 adota uma conformação na forma de onda que absorve os deslocamentos locais do navio em relação à parte rígida 64.
Os meios de escavação 3 4A, 34B são então ativados para retirar material no fundo 14 da extensão de água 12 e conduzir o material retirado através das linhas flexíveis respectivas 40, 46 até estação de base 32.
Em seguida, o material retirado é elevado através da luz interna 70 do conduto de transporte 26 entre a estação de base 32 e os meios de recepção e de tratamento 100 sobre o conjunto de superfície 20, notadamente sob o efeito do gás injetado pela linha de injeção de gases 92 na luz 70, e/ou por bombas centrífugas montadas na estação de base 32 ou na base da âncora 36.
No caso de tempestade ou em caso urgência, o primeiro ponto 62 pode ser desconectado muito rapidamente do conjunto de superfície 20 para ser colocado afastado do navio 22 na extensão de água 12, de modo que a parte superior 66 ocupe sua configuração desmontada ilustrada pela Figura
3.
Uma vez desconectado, o navio 22 pode rapidamente se afastar do dispositivo de extração 18, notadamente quando uma tempestade agita a extensão de água 12.
No entanto, mesmo quando o segundo ponto 62 estiver desconectado, o conduto de transporte 26 continua sensivelmente vertical na extensão de água 12, notadamente na parte inferior rígida 64 entre a estação de base 32 e a conexão 68, como ilustrado pela Figura 4.
Além disso, quando o segundo ponto 62 do conduto deve ser re-conectado a um conjunto de superfície 20, ele pode ser rebocado por um navio 22 para a superfície 16 através do cabo de repescagem 80 que pode ser preso com ajuda da bóia 82.
O dispositivo de extração 18 de acordo com a invenção pode consequentemente ser deixado permanentemente imerso na extensão de água em uma configuração sensivelmente vertical, sem precisar elevá-lo em um navio 22 quando não estiver sendo utilizado.
Como ilustrado pelas Figuras 4 a 8, o dispositivo de extração 18 de acordo com a invenção, quando é equipado de meios de escavação 34B que compreendem uma grua 42 solidária do navio associada a meios 44 de recepção de tratamento do material posto no fundo da extensão de água, apresenta um grande raio de intervenção no fondo 14 da extensão de água, mesmo quando o segundo ponto 62 for mantido conectado no conjunto de superfície 20, e quando a âncora 36 for mantida imóvel no fondo 14 da extensão de água.
Assim, em referência à Figura 7, para cada posição do navio 22, a pinça 52 situada na extremidade inferior da grua 42 está pronta para tratar, em projeção no fondo 14, uma superfície 130 na forma de disco centrada no navio 22. Além disso, o navio 22 pode girar de 360° em tomo do eixo A-A’, autorizando um tratamento de uma superfície anular 132 centrada no eixo A-A’, deslocando-se de maneira correspondente o suporte de apoio 54 para colocá-lo na superfície na forma de disco 130.
Como ilustrado pelas Figuras 5, 6 e 7, a extensão da superfície anular de tratamento 132 em tomo do eixo A-A’ é definida pela configuração em S da parte superior flexível 66.
Assim, quando a parte superior flexível 66 ocupa sua configuração em S, ela está apta para ser deslocada pelo navio 22 entre uma posição contratada radialmente, representada na figura 5, na qual o segundo ponto 62 conectado sobre o conjunto de superfície 20 é posicionado próximo do eixo vertical A-A’ da parte inferior rígida 64, e uma posição estendida radialmente, representada na figura 5, na qual o segundo ponto 62 é mais afastado do eixo vertical A-A’ da parte inferior 64.
Como ilustrado pela Figura 5, na posição contratada radialmente, o ângulo Θ formado por um eixo vertical B-B' que passa pelo segundo ponto 62 e o segmento superior da parte superior flexível 66 é inferior - a 10° e por exemplo é compreendido entre - 15° e - 20°.
Como representado à esquerda na figura 7, o navio 22 é então colocado próximo do eixo A-A’ e define com a grua 42, o raio mínimo Dmin da superfície anular de intervenção 132.
Ao contrário, na posição estendida radialmente, o ângulo Θ formado pela vertical que passa pelo segundo ponto 62 e o segmento vertical é superior a 10°, por exemplo, é compreendido entre 12° e 20°.
Como representado à direita na figura 7, o navio 22 então é colocado mais afastado do eixo A-A’ e define com a grua 42, o raio máximo
Dmax da superfície anular de intervenção 132.
Além disso, a altura intermédia h da parte superior flexível 66 do conduto 26, tomada entre o topo 134 do joelho dirigido para cima 75A e o ponto mais baixo 136 do joelho dirigido para baixo 75B, se adapta à profundidade do fundo 14 da extensão de água, para um comprimento dado do conduto de transporte 26.
Para um conduto de transporte 26 que apresenta uma parte inferior rígida 64 de comprimento 11 dado, por exemplo compreendido entre 700 m e 1000 m e uma parte superior flexível 66 de comprimento 12 dado, por exemplo, compreendido entre 400 m e 450 m, é assim possível extrair material em uma superfície anular 132 do fundo 14 da extensão de água definida na janela de profundidade P e distância D ao eixo A-A’ situada dentro da curva fechada 140 sensivelmente trapezoidal da Figura 8, sem alterar o comprimento do conduto 26, e sem deslocá-lo.
Em uma primeira variante de utilização do dispositivo 18, o conjunto de superfície 20 de um primeiro navio 22 é utilizado para recolher o material proveniente do conduto de transporte 26 até que uma quantidade dada de material seja recebida pelos meios de recepção e tratamento 100 do primeiro navio 22.
Em seguida, o primeiro ponto 62 do conduto 26 é desconectado do conjunto de superfície 20 deste primeiro navio 22 e o primeiro navio 22 se afasta do dispositivo 18.
Um segundo navio (não representado), que comporta meios de armazenamento de material disponíveis é então é conduzido diante do dispositivo de extração 18 e o primeiro ponto 62 do conduto é então conectado no conjunto de superfície 20 deste segundo navio.
Ainda em uma outra variante, o conduto de transporte 26 é sensivelmente flexível sobre todo seu comprimento e cada linha funcional 30 é disposta em tomo do conduto de transporte 26 para formar um conduto flexível como descrito no pedido francês n° 07 56579 do requerente.
Nesta variante, o conduto de transporte 26 e cada linha funcional 30 são desdobráveis conjuntamente entre uma configuração de repouso enrolada sobre um tambor de enrolamento colocado sobre o navio de instalação 22 e uma configuração estendida para o fundo 14 da extensão de água 12.
Em uma outra variante de utilização, o dispositivo de extração 18 é totalmente deslocado, após a desconexão do segundo ponto 62 afastado do conjunto de superfície 20, desde um primeiro ponto de ancoragem da âncora 36 no fundo 14 da extensão de água para um segundo ponto de ancoragem da âncora 36 no fundo 14 da extensão de água, sem elevar o conduto 26 e o conjunto de fundo 24 no conjunto de superfície 20.
Para esse efeito, um navio (não representado) que traz uma grua é utilizado para levantar parcialmente o conduto 26 e a âncora 36 afastada do fundo 14 no primeiro ponto de ancoragem, prendendo o conduto 26, por exemplo, no nível da conexão 68. Em seguida, o navio transporta o dispositivo de extração 18 para o segundo ponto de ancoragem, onde o conduto 26 e a âncora 36 são descidos para colocar a âncora 36 em contato com o fundo 14. O conduto 26 e a âncora 36 continuam imersos sob a superfície 16 da extensão de água 12 durante o transporte entre o primeiro ponto de ancoragem e o segundo ponto de ancoragem. A flutuabilidade trazida pelo conjunto de flutuabilidade 28 facilita o levantamento do dispositivo de extração 18 e autoriza seu transporte mantendo a parte inferior rígida 64 sensivelmente vertical.
Em variante, a parte superior flexível 66 ocupa uma configuração em catenária na configuração conectada.
A âncora 26 é, por exemplo, do tipo âncora de sucção (“succion pile” em inglês) ou de tipo pilha de ancoragem por gravidade (“gravity base”).
Claims (2)
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Ο 102 104
1. Dispositivo de extração (18) de um material situado no fundo (14) de uma extensão de água (12), o material compreendendo rochas e/ou sedimentos; do tipo que compreende:
- um conjunto de fundo (24) compreendendo meios (50, 52) de retirada do material no fundo (14) da extensão de água (12);
- um conduto (26) de transporte do material retirado, conectado em um primeiro ponto (60) sobre o conjunto de fundo (24) e destinado a ser conectado em um segundo ponto (62) a um conjunto de superfície (20) flutuante sobre a extensão de água (12);
caracterizado pelo fato de que o conjunto de fundo (24) compreende meios de ancoragem (36) no fundo (14) da extensão de água (12), o dispositivo de extração (18) compreendendo um conjunto de flutuabilidade (28) destinado a ficar totalmente imerso sob a extensão de água (12), o conjunto de flutuabilidade (28) estando solidário de pelo menos uma região superior do conduto de transporte (26) para manter o conduto de transporte (26) em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água (12) entre o conjunto de fundo (24) e a região superior quando o segundo ponto (62) for desconectado do conjunto de superfície (20).
2. Dispositivo (18) de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de o conjunto de flutuabilidade (20) compreende uma pluralidade de bóias (96, 98) montadas em tomo da região superior do conduto de transporte (26).
3. Dispositivo (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conduto de transporte (26) compreende uma parte inferior rígida (64) conectada ao conjunto de fundo (24) e uma pare superior flexível (66) conectada à parte superior rígida (64), o conjunto de flutuabilidade (28) sendo montado pelo menos parcialmente sobre a parte inferior rígida (64)
4. Dispositivo (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conduto de transporte (26) é flexível sobre sensivelmente todo seu comprimento para ser desdobrável entre uma configuração enrolada sobre um tambor de enrolamento trazido pelo conjunto de superfície (20) e uma configuração desdobrada na extensão de água (12).
5. Dispositivo (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conjunto de fundo (24) compreende um veículo extrator (38) conectado ao conduto de transporte (26), os meios de retirada (50) sendo carregados pelo veículo extrator (38).
6. Dispositivo (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conjunto de fundo (24) compreende um suporte (54) de coleta de material, conectado ao conduto de transporte (26), o suporte de coleta (54) sendo destinado a ser colocado sobre o fundo (14) da extensão de água (12) para recolher o material retirado pelos meios de retirada (52), os meios de retirada sendo destinados a serem manobrados desde o conjunto de superfície (20), independentemente do suporte de coleta (54).
7. Dispositivo (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios de ancoragem (36) compreendem uma âncora mantida imóvel no fundo da extensão de água.
8. Instalação (10) de extração de um material situado no fundo (14) de uma extensão de água (12), caracterizada pelo fato de que compreende:
- um conjunto de superfície (20) destinado a ser estendido pelo menos parcialmente acima da superfície (16) da extensão de água (12);
- um dispositivo de extração (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, o segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) sendo deslocável em relação ao conjunto de superfície (20) entre uma configuração conectada na qual o segundo ponto (62) é conectado ao conjunto de superfície (20) e uma configuração desmontada na qual o segundo ponto (62) está situado totalmente afastado do conjunto de superfície (20), o conjunto de flutuabilidade (28) mantendo o conduto de transporte (26) em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água (12) entre o conjunto de fundo (24) e a região superior, na configuração conectada e na configuração desmontada.
9. Processo de extração de um material situado no fundo (14) de uma extensão de água (12) com a ajuda de uma instalação (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas seguintes:
- conexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) sobre o conjunto de superfície (20);
- extração do material a partir do fundo (14) da extensão de água (12) pelos meios de retirada (50, 52);
- transporte do material extraído para o conjunto de superfície (20) através do conduto de transporte (26), e depois
- desconexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) afastado do conjunto de superfície (20), o conjunto de flutuabilidade (28) mantendo o conduto de transporte (26) em uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água (12) entre o conjunto de fundo (24) e a região superior após a desconexão.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende, após a etapa de desconexão, uma etapa adicional de conexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) no conjunto da superfície (20).
11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a instalação (10) compreende uma primeira embarcação (22) e uma segunda embarcação, cada embarcação portando um conjunto de superfície (20), o processo compreendendo as seguintes etapas:
5 - conexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) sobre o conjunto de superfície (20) da primeira embarcação (22);
- extração do material a partir do fundo (14) da extensão de água (12) pelos meios de retirada (50, 52),
- transporte do material extraído para o conjunto de superfície
10 (20) da primeira embarcação (22) através do conduto de transporte (26), e depois
- desconexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) afastado do conjunto de superfície (20) da primeira embarcação (22), o conjunto de flutuabilidade (20) mantendo o conduto de transporte (26) em
15 uma configuração sensivelmente vertical na extensão de água (12) entre o conjunto de fundo (24) e a região superior,
- conexão do segundo ponto (62) do conduto de transporte (26) no conjunto de superfície (20) da segunda embarcação.
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